生质能产业报告:简介植物性生质能篇(1)

作者: | 发布日期: 2010 年 05 月 31 日 18:26 | 分类: 分析评论

什麼是生质能?

生质能(Bioenergy)泛指所有能做为燃料或工业原料,活着或死去的有机物,也包括生物可降解废弃物(Biodegradable Waste)制造的燃料,或其他可作为工业原料之动物、植物或微生物及其代谢产品,但已经地质作用成为煤炭或石油、天然气之有机物并不被视为生质能,或传统上食品、纺织等应用范围之有机物也不被视为生质能。

如煤炭与石油、天然气,生质能也是一种储存太阳能的能源型式。植物透过光合作用将太阳能转化为碳水化合物或脂肪等生物质量(Biomass),将太阳能以化学能的方式储存起来。

生质能的来源可以是植物性的、动物性的或微生物性的,而我们日常生活中所产生的各种废弃物也可视为生质能的一种。

植物性生质能可直接利用亦可透过加工转换为其他型态的能源。直接使用植物性生质能时,简单来说就是把植物当作「柴火」取代煤炭、石油与天然气。间接利用之植物性生质能则是藉由发酵或其他化工工艺,以植物为原料生产酒精(乙醇、丁醇)、柴油或合成气等,以取代汽、柴油与天然气。

动物性生质能一般意指由植物经动物消化后产物所得之能源,例如牛粪(可直接燃烧)、猪粪(可发酵产生沼气)等,另外近年草食性动物反芻时所产生之大量甲烷与温室效应间关联性已获证明,因此透过诸如负压栏舍等饲养方式收集得到之甲烷,亦为动物性生质能。

微生物性生质能指来自微生物透过自营作用(光合作用)所得之生质能源。藻类微生物一如陆上植物可藉由光合作用转换大量太阳能,同时因藻类物种繁多、特性迥异,目前已发现许多藻类物种可快速大量生产油脂供作生质柴油原料,或累积大量淀粉、糖类,可进一步供酒精生产原料。

生质能源产业中对微生物之研究并非仅限于油脂与碳水化合物产能开发,在纤维素水解、甲醇、乙醇、丁醇发酵甚至氢燃料生产过程中,均须使用由微生物产制之大量特殊酵素。特素酵素些微之效率差异,即会对生质能源产业获利产生巨大影响,因此如何开发高效能微生物酵素,是生质能源产业上游业者必争之战场。

来自生活废弃物之生质能包括来自固体废弃物与液体废弃物两类,前者就是一般俗称的垃圾,一般家庭垃圾可单纯经焚化方式产生蒸气或发电,部分事业废弃物如保丽龙、轮胎等,亦可经由其他化工工艺进一步加工为酒精、汽油或合成气,以取代汽、柴油与天然气。

来自植物的生质能

植物性来源的生质能是一般人们最常、最容易联想到的生质能。

植物性来源生质能从原料类型来分,可分为:农作物类、废弃物类与能源作物类三大类。

【农作物类】
农作物类指传统农业中生产之农作物,如:稻米、玉米、麦、马铃薯、树属等各种粮食作物,甘蔗、甜菜两大产糖作物,以及花生、大豆、向日葵、橄欖、棕櫚与油菜等油脂作物。
表1 世界主要粮食作物

农作物类中粮食作物之主要生质能利用方式,为收集穀物加工为淀粉后以发酵方式生产酒精(乙醇),再进一步与汽油混合为酒精汽油,供交通工具燃料使用。

世界最重要两种产糖作物即温带地区之甜菜与热带地区之甘蔗,在作生质能利用时产糖作物无须进一步精炼,可直接利用其糖浆供发酵产制酒精。

作者:赖正庸, TrendForce研究团队
赖正庸先生亦为致理技术学院讲师

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