能源應用 - 生質能

1. 能源應用-生質能 組員:4960J160 莊舜欽 4960J161 張立翰 4960J164 鄭碩文 4960J181 施昱列 指導老師:王永山 老師

2. 大綱 • 何謂生質能 • 能源危機 • 棕櫚油 • 微藻 • 痲瘋樹 • 結論 • 參考文獻

3. 何謂生質能? • 生質能就是利用生質物經轉換所獲得的電與熱等可用的能源。生質物則泛指由生物產生的有機物質。與風能、太陽能一樣具有取之不盡、用之不竭的特性。與其他再生能源比較，生質能的優勢包括技術較成熟、有商業化運轉能力、經濟效益較高、且因使用材料為廢棄物，故兼具廢棄物的回收處理與能源生產的雙重效益。而且，生質能可併用在傳統能源供應的架構中，例如生質柴油可與市售柴油混合使用、氣化系統可與汽電共生或複循環發電系統結合等。

4. 能源危機 • 當世界的自然資源漸漸地被消耗、石油儲存量慢慢地減少，面對著石油價格不斷地提升，這種情況不但加重了人民的經濟負擔，更可能造成全球經濟重大的影響。因此，尋找自然資源的替代能源，是目前科學家最為傷腦筋的事情。 • 棕櫚油，正是科學家未來所看好，將取代石油的『替代品』。

5. 棕櫚樹，是馬來西亞極為重要的農作物之一，目前科學家正努力研究，若是成功，我們也可以減少依賴自然資源。棕櫚樹，是馬來西亞極為重要的農作物之一，目前科學家正努力研究，若是成功，我們也可以減少依賴自然資源。 棕櫚樹種植的範圍約佔馬來西亞全國農耕面積約50%。除此之外，馬來西亞的棕櫚油產量和出口量約占全世界中產量50%。 棕櫚樹

6. 油棕樹含油量高效益勝同類油棕樹，是高產的植物油作物，油棕果的果肉和種子含油量很高，油的品質也高，它是所有植物食用油中含油量最高的植物，比花生含油量高6至7倍，比大豆含油量高近10倍，故有“世界油王”之譽。目前，全球油棕樹種植面積1200萬公頃，生產全球所需油脂的22%，反觀大豆，種植面積8400萬公頃，所生產的油脂卻只能滿足全球需求量的25%。油棕樹含油量高效益勝同類油棕樹，是高產的植物油作物，油棕果的果肉和種子含油量很高，油的品質也高，它是所有植物食用油中含油量最高的植物，比花生含油量高6至7倍，比大豆含油量高近10倍，故有“世界油王”之譽。目前，全球油棕樹種植面積1200萬公頃，生產全球所需油脂的22%，反觀大豆，種植面積8400萬公頃，所生產的油脂卻只能滿足全球需求量的25%。 棕櫚油

7. 棕櫚油 • 早在1982年，馬來西亞棕櫚油局便致力研發棕櫚油生物燃料作為燃料替代品，推出棕櫚油生物燃料，即供應本地市場的85 Envo Diesel混合柴油。 • 在 85 Envo Diesel中，棕櫚油的成分只有5%，因此並不會給汽車引擎或燃料系統帶來問題且潤滑功能比石化柴油更強，而在環保方面，它能減少二氧化碳的排放。

8. 微藻 • 利用微藻產油做為生質柴油來源的構想，早在 1980 年就有相關學者提出，但並未受到重視。直到近年來因原油價格的攀升，開發再生能源的意識逐漸提高，以微藻生產生質柴油的想法遂受到各界關注。目前許多產官學單位都已意識到，利用微藻生產生質柴油以取代目前的化石柴油是有其發展性的。

9. 微藻利用光合作用把空氣中的二氧化碳固定，轉化生成油脂。一般來說，微藻生產油脂的速率比植物快，在經濟與時間成本考量上是頗具競爭力的。 微藻的含油量視不同屬種而有差異，事實上很多微藻是不產油的。一般產油微藻的含油量約為藻體重量的 20 到 50％，而某些特殊藻種甚至高達 80％。因產油速率的快慢取決於微藻的生長速率。 微藻

10. 微藻 • 微藻培養系統可分成開放式和密閉式兩種，其選擇需要考慮許多因素，如微藻的生物特性、氣候狀況、目標產物種類與土地、人工、能源、用水、營養源等各項成本。 • 由於微藻生長必須進行光合作用，因此最主要的生長限制因子就是光。二氧化碳是進行光合作用時不可或缺的物質，也很重要。此外，氧含量控制、溫度控制、鹽度、養分，酸鹼值、混合效果等也都對微藻的生長有重大的影響。

11. 微藻 • 相關研究指出，在 1 公頃的土地上培養微藻，油脂的年產量可高達 100 噸以上，遠高於種植其他植物的年產油量，可見以微藻生產油脂的優勢。雖然目前微藻生產的生質柴油每公升成本仍高於化石柴油，但若原油的價格持續上漲，且微藻的培養技術不斷改善，則微藻生產的生質柴油將有取代化石柴油的潛力。

12. 痲瘋樹 • 痲瘋樹，又名膏桐、小桐子、黑皂樹，屬於大戟科落葉灌木或小喬木，可生長於荒山、荒地等貧瘠的土地上，是一種耐乾旱、耐貧瘠的油科植物。此植物易於生長，是很好的水土保持、防風固沙、改善生態環境的綠化樹種，其枝葉及果實因含有大量毒蛋白，造林時不易被人畜破壞，另外，種植痲瘋樹不會佔用可耕作地，且容易管理，因此對於土地貧瘠的落後國家之經濟發展起了很大的推動力量。

13. 痲瘋樹 • 痲瘋樹果實可萃取出生物柴油，萃取物可製造肥皂及含氮有機肥料，枝葉及果實經過脫毒後也可做為動物飼料。痲瘋樹果實含油率在30%到61%之間，迄今為止已發現的野生品種含油率最高為61.8%，超過油菜及大豆等常見油料作物，痲瘋樹油與石油不同，具有可再生（一次種植，多年採收）、清潔和安全等三大優勢，燃燒痲瘋樹油或其製成的柴油所 產生的二氧化碳排放量比燃燒石化柴油所產生的排放量更少（約少78%），因此痲瘋樹所製成的生質柴油性能明顯優於普通柴油。

14. 痲瘋樹 • 從痲瘋樹種子取得的植物油，需經過預處理去除雜質、水份及游離酸，接著在催化劑的作用下與甲醇進行酯交換反應，反應後溶液下層為甘油，上層即為粗製的生物 柴油，經過精製後即可作為生質柴油（脂肪酸甲酯）。此方法之優點是反應時間快、成本較低，缺點是大量使用甲醇，水洗過程產生鹼液，廢液中含甘油等，這些副產物的排放，會造成環境污染，如何開發低污染且低成本的生產技術，是目前所必須面臨的問題。

15. 結論 • 近年來，在高油價之推波助瀾下，生質能源產業之發展受到各國的重視，但就長遠發展而言，仍有若干隱憂值得探討。大致可分為以下四點 • (一)其他替代性能源之競爭 • (二)生質能源生產成本偏高 • (三)糧食作物與能源作物競用耕地 • (四)生質能源的效益仍存疑

16. 參考文獻 • 生命力新聞 • 馬來西亞棕櫚油專題_南博網 • 行政院國家科學委員會 • 行政院農業委員會 • LBEG寮國生質能源集團