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2011 年 01 月 24 日 / ctkuo

生質能源概論(三)-生質能源的使用型態

作者:歐陽孚 / 編輯:楊卓儒
本文將以宏觀的方式簡單介紹生質能源的形式與利用方式,往後也將會再有數篇專文深入介紹本篇所提及的部分利用方式,加深讀者對於熱門議題的背景知識深度。生質能源的分類方式很多,可由原料劃分、依加工程序歸類,也可以藉由最終產物來介紹,此處我們將以其被利用時的型態─物質三態:液、固、氣,來進行說明。

液態:液態生質能源基本上指的是生質燃料(biofuel):生質酒精(bio-ethanol)、生質柴油(biodiesel)。生質酒精可以和一般汽油混合後供應一般小型車輛的動力,所謂E5酒精汽油指的是一百公升的該油品中,有五公升的生質酒精,95公升的一般汽油。生質柴油則可以和普通柴油混合後供應使用柴油引擎的動力機械,通常見於較大型車輛,例如:公車、垃圾車、曳引機、甚至是火車。與汽油類似,生質柴油的比例通常以B5B10B20…的方式表示。液態生質燃料除了前述兩種以外,用於航空載具的產品稱為生質煤油(biokerosene),以供應渦輪發動機。這三種液態燃料由於主要成分的碳鏈長度不同,也就是所含的主要化學成分不同,使其具有不同的性質。為了製造不同長度的碳鏈,由原料轉換為成品的化學過程與儀器設備都會有所差異。生質燃料除了可供運輸外,也可用於燃燒發電。
固態:主要是指的是固態廢棄物衍生燃料技術(densified refuse derived fuel, RDF-5)其中的5指的是固態,依此類推,廢棄物衍生燃料事實上還有其他不同的型態。RDF-5這種技術是利用物理前處理技術,先將廢棄物破碎、選別、乾燥後,再加入添加劑,以製成外型與成分都符合特定規格的錠型燃料,有利於後續的能源應用,例如燃燒發電。原料來源可以是都市廢棄物(一般垃圾)、工業廢棄物(例如:紙廠廢料),也可以是農林廢棄物(例如:廢木材)。由於錠型燃料規格較為一致,因此燃燒發電的效率與汙染程度都優於一般焚化爐,目前日本的技術最為領先,已有60餘座此種類型的發電廠,同時歐洲亦有許多國家跟進。
氣態:熱化學轉換技術是將生質能原料轉換成其他型式燃料的重要手段。轉換程序基本上可分為氣化(gasification)與裂解(pyrolysis)兩種,在進行這兩種熱轉換時往往可以得到氣態產品。以氣化程序獲得者,一般稱為合成氣(Syngas),成分主要為一氧化碳、氫氣、甲烷。這樣的氣態燃料可以直接作為鍋爐的燃料用於發電,或是再進行轉化形成液態燃料與其他化學產品。此外,主要成分為甲烷的沼氣也是重要能源,可由經過設計的垃圾掩埋場產生,使廢棄物能有另一層價值。
值得一提的是,就如同上一段提到的氣態燃料可再經轉化與加工成為液態燃料,生質能源從原料到最終應用可能經過多次的相變化與化學程序。本文雖由物質三態切入說明,但讀者不應誤認為此三態在應用上是全然獨立的。關於更深入的介紹,請繼續閱讀本系列的後續文章。

相關文章:
生質能源概論(一) ─ 石化能源的危機
生質能源概論(二) ─ 替代能源的興起
生質能源概論(四) ─ 固態廢棄物衍生燃料RDF-5
生質能源概論(五) ─ 沼氣與合成氣
生質能源概論(六) ─ 生質酒精
生質能源概論(七) ─ 生質柴油
生質能源概論(八) ─ 結語

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