生質能源概論 (七) ─ 生質柴油
作者:郭致廷 / 編輯:楊卓儒
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所謂的生質柴油即是以取代石化柴油為目標的替代能源,利用化學轉酯化技術將植物或是動物油脂轉化為物理及化學性質都與烴類化合物相當類似的脂肪酸酯,產物可直接使用於柴油引擎。與石化柴油低濃度混合 (B5) 的情況下則可作為引擎潤滑劑。B100純生質柴油的熱值約為石化柴油的八至九成,實驗證明生質柴油對減輕環境污染有顯著的幫助,舉例而言,B20雖燃會增加2%氮排放,但可減少 12%微粒、20%碳氫化合物、12%一氧化碳排放量以及近乎零硫化物排放。生質柴油的料源種類廣泛,舉凡向日葵油、花生油、大豆油、椰子油、棕櫚油等植物油或是油炸過後的廢食用油都可作為生質柴油的原料。之前有提過美國公司結盟進行全國性廢食用油回收的例子,既可處理廢棄食用油的問題,又可製造生質柴油。台灣方面則有新日化、鴻潔能源等生質柴油煉製廠回收廢食用油以提鍊生質柴油,惟因台灣廢食用油回收通路尚未完善,仍須由東南亞一帶進口棕櫚油作為原料以供應國內需求。
另一部份專家則主張開闢“綠色油田“,利用休耕地來種植能源作物,一方面刺激農業發展,一方面減輕油品進口仰賴度。然而台灣可耕地面積有限,為了能有效運用土地,需仔細評估不同能源作物的單位面積產量。表一為種植能源作物每公畝地一年所能收集的油量。如表中所示,第一代能源作物(玉米、大豆)除了與民爭糧之外,實際產油量也難具有競爭力。第二代能源作物如痲瘋樹、棕櫚樹則易於種植,可在較貧脊土地上種植,並可連年結果,一年中產量較平均,產油量大於第一代能源作物,是目前生質柴油主要原料。另外,為了將海藻與一般陸生植物做區隔,因而將之歸類第三代能源作物。藻類生質燃料目前仍屬於發展中技術,具有極高產油量以及不與農爭地的優點,然而養殖與收穫成本過高,形成商業化的阻礙。但是隨著越來越多的研究計畫投入,筆者認為在未來十年中可望成為主要原料。
生質柴油的製作過程其實並不算困難,硬體要求也不高,甚至在網路上很容易就可以找到教你在家DIY動手做生質柴油的影片。譬如下面這部影片就是由Make Magazine所製作的生質柴油製作教學:
業界生質柴油純化廠所擁有的關鍵技術即是催化劑的調配比例,催化劑的配方可以消耗最少催化劑而得到最佳的生質柴油轉化效率。若是要以廢食用油作為轉化原料,需注意廢食用油中的游離脂肪酸含量,在鹼性轉酯化中,游離脂肪酸的存在會明顯影響生質柴油產量,須先經過酸反應處理。除此之外,許多學者也在研究利用超臨界甲醇進行轉酯化進而省略添加催化劑的步驟,但目前仍須克服成本過高的問題。目前生質柴油的全球產量由2001年的 962,690 公秉 (kiloliter) 增加至 2010年的 19.95 百萬公秉 (billion liter)。全球前五大生產國依序為:德國、美國(17.7%)、法國、阿根廷、巴西,共佔68.4%。亞太地區主要生產國為:澳洲、中國、印度。台灣也自 2006年開始推動綠色公務車計畫,指定部份公務車使用 B20 生質柴油,2009年全面推動 B1生質柴油,推估產量約 45,000公秉。到了2011年則預計推動全面B2生質柴油,預計產量為100,000公秉。隨著國際油價上漲以及家用柴油車的推行,生質柴油的需求必定會繼續提高,不難想見在近期的未來中,生質柴油的重要性會愈加提升。
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不好意思,小弟有個問題想請問版主,表一的"介花"是"油菜籽"嗎??還是不一樣的東西,懇請回答,謝謝!
是一樣的!
你好,關於此頁圖表(表一. 能源作物產油量比較)中的單位(公升/公畝)是否有誤?
是否應為(L/ha)=(公升/公頃)?
您好,感謝指正!的確是公頃而不是公畝。
您好,請問海藻的產油量是怎麼計算得出的呢?
您好,表格內容是根據Chisti, 2007 (http://www.massey.ac.nz/~ychisti/Biodiesel.pdf)而製
他的計算方式是以他們的光反應器養藻實驗數據計算:
48.22 g/m2-d x 10000 (m2/hectare) x 365 (day/year) x 0.001 (kg/g) x 0.3 (g/g 含油量) / 0.9 (L/kg)= 58667 L/hectare