原文為〈Testing the water for bioenergy crops〉於2011年8月29日發佈於《Illinois News Bureau》網站，摘要如下：
1. 提倡使用miscanthus或switchgrass等大型草本植物作為生質能源的擁護者們，往往忽略了一個重要因素：水的使用。
2. Miscanthus和switchgrass有著與玉米截然不同的生長特性，他們可用高密度地方式成長，也就是植株與植株間的距離很小，進而使得單位土地上產出的生質量大為提高。然而應運而生的是水的需求也大為增加。許多關於生質能源的研究著眼於作物產量、土地利用、經濟影響…等等，卻往往獨缺對於水文(hydrology)的關懷。
3. 美國伊利諾大學香檳分校(UIUC)土木與環境工程系教授Praveen Kumar近來在一篇研究報告中指出：miscanthus和switchgrass較盛的蒸散作用會讓土壤變得比較乾燥、空氣中的濕度增加，若再加上空氣中二氧化碳濃度的變化，會改變作物種植區的水資源分佈。美國中西部地區預估可以承受這樣的變化，足以支援該地區持續成長的水資源需求；然而其他水資源較為缺乏的地區，則會面臨更多的壓力。
評論：
1. 之前有朋友反映我們的《生質能源趨勢》對於生質能源只褒不貶。非也，這篇我們就來談生質能源的隱憂。任何一種能源都有它的利與弊，我們在看待生質能源的時候，自然是將所有的優點與缺點同時放在天秤上來比較。
2. 對任何的農作物而言，最重要的資源除了陽光、空氣以外，大概就是土地和水。與常被提到的土地競爭問題相比，生質能源的水資源利用問題常常被忽略。2008年Scientific Americany雜誌上刊載了一篇文章〈Water vs. Energy〉(作者為Michael E. Webber)，文中比較了生產各種車用燃料的水需求：能供應傳統汽油車跑100英哩的燃料約需水7-14加侖；燃料電池汽車約是42加侖，酒精汽車(生質能源)則是130-6,200加侖！
3. 當然上開數字與作物種類、耕作方式、能源製程有很大的關係，因此上下限差異很大。但它指出了一項事實：生質能源是水資源的強力競爭者。沒有水，就算土地充足，也沒有辦法生產充足的糧食或能源作物，更遑論供應許多高耗水的工業。彭明輝在〈糧食危機關鍵報告：台灣觀察〉一書中的第七章中對於全球水資源變化如何影響農業著墨不少，有興趣的讀者可以延伸閱讀。
4. 全球水資源匱乏有沒有具體可行的解決方案，是個大哉問，我不知道。但我認為以此貶抑生質能源是不公允的，生質能源除了有許多對環境友善的特性外，作為最有可能取代汽油或柴油的液體燃料，它有極高的便利性。這個「利」對於很多人而言是遠高於「弊」的，此外，隨著技術的進步應該也可以提高水資源在生質能源生命週期中的使用效率。現實世界裡，往往一個問題與另一問題有所連結、互相影響，但與其把問題無限延伸、高高舉起，有時候或許先縮小範圍並加以克服，才是比較實際的做法。
原文為〈Study finds more effective way to dry ethanol, reduce costs〉於2011年9月15日發佈於《Southeast Farm Press》，摘要如下：
1. 在酒精生產過程的中段(發酵之後)，溶液內會含有6%至12%的水，其中大部分的水分子必須被移除，剩下低含水量的酒精才能夠做為燃料用途。一般移除水份的方式有二：一種是利用粗玉米粉(Corn Grits)、一種是水分子篩(Water Molecular Sieve)。
2. 美國普渡大學(Purdue University)農業與生物工程系的教授Michael Ladisch與一群科學家，近來發現由木薯粉(Tapioca)製作而成的”珍珠(pearl)”是一種可行的替代方案。與粗玉米粉相比，它可以多移除34%的含水量；與水分子篩相比則沒有棄置問題，這是由於木薯粉珍珠是以天然材料製成，損耗後需要汰換、棄置時比較容易，造成環境汙染的風險比較低；此外，由於木薯粉珍珠裡頭100%都是澱粉(starch)，淘汰後也可以進一步回收做為生產酒精的原料。木薯粉珍珠除水效率高於粗玉米粉的關鍵也就是在於這100%的澱粉，由於粗玉米粉內還含有纖維、蛋白質等對除水沒有幫助的物質，因此整體效率略遜一籌。
3. Michael Ladisch認為木薯粉珍珠有潛力改善美國酒精廠的除水過程，但或許在南美洲或非洲其效用會更高，因為這兩個地方是木薯粉珍珠的產地，原料取得成本更為低廉。
評論與補充：
這篇文章提到的木薯粉珍珠，與台灣知名飲品「珍珠奶茶」裡的珍珠是同一種材料，也就是由木薯粉(俗稱「太白粉」)製成的「粉圓」。乾燥的粉圓是堅硬的顆粒狀，要泡過水後才會脹大，然而粉圓極能吸水，而且會產生黏性，烹調時需要持續地加水攪拌才不會黏在鍋底。以此延伸，我所好奇的是實際部署這種材料時，形變會不會對吸水能力發生影響，而它的使用壽命又有多長。倘若汰換週期過短、維護不易，縱使吸水能力極佳、棄置處理簡單，粉圓也不會是一個好的解決方案。這個問題，日後我若找到答案會再與各位分享，如各位讀者有相關資訊的話，也歡迎分享出來讓大家討論，謝謝。
Michael Ladish在生質能源領域已經孜孜矻矻地經營三十餘年，早年粗玉米粉用於酒精除水他也有所貢獻，其團隊的研究動態值得關注。
作者：郭致廷 / 編輯：歐陽孚、楊卓儒
前一篇文章 介紹了幾種常見的微藻收穫方式，希望讀者們對於如何收集微藻已經有了基本的概念。接下來我們要討論收集到微藻生物質之後，可以生產哪些生質燃料以及這些燃料的轉化方法。需要事先說明的是：目前仍沒有所謂的“最佳”轉換法可以適用於所有生物質，因為即使都是藻類生物質，藻種不同或是培養環境改變，生物質的化學成份就會有大幅度改變。除此之外，產物的選擇也是一門學問。一般而言液態燃料可作為交通運輸燃料因此價值最高；固態燃料與氣態燃料主要用於發電，兩者價錢互有高低，固態燃料較易於運輸、氣態燃料燃燒後較為乾淨。因此選擇轉換方式時必須應地制宜，依主要目的選擇適當方法。
目前生物質的轉換方式主要可分為熱化學轉化法以及化學/生物轉化法。熱化學法顧名思義，就是利用加熱的方式，輔以加壓或是無氧的環境促使生物質產生化學變化生成不同燃料產品；而化學/生物法則是利用化學藥劑或是微生物將生物質轉化為燃料。熱化學法的主要優點是可以將所有生物質轉化，無需事先分離單一成份（如油脂），而且反應時間很短，通常在1小時內即可反應完成，相對於熱化學法。化學/生物轉化法則需數小時至數天才能完成，不過化學/生物轉化法能量消耗較低，並且轉化的產品經濟價值較高，因此兩者實際上難分優劣，需依照使用需求來作選擇。以下將個別介紹幾種轉化法的特點。
一、熱化學轉化法：
汽化 （Gasification）
汽化法是將生物質在高溫(800-1000℃)、氧氣充分的環境下分解為類似瓦斯（甲烷）的氣體，可直接使用於蒸汽渦輪發電機以產生電力。汽化法最大的優點就是對生物質的成份要求很低，即使不是高油脂含量的生物質也能轉化成甲烷。然而汽化法需要事先將生物質裡多餘的水份去除，以避免水由液態轉變為氣態所需的能量消耗。理想的汽化環境裡，生物質的含水量大約在5-15%之間，然而在藻類生質能源（四）裡提到收穫方式幾乎只能達到20%含固率（80%含水率），因此收集到的生物質需要一道額外的乾燥手續才能進行汽化。
熱裂解（Pyrolysis）
熱裂解以及熱水解後的粗油就如同圖片所示，顏色與成份都接近石油原油，經過精煉的過程後可產出與柴油或石油相近的油品熱裂解是將生物質在無氧的環境下加熱至350-700℃之間，即使有機物開始分解為氣態、液態以及固態產物。氣態產物包含先前提過的甲烷，還會有氫氣、二氧化碳等氣體。液態產物則是類似石油原油的混合物，經過提鍊可以取得近似於汽油的產品。而固態產物基本上是剩下來的殘渣，收集處理後可當成肥料使用。然而熱裂解也跟汽化相同，理想的含水量在5-15%左右，因此也需要經過乾燥的步驟才能有比較好的能量產出。
熱水解（Hydrolysis Liquefaction）
熱水解是第三種熱化學轉化法，但是相較於其他兩種方法，熱水解反應溫度較低(250-350℃)、需要在50到200大氣壓下進行反應，其主要產物為液態的粗油，與熱裂解的產物類似但熱值通常略高一些。熱水解的優點為可使用含水量高（80%）的生物質，因此避免了額外的乾燥步驟簡化了製程。然而熱水解產生的粗油雖燃本身可以燃燒，但雜質太多，需要經過純化才能使用於交通工具上。
二、化學/生物轉化法：
轉脂化 （Transesterification）
大幅降低了萃取藻油的能量損耗
因部份藻類含有極高比例的油脂，因此轉脂化是目前藻類生質能源最主要發展的方向，在生質能源概論 ( 七 ) ─ 生質柴油裡面，我們介紹過了生質柴油的製作方法，簡單地說，就是將藻油在鹼性環境裡與甲醇混合，過約一個小時就會產生生質柴油與皂類。然而這種方法最大的瓶頸不是轉脂化自身，而是在轉脂化之後如何以便宜的方法將藻油萃取出來。目前藻油的萃取主要是利用化學藥劑（己烷）萃取，然而在有水的情況下，己烷的萃取效率很差，因此還是要事先將生物質乾燥後才能進行萃取，如此一來就消耗了大量的能源。針對這個瓶頸，有些科學家企圖研發能夠在潮濕生物質中萃取油脂的化學藥劑（wet extraction），也有公司如OriginOil利用改變電場的方式破壞藻類細胞壁讓油脂成份浮於水面，我們可以期待這些新的科技可以幫助藻類生質柴油發展，加速產業化的時間。
酒精發酵 （Fermentation）
酒精發酵在生質能源概論 ( 六 ) ─ 生質酒精中有介紹過它的原理，其實跟釀酒沒什麼兩樣，讓酵母菌在缺氧的環境中將生物質中的醣類轉化為酒精，然後再經過蒸餾塔純化酒精，即可得到能直接與汽油混合使用的高純度酒精。酒精發酵最大的優點就是它能處理含水量很高的生物質(95%)，因此在收穫的之後不需經過太多的處理就能進行發酵。然而後端蒸餾塔的能量消耗相當可觀，這也造成了目前並沒有太多人使用藻類生物質進行酒精發酵。
厭氧發酵 （Anaerobic Digestion）
厭氧發酵的主要產品是以甲烷為主的沼氣，可直接燃燒用以發電。厭氧發酵的過程與酒精發酵很相像，在酵母菌將生物質轉化為酒精之後，其他微生物會繼續將酒精進一步分解為甲烷跟二氧化碳。厭氧發酵的優點有很多，例如對生物質的成份要求低，生物質不需含有很多油脂或是澱粉也能轉化出甲烷，還有厭氧發酵也能處理含水量高的生物質。然而厭氧發酵最大的缺點為反應時間相當長，一批次約需15至30天，因此需要的空間也大，使用上比較適合具有較大空地的工廠。
其他還有許多燃料的轉換方法，例如部份業界在研究如何使藻類“分泌酒精”，無須破壞微藻細胞即能取得燃料，就像畜牧業養牛擠牛奶一樣，只要維持微藻的生長就能不斷獲得燃料。然而值得提醒的是，儘管國際原油價格一再突破新高，燃料目前仍是相對低價的產品，若要維持一家公司的營運，勢必需要結合生物精煉的概念，同時生產許多高價位產品，分散風險。例如藻類產業領導公司Aurora Biofuel也在 2010年改名為Aurora Algae企圖生產藻類相關營養品及蛋白質產品。未來的藻類產業，應該會像石化產業一樣，跨足許多不同領域的產品，以求利潤最大化的目的。
相關閱讀
藻類生質能源（一）序論
藻類生質能源（二）常見藻種介紹
藻類生質能源（三）藻類培養
藻類生質能源（四）收集技術
藻類生質能源（六）結語
原文為〈Poet partners with ecological restoration firm on energy grass〉於2011年8月17日發佈於《Ethanol Producer Magazine》網站，摘要如下：
1. POET LLC. [註1] 近來展開一項投資計畫，準備在他們位於南達科達州(South Dakota) Chancellorr市的生質酒精廠周邊的劣化土地(degraded land)[註2]上種植能源草(energy grass)，以恢復並保育這些劣化土地。
2. 這項計畫是他們與The Earth Partners這個組織簽訂的合作計畫之一。該組織主張使用生質物相關資源來恢復與保育土地。The Earth Partners與農夫還有地主交涉，遊說他們在劣化土地或邊際土地(marginal land) [註3]上栽種原生的能源草，並將部分能源草出售給POET以供其在Chancellor的酒精廠使用，送進固態燃料鍋爐作為燃料。
3. 目前Chancellor酒精廠所使用的process steam來自附近的垃圾掩埋場與燃燒木片或其他生質燃料，能源草未來也將成為他們的選項。更長遠一些的目標是將能源草納入他們纖維素生質酒精的原料之一，然而要達到這個目標除了轉化技術需要突破之外，後勤(收穫、儲運)支援體系的建立也不容忽視。
能源作物經常被質疑的一點是與糧食作物競爭土地。POET這個計畫卻將藉由能源作物來復育被人類傷害的土地。這是生質能源發展非常重要的一步。我認為在生質能源發展道路上最大的疑慮是土地利用問題。由於全球人口不斷增加，我們這個世代的人類其實正處在糧食危機的邊緣，除了現有的糧食作物土地外，勢必還需要新闢更多糧食用的農地。在盡可能不與糧爭地的情況下，一個解決方案是纖維素酒精，如此一來便可以使用糧食作物的廢棄物(副產物)，如：稻梗、玉米穗軸等，也就是與糧食作物共存；另一個則是使用這些劣化土地或是邊際土地。
然而劣化土地能不能夠產出足夠的生質物供應生質精煉廠所需，仍然是未知數。挑選生質精煉廠的地點是個相當複雜的課題，周圍除了需要有充足的農地供應生質物之外，離集中儲運點的距離也必須被考量進去，簡言之就是要將原料送進生質精煉廠以及將酒精送外下一站的運輸成本減到最低。劣化土地的產能一定比較低，因此不太可能會有生質精煉廠僅使用劣化土地的生質物來供應自己，大概是以其他能源作物為主、劣化土地的生質物為輔，然而這麼做的話，考量運輸成本之後劣化土地的兢爭力可能會減弱不少。到底劣化土地與邊際土地的開發是不是個可行的方案，就讓我們拭目以待吧。
註釋：
1. POET：美國最大的酒精製造商，於美國有27個生產設施，酒精年產量逾17億加侖，並有逾100億磅的高蛋白動物飼料產出。
2. Degraded Land：指的是因為人為因素而變得不適合植物生長的土地。常見的人為因素可能是過度或不適當地伐木、農耕、放牧、開礦…等。
3. Marginal Land：農耕效益較差的土地，其農產品收益與生產成本相差不大，因此農耕價值較低。
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生物精煉概述(一)
生物精煉概述(二)
生物精煉概述(三)
原文為〈Saudi prince calls for lower oil prices〉於2011年5月29日發佈於《CNN World》網站，摘要如下：
1. 沙烏地阿拉伯(Saudi Arabia)王子Al-Waleed bin Talal於今年5月發表談話，表示目前原油每桶超過100美元的價格太高，並希望油價降到每桶70~80美元之間。
2. 他認為過高的油價會促使美國與歐洲尋找替代能源、減少對沙國能源供應的依賴，這是沙國所不希望看到的。
評論：
1. 油價變化雖然與國際局勢相關，但人為操縱很可能也扮演著重大角色，沙國王子的這段談話多少反應出這個現象。做為目前全世界日產量與儲備量屬一屬二的國家，他們並不認為油價訂得越高越好，而是應該要在衡量價格與銷量後，訂在消費國家「願意購買的最高價」。能源作為沙國經濟與外交最重要的籌碼，他們自然不希望替代能源的發展減弱其效用。
2. 沙烏地阿拉伯是目前全球石油儲備量第二高的國家，僅次於委內瑞拉，但委國所擁有的石油其開採不如沙國容易；另外沙國的石油日產量也僅次於俄羅斯。沙國對於國際原油供應的影響之大可見一斑。更多全球石油資訊請見〈淺談石化能源(三) ─ 石油與天然氣(下)〉
3. 另外有趣的是，這位王子是富比世雜誌(Forbes)全球最富有人士排行榜的第26名，其名下的投資公司Kingdom Holding Company除了涉足沙國的銀行業、不動產、電信業、農業…等等各個層面外，同時也有許多國際投資，諸如：Amazon、AOL/Time Warner、Apple、Coca Cola，對美國商界也很有影響力。詳見Wikipedia。
4. 沙國王子發表這段談話的時間正值利比亞內亂動盪推升油價之際，過去一年的油價變化請見下圖：
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淺談石化能源(二) ─ 石油與天然氣(上)
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