BioEnergyToday 生質能源趨勢

2010 年 10 月 18 日 / ctkuo

[技術] USDA-ARS讓冬季油菜籽成為農民的生產選項

圖片來源：

http://www.biodieselmagazine.com/article.jsp?article_id=4470

原文為〈ARS helps canola become first-class crop〉於2010年10月12日發佈於《Biodiesel Magazine》網站，摘要如下：

1. 美國的USDA-ARS旗下農藝學家Frank Young近來致力於在冬季種植油菜籽(canola)，已獲得初步成果，未來將可成為西北地區(Pacific Northwest)農民冬季作物的選項之一。

2. 目前該區的農民多半在冬季種植小麥，然而雜草問題一直難以獲得解決；油菜籽雖然可抑制雜草生長，但過去在秋冬季難以生存。本項研究的成功將可帶給農民另一種冬季作物選項，始他們獲得更多的商業自由。

3. 參與本項研究的農民部分土地是承租自一個原住民部落(Colville Confederated Tribes)，該部落已決定要與這些種植油菜籽的農民合作，購買他們生產的作物製造牲畜的飼料賣回給農民，並利用該部落自己的生產設施製造生質柴油，支援他們的學校巴士(15輛)、運輸卡車(逾百輛)…等等。預計將可為部落以及這些農民帶來880萬美金的總收入。

評論：

1. 常常有人問：生質能源能夠取代石化能源(石油、媒、天然氣)嗎？我認為答案是否定的，至少短期內如此。以歐盟為例，依據他們官方的報告書，歐盟期望在2030年將生質燃料的使用比例將由06年的2%提升到25%。因此生質能源的發展目標從一開始就是訂為：支援一定比例的能源消耗並且穩定成長。就目前的技術水平以及石油存量(納入深層蘊藏量)來看，要完全取代石油既是不可行又是沒有必要的。

2. 而讓生質能源普及的方式有很多種，最容易被理解的是與汽油或柴油混合後(blended)一起販售，也就是加油站所能見到的商品；另一種是結合既有的某種生產體系，讓該系統生質能源的產出支援自身的能源消耗。這樣不但可以增加生質能源的普及率，也可以降低該系統自身的外來能源依存度，使其更加獨立，簡言之，就是做到能源的自給自足。

3. 承上，本文提到的就是一個例子，生質柴油或許只是生產體系的副產品，但它可以回饋進系統，減少支出。許多固態衍生廢棄物燃料(RDF-5)的應用例基本上也是如此，例如：將紙廠產生的紙渣做為燃料發電，產出的電可完全支援紙廠的電力消耗。

補充：

USDA是United States Department of Agriculture的縮寫，所屬的許多機構對於商業行為、研究活動具有非常深遠的影響力，是美國許多農學院及農業相關科系的主要研究經費來源。ARS (Agricultural Research Service)是其主要研究部門，致力於農業技術發展與改良。

〈Winter Canola: An All-Around Winner〉

〈遏藍菜有潛力成為生質能源作物〉

2010 年 10 月 17 日 / ctkuo

@font-face { font-family: “Times"; }@font-face { font-family: “新細明體"; }@font-face { font-family: “Cambria"; }p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal { margin: 0in 0in 10pt; font-size: 12pt; font-family: Cambria; }h2 { margin: 0in 0in 0.0001pt; font-size: 18pt; font-family: Times; }a:link, span.MsoHyperlink { color: blue; text-decoration: underline; }a:visited, span.MsoHyperlinkFollowed { color: purple; text-decoration: underline; }span.Heading2Char { font-family: Times; font-weight: bold; }div.Section1 { page: Section1; }@font-face { font-family: “Times"; }@font-face { font-family: “新細明體"; }@font-face { font-family: “Cambria"; }p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal { margin: 0in 0in 10pt; font-size: 12pt; font-family: Cambria; }h2 { margin: 0in 0in 0.0001pt; font-size: 18pt; font-family: Times; }a:link, span.MsoHyperlink { color: blue; text-decoration: underline; }a:visited, span.MsoHyperlinkFollowed { color: purple; text-decoration: underline; }span.Heading2Char { font-family: Times; font-weight: bold; }div.Section1 { page: Section1; }@font-face { font-family: “新細明體"; }@font-face { font-family: “Cambria"; }p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal { margin: 0in 0in 10pt; font-size: 12pt; font-family: Cambria; }div.Section1 { page: Section1; }

美國太空總署NASA中心，除了太空研究之外，同時也有部門專注於替代能源研究，其中與藻類能源相關的部門為： Ames Research Center。相較於目前產業發展在陸上封閉式光反應器或是開放式培養，NASA提出了海上養殖的可能性。Offshore Membrane Enclosure for Growing Algae (OMEGA)他們將藻類裝入半透膜反應器中培養，並以廢水處理廠中一級？廢水注入作為藻類生長營養源。然後將半透膜反應器固定於遠海海洋表面，讓波浪提供自然攪拌，並且遠海較少人為干擾，日照均勻因此不需額外能量輸入。並且廢水經過藻類處理之後，直接因滲透壓不同而流入海洋，無須經過額外處理。目前專案負責人Jonathan提到目前以通過實驗室測試，正在建造實驗平台以進行實際驗證，預估2011年完成工程開始試驗。

NASA提出的離岸養殖相當適合應用於像台灣這種平地面積受限，海洋資源豐富的地形。若能實現離岸養殖，對於在台灣發展藻類生質能源會有很大的助益。然而筆者心裡想到OMEGA目前仍有以下問題：

1.離岸養殖必定會遭遇嚴峻氣候的考驗，如何承受大浪襲擊需要妥善的設計。

2. 以廢水作為海藻營養源，如何在反應器內保持藻類生長而不讓細菌支配是個仍未解決的問題。

3. 若海藻生長在半透膜上，如何清理維持半透膜特性？這些問題筆者將彙集起來寫信詢問NASA，若有回答將來會再行更新。

2010 年 10 月 11 日 / ctkuo

[技術]AlgaeVenture System研發創新收穫乾燥設備

@font-face { font-family: “新細明體"; }@font-face { font-family: “Cambria"; }p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal { margin: 0in 0in 10pt; font-size: 12pt; font-family: “Times New Roman"; }div.Section1 { page: Section1;

藻類生質能源發展至今仍未商品化，是因為目前有三個難關尚待克服：

1. 大規模培養易受外來種類污染

2.培養成本過高（營養源以及環境控制）

3. 收穫，除水耗費大量能源，即使是高濃度培養池/反應器，仍有99%以上含水率，若最終產物為生質柴油，需將生物質乾燥至低於10%含水率才可進行油脂萃取，而傳統除水方法的能量消耗佔了整體能量消耗中的40%。若能降低此項能量輸入，將可大幅幫助藻類能源產業化。

AlgaeVenture System公司於2009年開發出 @font-face { font-family: “新細明體"; }@font-face { font-family: “Cambria"; }p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal { margin: 0in 0in 10pt; font-size: 12pt; font-family: “Times New Roman"; }div.Section1 { page: SectionHarvesting Dewatering and Drying Technology（HDD技術）為藻類收穫與乾燥提供了解答。整個系統分為運輸帶（過濾帶）和吸水帶，運輸帶將藻體帶離水體並且在運輸的過程中進行過濾，吸水帶由超吸水聚合物（Super absorbent polymer）製成，利用自然毛細現象以及水分子內聚力來進行收穫和除水，因而不需提供幫浦並且避免過濾時堵塞所產生的額外能量消耗。兩帶運行方向相反以促進除水效率。除此之外，整個系統僅需兩組直流馬達運作輸送帶及擠壓吸水帶，因此能量輸入極低，與傳統離心法相比，收集一噸生物質花費由3400美金減少至1.92美金。在測試機台中，每小時大約可過濾500公升藻液，然而過濾效率受機台大小目標含水量以及藻液初始濃度影響，須待進一步實驗才可得知確切效率。

目前AlgaeVenture System已將HDD技術商品化，提供各種不同規模設備以因應不同用途，CEO Ross Young宣稱他們下一步將著重於應用此項技術，採收野外自然藻華。

2010 年 10 月 10 日 / ctkuo

[產業] 亞利桑那州州長宣佈投資藻類生質燃料研究

原文為〈Brewer announces investment in algae fuels research〉於2010年09月28日發佈於《AZ Central》網站:

原文大意：
1. 亞利桑那州州長Jan Brewer 宣布亞利桑那州獲得來自政府及業界共計400萬美元的贈款和配套資金，期許該州在未來能夠成為研究與生產藻類燃料的中心。 Brewer 同時也提到這樣的投資預計可以為國家帶來數十億美元和百萬加侖的燃料
2. Brewer與 Harris 是在參加Algal Biomass Organization(ABO) 的國際會議中提及此事。參與該會議的與會者皆是世界各地致力於將藻類轉化燃料，肥料及食物的研究人員。
3. 學基金會董事William Harris提到，新能源研究中心將設立在亞利桑那州立大學(ASU)的Polytech校園內。他同時也提到亞利桑那科學基金會將與ASU共同建立一個致力於藻類研究和綠色技術的世界級中心。
4. ASU Polytech學院的院長Keith Hjelmstad提到該校多年來一直是藻類燃料研究的中心。事實上在過去的一年內，ASU理工學院中相關的實驗室已獲得超過 900萬美元的贈款，用以擴大藻類燃料的研究。他同時也對這個產業的未來表示樂觀及期待。

補充：
1. Algal Biomass Organization(ABO) 是一促進藻類衍生性商品(燃料、食品及肥料)之研究與發展的非營利組織。該組織的網站詳列了該組織的創立宗旨、組織成員及近期活動資訊。
2. 近期活動中有相當多關於這次Algae Biomass Summit的細節，有興趣的讀者可以參考。
3. 我們BET的成員CTKuo也有受邀參加這次的Algae Biosmass Summit，預計在接下來的幾週就會有更多的高峰會報導及心得。

2010 年 10 月 09 日 / ctkuo

[產業] 美國兩間公司結盟進行全國性廢食用油回收

原文為〈Brown grease recycling partnership formed〉於2010年10月6日發佈於《Biodiesel Magazine》網站，摘要如下：

1. 美國兩間能源公司Green Equity Holdings Inc. (GEH)與Strategic Energy Supplies Corp. (SESC)近期正在討論結盟事宜，準備在未來五年內於全美各地部署50間廢食用油處理廠。

2. 估計建設第一間處理廠以及初期拓展全美業務將會需要投資600萬美金。

3. GEH將把所有的營運工作外包給SESC。而在工程面，SESC也將使用他們正在申請專利的技術「Thermal Depolymerization2 grease trap waste technology」將廢食用油轉化成三項可銷售的商品：oil, nutrient-rich water and organic solids。

4. 三項產物中，oil將預期可做為生質柴油或是化妝品的生產原料；organic solids可做為燃料或是土壤的添加劑；nutrient-rich water則預期可售往農場、高爾夫球場。

5. 處理廠的地點會選在人口數介於80萬到100萬的都會區附近。預計每年可生產45萬-90萬加侖的oil；65萬-100萬磅的organic solids；以及1000到2000萬加侖的nutrient-rich water。

評論：

營業場所的廢食用油固然受到重視，但家庭廢食用油其實也應該受到關注，雖然每個家庭的產出不大，但總合各個家庭的產出應該相當驚人。只是如果要對一般家庭進行回收，需要投入的硬體建設以及教育宣導勢必所費不貲。

補充：

1. 此處brown grease指的是油餐廳回收的廢食用油。在台灣服過兵役的朋友們應該有以下印象：部隊餐廳旁邊都有一種叫做「油水分離槽(grease trap)」的設備，廢水排入下水道前會先經過濾網濾掉大型殘渣、再於分離槽留下油脂，這些最後要被打撈起來、氣味難聞的油脂就是brown grease。事實上不只是部隊，一般餐廳也必須裝設這項配備以避免汙水下水道阻塞與損壞。

2. 單位換算：1美制加侖(gallon) = 3.785公升(liter)；討論到石油工業時，「(石油)桶」的概念是沿用美國單位，1桶的容量為42加侖，約159公升；但請注意：目前國際間實際使用的鋼桶容量為55每制加侖(44英制加侖)，約為200公升(較精確的值是208公升)。