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開發藻類生質能源

我要了解替代能源固定收益信託理財專案
養殖系 陳衍昌

我國自產能源有限，對進口能源依存度由1979年的百分之八十二點二上升到1999年的百分之九十六點七，至2000年更上升到百分之九十七點一。顯示目前台灣地區極度缺乏自產能源，能源供應越來越仰賴進口。展望未來，隨著經濟發展的需要，可預見自產能源的比例仍將持續下降。1987年至1997年，世界總初級能源消費之年平均成長率為百分之一點五，至1998年，世界能源消費總量已達八十四億七千八百萬公噸油當量。由於能源蘊藏量有限，且消費量仍然持續成長，又加上能源蘊藏分布並不平均，使得能源供給市場形成獨占或寡占，影響能源供給充裕及價格穩定。能源供應高度仰賴進口的國家，為了避免能源供應受制於人，都傾向以「能源多元化」的方式分散國家能源供應風險。
隨著工商業的繁榮與物質文明的高度發展，人類正面臨著巨大的能源與環境壓力。然而自然資源終有耗盡的一天。根據美國能源部能源資訊署預估，在各項初級能源中，石油可用40年，一般天然氣可用60年，煤炭可用兩百年，原子能的鈾可用七十多年。因此，尋找替代燃料及再生能源乃成為目前的當務之急。同時，近幾年來由於二氧化碳的排放量日漸增加，導致溫室效應的產生造成全球暖化的現象。為了防止溫室氣體不斷的增加，世界各國於1997年簽訂了京都協議書，規範各國合理的溫室氣體排放量。台灣雖未名列於協議書的規範國之中，但基於我們只有一個地球的立場，身為地球村一員的我們實有責任共同維護地球的生態。而全球二氧化碳的排放來源主要是來自於使用石化能源所產生，因此為了要減緩溫室效應的產生，勢必要減少不可再生的石化能源之使用。目前歐、美等先進國家正積極的研發生質能源（biomass for energy）當中的能源作物之運用，期待以可再生的能源作物取代石化能源的使用，以減少二氧化碳的排放。
為了開發自產能源、淨潔能源並達到「能源多元化」的目標，現在許多國家開始積極推動水力、風力、太陽能及生質能等再生能源。我國水力發電資源已發展多年，可開發潛力已相當有限，而許多人想積極推動的風力和太陽能，雖然具有乾淨、環保的優點，但因不易應用、受氣候條件限制、供應不穩定及發電密度不足的問題，實際使用上有許多瓶頸尚待突破。所以目前國際再生能源的發展中，雖然以風力發電的成長最快，但相對可穩定供應又有環保、永續優點的生質能，已被認為可能更有發展潛力。
由生質能源生產液體燃料已引起廣泛的關注。生物質液體燃料主要包括乙醇、裂解油、植物油等，可以作為清潔燃料直接代替汽油等石油燃料。乙醇除可用於醫藥、化工，亦是重要再生能源之一，具有燃燒完全、效率高、無污染等特點。近二十年來，巴西一直利用其豐富的甘蔗資源大力發展乙醇燃料。巴西在1970年代中期，為了擺脫對進口石油的過度依賴，實施了世界上規模最大的乙醇開發計畫。到 1991年，乙醇產量達到 130億升，在 980萬輛汽車中，近400萬輛為純乙醇汽車，其餘大部分使用20％的乙醇/汽油混合燃料。美國能源部早在1978年就制訂生質能源燃料計畫，包括原料預處理、發酵及製程研究，主要目標之一即是乙醇燃料。建立了年產2500噸乙醇燃料的示範廠，近年來，美國農業部林產品研究所、北卡羅來納州立大學、紐約大學等都在進行這方面的研究。最近，美國能源部還支持了一個投資龐大的纖維素乙醇產業化研究專案，旨在利用木材、稻草、玉米桿等纖維質農產廢棄物生產燃料乙醇，其中僅發展高效纖維素水解酶技術的公司就獲得能源部的3200萬美元的撥款資助。1980年代以來，日本通產省化學技術研究所、高崎原子能所、大阪工業技術試驗所、協和發酵工業（株）、日立製作所、京都大學等均正多方面進行生物能源的開發研究。
地球上的生物資源極為豐富，據估計，地球每年經光合作用產生的生物質大約有1725億噸。作為一種可再生的能源資源，這些生物質擁有的能量相當於世界能源總消費量的10-20倍，但目前利用率很低，只有1%-3%。
海藻是當今世界上生物量最大、最古老的植物之一。某些海藻還具有耐鹽鹼、耐pH、溫度和壓力等極端環境的卓越生存能力。通常只需日光、空氣和海水，人們便可以周而復始地從浩翰的海洋中索取它。巨藻個體大、生長快、產量高。被譽為“海洋速生林”。以每公頃種1000株為例，年產巨藻鮮重可達750-1200噸（折合每公畝產量達50-80噸）。這相當於每年每公頃將400兆焦耳的太陽能轉變成化學能，此時，太陽能的轉換效率高達2%。此外，海藻生產過程在肥料、人工、機械等方面的成本也較陸地能源作物所需的成本要低。
台灣地少人稠，陸地資源十分寶貴，同時農村人口年齡老化，勞動力成本高漲。而我國四面環海，受南、北洋流衝擊，海洋生物資源豐富，因此開發海洋生物資源---海藻作為生質能來源具有相當潛力。表一為海藻及其他幾種能源作物轉換成乙醇的總成本比較（含種植成本）。
表一 不同能源作物轉換成乙醇之總成本比較
作物名稱
終產物
總成本（美元/噸乙醇）
甘 蔗
乙 醇
300-350
玉 米
乙 醇
500-550
海 藻
乙 醇
320-380

藻類及其萃取物除了傳統上作為食用、藥用之外，亦具有其他優點：在大陸棚大量栽植海藻形成人工魚礁亦有利於海洋漁業之持續發展。藻類(大型海藻及微藻)亦可加工成有機肥和飼料，促進農業和畜牧業發展。未來利用藻類取得各種精細化工品、海洋生物活性物質和海洋天然藥物等。同時可以改善沿海農村就業結構，增加就業。因此開發利用“藻類生質能源”是解決我國能源與資源短缺的重要途徑之一，亦可促進我國海洋農業與漁業及工業經濟與環境保護的協調發展。
由於台灣缺乏豐富之石化能源，而核能源之前途正面臨諸多技術面與心理面之發展障礙。面對需求日殷之民生與產業能源，再生性能源之開發與研究已成為迫切需要之主題。舉凡太陽能、地熱、風力、潮汐等再生及替代性能源之研發已在積極的進行，但亦面臨客觀環境條件不足及開發成本居高不下之嚴峻挑戰。生質能源的研究與利用便成為深具前瞻性的新思考方向。
生物燃料的開發中，酒精因為具有安全、廉價與低污染性等特質，因此為可能的替代性能源之ㄧ。目前酒精發酵的來源主要以糖蜜發酵為主，大型藻類的多醣體直接轉化成酒精以及抽取微藻油脂作為生質柴油，均可能是更為經濟的途徑。
海藻作為生質能來源具有相當潛力。特定的微藻，例如金藻類的矽藻(diatom)，真眼點藻類的海洋擬綠球藻(Nannochloropsis spp.)等具有高含量(40-50%)的高度不飽合脂肪酸(PUFAs)。此外，在微細綠藻中，例如杜氏鹽藻(Dunaliella salina)含有由40個碳鏈構成的類葫蘿蔔素，及佔有機成份達50%的油類。令人振奮的是，一種綠藻，叢粒藻(Botryococcus braunii)含有C30-C40長直鏈之碳氫化物，也就是油脂，其可裂解成為石油。
根據藻類具有以上種種的優點以及可耕作農田面積不斷減少，天然石化資源逐漸枯竭，開發藻類資源目前已成為全世界矚目的焦點。而我國四面環海，因此最適合開發海洋生物資源-藻類生質能源。

我要了解替代能源固定收益信託理財專案

日本生質能源綜合策略簡介

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一、前言
　　近幾年來，石油價格暴漲再度成為世人焦點，且2005年京都議定書生效後，生質能源及環保相關事宜頓成世界各國積極推展的重要政策。在此世界潮流中，日本內閣於2002年12月新定「日本生質能源綜合策略」，而後陸續公布達成京都議定書目標計畫、日本實施生質能源綜合策略計畫等相關政策措施，以應實需
二、主要的背景資料
　　日本訂定生質能源綜合策略的主要背景為：
(一)防止地球溫暖化：依京都議定書的規定，以1990年日本所排放的二氧化碳量為基準年，2008至2012年間應比基準年減少6％；由於迄至2003年日本二氧化碳的排放量比基準年增加8、3％，因此，在上述期限內，應減少的幅度高達14、3％。此外，依2002年在南非共和國的約翰尼斯堡召開「世界元首級永續發展相關會議」所採用的實施計畫規定，在積極發展生質能源相關科技及產業的前題下，日本除了積極研發並且推展生質能源等新能源政策外，希望能提高林業的經營效益，以期能促使森林達到增加吸收二氧化碳的目的。
(二)促進社會資源循環利用：迄至目前為止，所謂「現代化」係指在地球有限資源的限制下，以大量生產的方式，滿足人類大量的需求，然而亦產生大量的各種廢棄物，為萬物賴以生存的地球生態帶來毀滅性的苦果。為使日本得以永續適存於世，並且善盡地球環保的責任，今後的產業生產模式，宜以促進資源得以循環利用為重點，使資源循環型的社會能在穩健中求發展。
(三)以新策略培育具有競爭力的產業：1990年代初起，日本的經濟競爭力開始陷入低潮。此外，因日本人口過度集中在城市，有效解決人口密集所產生的環保相關問題，已成當務之急。因此，日本宜考慮發展確保環保相關產業為重點，希望經由發展新的生質資源、改善生態環境等相關產業的方式，達到開創日本經濟新榮景的目的。
(四)促進農村繁榮：日本雖缺石油等能源，但擁有家禽與家畜排泄物、林業殘存樹枝與木屑、水產廢棄物、廚餘等屬於生物性的生質資源，以及潮汐、太陽能、風力等自然界可以再生的能源，而此些可以再生的資源產地，大多數集中農村、漁村及偏遠的山區或海邊，如果能予以有效開發，對於促進農村繁榮有所助益。
三、日本生質能源與事業廢棄物利用及技術開發現況
(一)日本生質能源利用現況：由日本各相關單位調查結果得知，主要生質能源的利用現況如下：
家畜排泄物方面：依2004年開始實施的「促進家畜排泄物合理管理及利用相關法律」規定，經調查結果，日本每年約產生8,900萬公噸的家禽及家畜的排泄物，其中約有90％以肥水等有機肥料的方式予以利用。值得重視的是，九州南部地區等屬畜牧業密集區，基於惡臭或氮肥運輸等因素考量，大多數直接送至當地的農地進行有機肥料還原，而有施肥過剩的現象。
食品廢棄物方面：日本每年約產生2,200萬公噸的食品廢棄物，2001年實施「促進食品循環資源再利用相關法律」前，此些廢棄物供做肥料或飼料的比率約10％，而後增為20％。換句話說，尚有80％的食品廢棄物未能有效利用，而其處理方式以燃燒或掩埋為主，對環保產生相當大的負面影響。
紙類方面：現今日本紙類每年消費量約3,600萬公噸，其中之約半數以舊紙回收再利用方式處理，約1,600萬公噸送至垃圾處理場燒毀，其燒毀所產生的70％熱能已供其他用途使用。此外，製紙時所產生的廢棄液等廢棄物，每年約有1,400萬公噸，大多數先予以乾燥後，再以燃燒方式燒毀，在燒毀時回收其熱能。
下水道污泥等方面：日本下水道污泥等污泥的產量每年約7,500萬公噸（以濃縮污泥為計量基準），其中之36%以掩埋方式處理，其餘64％供做建設資材或有機肥料使用。此外，農村聚落的排水污泥量每年約有2,900萬公噸，除少部分供做有機肥使用外，大多數以燒毀或土埋方式處理。
木質廢料及未利用材料：現今日本木質廢料及未利用材料，可分為三類；其一為木材工廠製材時所剩的廢材與木屑等，現今每年產量約有500萬公噸，大多數供做能源燃料或有機肥料使用。其二為人工造林需要間伐或砍除列屬有害樹木的林材，每年約有370萬公噸，雖可供做造紙原料使用，但迄今似未妥善利用。其三為建築房屋時的廢棄材料，每年約460萬公噸，以供做紙漿、直接燃燒等方式使用為主，自2002年實施「建設工程資材再度資源化相關法律」以來，此類資源再利用率，由40％提升為60％。
稻草及稻殼等農作物非食用部分：現今日本有此類的生質能源約有1,300萬公噸，其中之30％供做有機肥料、飼料等使用，其餘70％（主要是稻殼）未妥善利用。此外，沖繩等地所盛產的甘蔗渣等亦未能妥善利用，未來可望供做提煉乙醇等生質能源。
(二）日本事業廢棄物再利用的現況：農產品加工或建築以木材為主要原料的日式房屋等所殘留的事業廢棄物頗多，其供做資源再利用的主要現況為：
能源利用方面：自古迄今，將木材燒製成木碳或直接供做燃料，為最原始的能源利用方式，而後有家禽或家畜排泄物為原料的沼氣，食品廢棄物為原料的酯化物、澱粉為原料的醇化物、木材為原料的纖維素等各式各樣的能源利用問世。現今生質能源的發展，以如何加強收集各種可供生質能源使用的原料及提升其利用率、降低生質能源生產成本、如何提高生質能源使用時的方便性及其轉換為能源的轉換率、積極研發與推展適合生質能源使用的新器具等，為現今極待努力的課題。
非能源利用方面：長久以來，人類利用畜牧業的排泄物供做有機肥料，為事業廢棄物利用的典範。而後木屑添加合成樹脂壓縮成人造建材、水產加工廢棄物提煉DHA（脫水醋酸）、甲殼素、氨基酸、食物纖維等新基能性食品，及膠原蛋白等化妝品原料或藥品原料等陸續問世，不但減少人為垃圾的困擾，也使地球上有限資源得以再利用。未來如何降低生產成本、如何研發新的用途、如何達到商品化等，均屬應努力的方向。
四、日本生質能源綜合策略之目標
　　為促使日本生質能源能有效利用，日本生質能源綜合策略，以2030年為目標年，希望能達成下述的目標：
(一)希望每一個日本國民能在日常生活中，養成充分利用自己周遭之生質能源的潛在意識與習慣。在生質能源生產及轉換方面，希望能達到充分利用生質原料並且提高附加價值、充分了解氮氣循環與周遭環境協調的重要性、積極推展日常生活中有關靈活利用生質能源相關事宜等目的。
(二)家庭或外食產業、零售商店等所產生的垃圾，應強制分類並有效收集，以便供做有機肥料或碳化利用時能降低二次污染。此外，食品加工業的事業廢棄物，宜朝加強提高供做飼料，或提煉新機能性食品、化妝品、醫療用品等之原料使用，盡可能達到物盡其用的目標。
(三)下水道污泥或家禽或家畜的排泄物，以供做有機肥料使用為主除了宜朝提高其利用率努力，更應該站在使用者的立場，調配符合渠等需求的肥料為努力的重點。此外，在供做生質能源使用方面，除供做該地區熱能或發電使用外，如有多餘時，應考慮其鄰近地區之需要，以期能達到資源共享的目標。
(四)稻草因可供家畜粗飼料使用，其回收率可達100％。此外，農作物可供食用外之廚餘、事業廢棄物等，可供做生質能源原料使用，宜朝加強提高回收率及利用率等方面努力。
(五)未來農業機械的動力設計，宜朝使用生質能源方面努力。換　　　　　　　　　　　　句話說，農業機械宜與畜牧業密切配合，建構結合生質能源、有機肥料等能永續發展的環保型農業。
(六)確保原始森林及加強人造林培育，以期森林充分發揮所具有的水源涵養、水土保持、消減二氧化碳等機能。此外，宜朝研發林木間伐相關新器具、提升廢棄木質材料有效利用率、研發木質材料能源利用相關新科技等方面努力，進而實現促進偏遠地區繁榮的願景。
五、日本生質能源綜合策略主要政策目標
　　為使日本所訂定的生質能源綜合策略目標能夠實現，宜朝下述方向努力。
(一)依生質原料種類特性之不同分別訂定發展方向：生質原料具有分布範圍廣泛、容易變質、雜物多、收集不易等特性，因此，為達到降低收集成本、提升收集量及利用率等目的，宜朝下述方向努力。
廢棄物方面：現今日本的廢紙類、家禽與家畜排泄物、食品廢棄物建設用廢棄木材、下水道污泥等廢棄物類，每年產量合計約32,700萬公噸（如以乾燥量計算約7,600萬公噸），如以碳量計算約3,050萬公噸，如以原油計算約可達32,800千公升。為達到提高回收率、減少二次污染、降低生質能源再利用的生產成本等目的，宜考慮修訂或新定相關法規方式，對未盡環保責任者懲處刑罰或並科罰金，對於符合,規定者得將部分所徵收的廢棄物處理費予以補貼，以期能在賞罰分明的原則下，達到預期性的目標。
尚未利用的生質原料方面：現今日本棄置在農地上之非食用農作物部分、林地殘留木等尚未利用的生質原料約有1,700萬公噸（如以乾燥量計算約1,500萬公噸），如以原油計算約6,600千公升，如以碳量計算約640萬公噸。希望在2010年前，能完成整合此些尚未充分利用的生質原料相關的收集、運輸並積極開發新科技，以期能達到充分活用此些原料的目的。
資源作物方面：以2020年日本生產生質資源作物的生產成本可以符合經濟效益，且未來科技研發可以大幅度提升能源轉換率為假設前提，預估2020年日本資源作物年產量約為2,200萬公噸（如以乾燥量計算約為1300萬公噸），如以原油計算約6200千公升，如以碳量計算約600萬公噸。此些資源作物除了對能源有所助益外，對於自然景觀、生態維護等方面亦有正面效果。
新作物方面：以2050年的生物科技的水準為預測基準，未來可能出現經由基因改造並以生產生質資源為目的的新作物，也可能利用海洋植物供做生質資源。在此前提下，未來日本新作物產量，如以原油計算可達46,000千公升，如以碳量計算可達4,300萬公噸。此類新作物除了創造新能源資源外，未來在智慧財產專利、醫療、機能性食品、環保等方面亦將有所貢獻。
(二)靈活利用生質資源的發展方向：現今有關將生質資源轉換為能源或相關產品的技術，有許多離實用階段尚遠。由於處於研發階段的生質資源可能得以不同的技術達到相同的成果，或結合相關的科技研發成不同用途的新產品。因此，在靈活利用生質資源發展方向時，宜以下述事宜為重點。
積極研發具有高效率的生質資源收集方法與轉換技術：自古以來，日本在釀造味噌、醬油等食品化學方面均有良好的表現，近年來結合光、熱、壓力等應用物理學及應用化學的技術研發，更開創許多佳績。如能充份發揮此些研發經驗，未來在提高生質資源利用率、能源轉換等生物化學領域，亦將能有實用成果。
建構生質資源利用多樣化體系：為實現促進生質資源利用多樣化，或為符合使用者的需求等政策目標，有關生質資源的發展宜以建構生質資源利用多樣化體系為努力方向。例如生質資源利用時，可以考慮在燃燒的過程不會產生二氧化碳的前題下，以循環方式生產各種附加價值高的產品或各種可供做能源使用的燃料。
結合日本國內生質資源相關產業及單位的力量開創新科技領域：例如可以考慮結合生命科學，共同開創對人類有所助益且兼顧環保的新科技，為未來的生質能源利用達到化腐朽為神奇的理想目標。為實現此理想，在產業方面，宜加強與相關產業彼此間之合作，例如在研發甲烷發酵時，與其製造相關的廢水處理事宜等亦應同時進行研發，以期能使二次污染機會降至最低。在行政方面，除了加強中央與地方政府間之協調外，更應該促進地方單位及人員彼此間之溝通與合作，使生質資源的利用能達到預期性的目標。
加強國際合作與技術交流：現階段有關生質資源利用相關事宜，列屬與環保關係密切的新興科技。由於日本所生質資源並不多，且在京都議定書已於2005年生效，而鄰近的亞洲諸國有許多生質資源可資利用，且渠等的環保相關事宜亦與日本有直接或間接關聯等錯綜複雜因素影響下，日本宜積極透過外交、學術交流、產業投資等方式，與以亞洲諸國為主的世界各國進行國際合作與技術交流，達到確保地球生態、對亞洲諸國農村繁榮有所助益、開創日本生質資源科技新境界等目的。
(三）生質資源利用的目標：以2010年市町村（鄉鎮）級的行政區域共同利用生質資源率達到60％為預估基準，為使生質資源的利用能達到經濟效益，宜從技術研發的觀點訂定擬達成的預訂目標，其主要內容為：
將生質資源予以直接燃燒或轉換成含水量低的煤氣化等相關技術而言，希望能以合併幾個市町村級的行政區後的每日處理生質資源量達10公噸者，希望其研發的技術水準，能達到能源轉換能率為電力的20％或熱能的80％的水準。此外，每日生質資源量達100公噸者（以都道府縣級的行政單位每日所生產的生質資源為預估基準），希望其研發技術水準能達到能源轉換能率為電力的30%。
在含水量較高的沼氣等生質資源方面，希望每日生質資源量達5公噸者（以一個市町村級的行政區或聚落每日所產生的生質資源為預估基準），希望其研發的技術水準，能達到能源轉換能率為電力的10％或熱能的40％。
就生質能源轉換為相關產品的技術而言，例如現今有許多使用的廢棄塑膠，如果能大量回收，對環保有積極的正面效益外，尚可研發出纖維素等10種以上高價位的產品，如果以塑膠原料每公斤200日元為基準，其獲利頗豐。
六、推展日本生質能源基本策略時應注意的主要事項
　　為使上述的日本生質能源基本策略能順利推展，宜以「推　展日本生質能源綜合策略會議」為統籌單位，針對下述事項：　採取每年度公布實施的主要政策及實施期限等方式予以辦理。
(一)推展生質資源相關事項方面：推展生質資源時宜關注的事項頗多，其中以下述事項為主。
積極尋求日本全體國民的共識：為達到有效利用生質資源、防止地球溫暖化等政策目標，有必要將日本當局積極推展生質資源利用相關政策措施，與每一個日本國民彼此間具有密切關聯事宜，經由教育、各種大眾傳播媒體等方式予以宣導，以期能達到政策推展的阻力降至最低、日本全體國民均能珍惜生質資源等目的。
建構合理的生質資源利用體系：生質資源每一階段的生產、收集、轉換利用等，均以有機體方式存在每一個角落。為使生質資源能利用能持續性發展，宜積極結合產、官、學界的力量，建構具有經濟效益的生質利用體系；此架構之設計，每一階段的利用以不會增加環保負擔，並且在製造過程中以確保安全為優先考量。此外，由於各地生質資源產生的類別、質與量、需求、利用方式等有顯著的差異，為符合各地實情之需，宜加強中央與地方政府的協調以及各地方政府間之合作，以期推展生質資源利用相關政策時的阻力降至最低。
相關單位及人員宜以分工合作方式積極推展生質資源政策：與推展生質資源相關單位及人員頗多，宜以生質能源綜合策略的規畫為基準，中央單位及人員宜針對各地實情之需，隨時修訂符合時宜的政策措施，以期能達到預期性目標。此外，為提升生質資源利用的經濟效益，宜以獎勵方式鼓勵生產者與消費者密切合作，使相關政策措施能順利推展。
(二)推展生質資源產銷策略方面：為提升生質資源的利用效益，宜以下述事項為努力重點。
提升經濟效益方面：由於生質資源具有資源種類繁多且生產地分散等特性，為提升經濟效益，宜朝加強生產、收集、運輸等流程管理，以努力削減收集及運輸成本，研發可供循環利用的產銷體制，符合產地需求的實用類產品為優先考量等措施為重點，以期能達到兼顧環保的目的。
檢討並改善負面影響因素：例如生質資源非法棄置、家庭垃圾分類未能落實、偏遠地區的生質資源收集與運輸難題等，對於生質資源利用形成相當大的負面影響。因此，有必要努力宣導推展生質資源政策相關事宜，並且訂定賞罰標準，以期能使負面影響降至最低。
改善生質資源的生產環境：農業屬於「取之自然、用於人類、還於自然」的產業，其本身具有自然循環的機能；在人類所謂「大量生產、大量消費」的現代化扭曲下，致使農業所具有的自然循環機能下降，為現今自然生態遭受破壞的部分要因。因此，在推展生質資源相關政策時，應針對廢耕地生產生質能源作物、農業加工品的事業廢棄物收集與利用、畜牧業排泄物之收集與利用、森林管理及木質資源收集與利用等之實情，進行妥善規畫，以期能使生質資源的生產環境能合理化，進而達到提升經濟效益等目的。
(三)推展生質資源轉換與利用方面：為提升生質資源轉換與利用，宜以下述事項為重點。
提升生質資源的經濟效益：生質資源可供做飼料、肥料、工業原料、能源等使用。此外，可經由直接燃燒、碳化等熱化學變化、萃取等生物化學變化、奈米等物理學的應用，生產出許多高附加價值的產品。因此，農林水產省等相關單位宜針對各種農業類生質資源的產地、產量、產期、最佳利用方式，以及減少有關生質資源利用的負面影響要因等進行全盤性的規劃，進而達到提升生質資源經濟的目的。
積極研發生質資源新用途：生質資源在傳統上可供做肥料、飼料等使用外，在新領域的發展方面亦可供做有機性食品、醫療用品、化妝品等使用。亦即，行政單位宜採獎勵方式，鼓勵相關廠商及研發單位積極進行生質資源新用途的研究與推廣相關事宜，以期能使生質資源的利用達到最佳狀況。
促進農漁村及偏遠地區的繁榮：由於日本有許多生質資源取自農漁村及偏遠地區，而此些地區的主要居民多屬提供日本國民所需糧食的農漁民，處於渠等兼具日本國土守護者，及環保尖兵等多重身分下，在推展生質資源收集與利用政策時，應針對農漁村及偏遠地區的需要，訂定符合渠等需要的相關政策，以期能同時實現促進農漁村及偏遠地區的繁榮、提高農民所得、確保生態環境等目的。
積極與亞洲諸國等進行國際交流：自京都議定書生效起，世界各國均積極進行防止地球溫暖化相關措施。日本位居亞洲，除善盡日本應盡地球環保相關事宜外，也需要加強以亞洲諸國為主的環保技術交流與合作，以期能同時達到敦親睦鄰、獲取生質資源原料、生質技術相關科技及產品外銷、減少日本因鄰近諸國的環保污染受害程度等目的。
七、結語
(一)日本鑑於生質資源可供做能源使用外，尚可研發成化粧品原料、醫療用品、機能性食品等多樣化生技產品。因此，為使生質資源能做最有效的研發與利用，於其所訂定的生質能源綜合策略中，將「生質能源」的涵意，擴充為「生質資源」，並希望以鼓勵的方式結合產官學界的力量，使日本未來能成為「生質資源研發與利用的先進國」，此種遠見，值得我國借鏡。
(二)由於日本國土約三分之二為山林，有許多木質纖維可資利用，且日本屬海島國，有許多水產廢棄物可供做醫療用品、機能性食品、化妝品等之原料使用。因此，日本為提高生質資源的經濟效益，積極將生質資源的研發與推廣，與生命科學等生物科技結合，開創新的研發領域。我國的地形與日本類似，而日本對新興的生質資源的研發動向，可供我國借鏡。
(三)依日本行政慣例，農林水產省每年度開始前需向國會提報農業白皮書（含畜牧業）、林業白皮書及漁業白皮書。此些白皮書的編輯大致上分為三大部分，第一部分說明前一年的施政成果，第二部分說明本年度施政概況及所遭遇到的難題，第三部分說明下一年度擬解決的問題及所需之預算經費；亦即，農林水產省以此些白皮書所述事宜，經總理府通過後，向國會爭取年度預算。就生質資源研發與利用而言，由各部會依職責分別編列預算（其中涉及農、林、漁業者，由其相關單位編列計畫項目及預算經費）後分別執行，如涉及各部會需進行協商事項、或需要統籌辦理事項、或檢驗執行成果等，責由「日本生質能源綜合策略會議」（日本首相為該會議主席）辦理。值得注意的是，由於通商產業省（經濟部）、運輸省（交通部）、文部省（教育部）等機關均與生質資源研發與利業務有關，各該機關首長均負有監督、管理生質資源研發與利用之權責，各部會執行生質資源計畫亦應將計畫內容、執行方法、預期績效等資料，送呈相關部會首長核示，以期能夠充分發揮分工合作的功效。

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從能源作物中提煉生質柴油

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文／鄭曼娜
　　農委會於 94年在宜蘭縣三星鄉、雲林縣古坑鄉及台南縣學甲鎮各選定30公頃休耕農地試種大豆、向日葵及油菜等三種能源作物以提煉「 生質柴油」 ，並規劃於今年擴大種植面積 2,000公頃，致力於利用休耕地發展能源作物，以建構能源作物產銷體系。
　　『生質柴油』（ Biodiesel）屬於再生能源的一種，是將動植物油脂或廢食用油，經交酯化反應、中和、水洗以及蒸餾等過程所生成，具有生物可分解和無毒等特性，是一種符合環保訴求的綠色能源，可有效降低柴油機動車所造成的廢氣污染，目前台灣柴油引擎車約佔所有機動車市場約5%，但柴油車排放的污染量卻是所有機動車排放污染量的一半，因此，若國內柴油車改用生質柴油，將可大量降低溫室氣體排放。
　　「 生質柴油」可以說是專門為台灣量身打造的「綠色黃金」，目前全台灣休耕的農地一、二期合計超過 24萬公頃，休耕直接給付更高達118億新台幣。如果這些休耕的農田全部種植高油份含量的作物，一年最大能量可生產25萬公秉，加上從回收的食用油中還可再生產近8萬公秉，合計33萬公秉的「生質柴油」占全年柴油的消耗量600萬公秉的5.5%，並可減少二氧化碳的排放量每年近90萬公噸，可以說是一舉數得，而產生的整體效益應更物超所值。
休耕農地變綠色油田 生質能源為台灣加油
　　農委會為因應管制全球溫室氣體排放量的「京都議定書」生效，而投入生質能源作物開發計劃，配合國家再生能源利用、提高能源運用效率，低碳燃料等政策。
　　去年十月初在嘉義民雄興建第一座生質柴油示範廠，由工研院能資所進行生質柴油研發，並與台灣新日化公司合作，利用回收的廢食用油以及高油份含量的植物，例如大豆、油菜花及向日葵等為原料，經過各種的程序轉化成比一般「石化柴油」更乾淨、更有效率、而且能夠永續再生的「生質柴油」。這一座示範工廠，目前的年產量約 3000公噸，可以說是我們台灣第一座生質能源的油田，更象徵著台灣邁向「產油國」的第一步。
　　「生質柴油」可以跟一般的「石化柴油」依任何的比例混合使用，完全不需要調整或修改引擎，所有的柴油車馬上就可以用，各先進工業化國家，包括德國、法、美國及日本等國，紛紛把「生質柴油」視為當前最有開發價值的替代能源，美國布希總統曾經表示:「每當我們使用本國自行生產的生質柴油，就代表著我們支持美國的農人，而非外國的石油製造商。」而「生質柴油」在美國的銷售量在過去5年之內，足足成長了60倍。石油資源豐富如美國者，都全力推廣「生質柴油」，台灣更沒有理由再猶豫了。
「生質柴油」視為當前最有開發價值的替代能源
　　目前透過經濟部、環保署及農委會的合作，全國共有13個縣市的垃圾車或公車開始使用生質柴油，在生質柴油的測試方面，高雄市已組成一支生質柴油環保測試車隊，包括垃圾車、公車和民營貨車，實地進行生質柴油車與一般柴油車的比較，明顯地發現生質柴油運轉的引擎沒有油臭味，目前測試持續進行中，若測試結果符合預期效果，政府當局將大力推廣柴油公務車全面換用生質柴油。高科技國家如德國政府部門要求所有公務用柴油，都必須混合5%的生質柴油。如果我們考慮到油菜花在德國一年只能收成一次，而台灣在最好的情況之下一年可以收成6次，台灣絕對比德國更具有發展及推廣「生質柴油」的潛力。
　　同時，以台灣目前「生質柴油」最大可能的產量約占總消耗量的 5.5%計算，如果我們以德國的混合比例為目標，剛好能夠吸收整個「生質柴油」產量，不但解決了農田休耕、廢食用油回收、二氧化碳減量，改善空氣污染，以及提高能源的自給率等多重的目標，所創造的整體利益絕對不是以單純的生產成本所能衡量的。
　　雖然台灣目前「生質柴油」的成本是一般「石化柴油」的2倍以上，但如果依5%的混合比例，再加上未來生產原料供應穩定，並透過政府政策的配合鼓勵 休耕農地加速推廣能源作物， 而達到一定的經濟規模，「生質柴油」的全面推廣絕非難事。不要坐擁遍地「綠色黃金」，但我們卻還繼續用珍貴的外匯去進口「黑色黃金」，這是非常可惜的事情。
確保環保油源，經濟與農業發展並重
　　隨著國際油價的居高不下，加上各工業大國在全球市場上，不斷強化對相關能源供應來源的爭奪，再一次凸顯能源是影響國際戰略情勢最重大的因素。我國有超過九成五以上的能源來自進口，油價的波動不但直接衝擊經濟的成長與物價的穩定，而油源的確保更是國家安全上重大的課題。我們必須以更前瞻的眼光及整體性的思考，加速調整我們的能源結構，積極提高能源自給的比率，並透過生質能源及其他再生能源的使用，對全球二氧化碳的減量及溫室效應的改善也作出具體的貢獻。
　　總之，隨著生質柴油市場的成長，可以發展相關能源作物栽種，不但可解決農地廢耕的問題，並可增加能源自給率。因此生質柴油不但改善了空氣污染問題也可增加農村的發展機會，對能源幾乎完全依靠進口的我國更是提供極大助益，為台灣永續發展建立良好的基礎。
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何謂可再生能源生質能源

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何謂可再生能源 可再生能源顧名思義就是用完還可以再生的能源。 地球上所有的元素都是有限的，但從太陽而來的能量幾乎是無窮的。每小時太陽所照射到地球表面上的總能量，足夠全人類一年的消耗，問題在於如何有效地收集。 所有的能源，除了核能和地熱之外，幾乎都可說是廣義的太陽能，都是源自太陽照射的能量。 幸好后羿只射下了九個太陽 風力和水力是地球吸收能量後導致的位能和動能變化；太陽能電池直接將光能轉化成電能；石化能源是數百萬年以前動、植物所固定下來的太陽能；生質能源，則是源源不斷地直接由植物所固定下來的太陽能，故生質能源又稱為液態的太陽能。 未來的能源形式應該是相當多元的，因為太陽能的總量雖高，但能源密度低，要有效地收集不太容易，目前尚不能找到一種通用的收集方法。 每個地區有其獨特的條件來生產合適的可再生能源，各種可再生的能源也各有其合適的應用方向。例如，在適合的地區設置風車，利用風力發電；生化柴油因單位熱值高、輸出能量大，特別適用於大型機具和重型車輛上；另一種生化燃料──酒精則適用於小型汽車。 不致使地球溫室效應惡化的可再生能源 可再生能源可以粗分成無碳能源和生質能源兩種。 無碳能源像是透過風力、水力或太陽能發電，整個過程中沒有碳原子的參與，自然就沒有二氧化碳的排放。 生質能源像是生化柴油和酒精等，植物在生長的過程中吸收二氧化碳轉化成生質能源，使用後所排放的二氧化碳不會超過植物生長時所吸收的二氧化碳。故使用生質能源的二氧化碳淨排放量為零。 不虞匱乏的能源 生質能源最大的優點是永不耗竭。以生化柴油為例，只要有種子、適合的氣候和土地，就可以不斷地種植油脂作物，不斷地有新的天然油脂生產，再轉化成新的生化柴油。除此之外，生質能源的另一個重要特性是碳的循環。 石化燃料總有用完的一天 目前人類所依賴的石化燃料，如石油、煤、天然氣等，由於工業革命後開始大量燃燒、使用，所以蘊藏量正迅速地減少。估計二○一○年時，中東以外的油田將開採完畢，到二○四○年時，全球大型油田將全數開採殆盡，而開發小型油田將大幅提高油品的成本。 未來，伴隨內燃機持續增加，石油消耗量必然會大幅提升，故燃油價格的飆漲是可以預期的，對於全球經濟所造成的衝擊亦在所難免。此外，平均每部內燃機每燃燒 3.8 公升汽油，便會排放 10 公斤二氧化碳。二氧化碳與甲烷等氣體使地球溫室效應愈來愈嚴重已是不爭的事實。加上熱帶雨林正以每小時一個足球場面積的速率快速消失，溫室效應對地球未來生態的影響是相當嚴重的。 一九九七年所達成的有關抑制地球暖化的聯合國「京都議定書」，協議今後各國的二氧化碳排放量要逐步縮減，使得新替代能源方案紛紛轉向核能與風力發電或其他低排放溫室氣體的能源。 兼具永續與環保的生化柴油 在石化能源即將耗盡，二氧化碳排放量日益受到限制的情況下，生化柴油的構想遂受到重視。 相較於其他能源，生化柴油的原料來自植物，具有可再生的特色。植物在生長過程中，可以固定空氣中的二氧化碳作為碳源，兼有再生能源及減廢的優點。生化柴油除具備可再生特色之外，由於所含雜質少，且燃燒後所產生的微細固體顆粒量低，既可降低空氣污染，又能保護、延長內燃機的引擎壽命。 植物油脂的作用 植物油脂在人類生活中扮演相當重要的角色，不僅供給人類營養、改善膳食口感，更提供潤滑效果。 一般「油脂」的主要成分是脂肪酸與甘油。脂肪酸具有一長串的碳鏈，依碳數不同可將脂肪酸分為長、中與短鏈三種。一般碳數達 12 以上，即可稱為長鏈脂肪酸。依碳鏈飽和度又可區分為飽和與不飽和脂肪酸。不飽和脂肪酸若含有二個以上的不飽和雙鍵，則稱為多元不飽和脂肪酸。 黃豆、油棕櫚、油菜籽、向日葵籽、棉花籽與花生等六種作物的產油脂能力都很高，產量占全世界植物油脂的百分之八十四。植物所產油脂約有百分之九十是供人類食用，僅有約百分之十應用於非食用品。 雖然油脂作物含油脂量高，但由於可耕作土地及年收成次數有限，近年來紛紛改以微生物生產油脂。 小兵也可立大功 美國國家能源署在一九七八年開始進行一項由綠藻生產生化柴油的能源計畫，研發出由綠藻萃取油脂轉化成生化柴油的製程。藻類可累積油脂高達菌體乾重的百分之六十，且這些油脂大部分是三酸甘油脂，能夠藉由觸媒轉化成生化柴油。 藻類與細菌可說是地球上最古老的生物，早在距今三十一億年前即出現，靠其強韌的生命力不斷繁衍至今。藻類是生態系食物鏈的起始點，可以直接以太陽能作為能源，吸收環境中的碳源並釋出氧氣到水中。單細胞的藻類對太陽能的應用效率較其他榖類植物來得高，而且生長迅速，這些優點使得藻類細胞在固定二氧化碳與利用太陽能方面具有相當大的潛力。 除藍綠藻外，藻類多屬於真核細胞，擁有葉綠素及細胞壁。一般藻類大多是幾微米大小的單細胞生物，使用顯微鏡即可觀察到。綠藻的種類並不亞於細菌，目前已知全世界約有三萬多種藻類，然而尚未發現的應在已發現的十倍以上。依據藻類形態、生長方式、色素等的不同，可以分成藍綠藻、甲藻、綠藻、黃金藻、輪藻、褐藻、裸藻及紅藻等八個植物門。 藻類的油脂生產 綠藻具有使用太陽能及不與現有耕地競爭的優點，故有學者提出以綠藻生產三酸甘油脂，作為生化柴油原料來源的構想。增加細胞累積三酸甘油脂程度的方法可以分為二大類，分別是以環境營養源短缺，造成藻類累積大量三酸甘油脂，及以基因調控方式，使藻類大量生產合成三酸甘油脂的酵素，大量累積三酸甘油脂。未來除了開發新型的高效率培養系統外，將會同時朝這兩個方向研究。 有別於其他菌體培養，培養藻類的反應器需要能提供充足的光線，該類反應器稱為光反應器。於一九四○年起，便有光反應器的相關研究。 早期光反應器只是一個簡單的池子，稱為池狀反應器，水深大約十五至二十公分，底部通氣以促進循環及混合。此種反應器構造可謂最簡單，但是由於營養物混合不均，加上細胞沉降現象明顯，池狀反應器在一九五○年之後，漸漸被構造相似的渠道式反應器取代。 在渠道式反應器中，培養液是流動的，而流體與渠道壁間所產生的亂流可以提供培養液本身的混合及細胞懸浮的能力。故一般渠道反應器的細胞成長曲線會較池狀反應器來得好。 一九八○年代以後，光反應器的設計著重在單位面積光強度的提升。由於綠藻培養至一定濃度之後，細胞會遮蔽光線進入培養液，而使內部新分裂的綠藻細胞無法順利有效地利用光線。所以，增強光線強度與增加被光面積是目前光反應器設計的主要方向。 也有學者提出將發電廠產生的廢氣通入藻類培養池，藉由藻類行光合作用，把廢氣裡的二氧化碳固定下來變成油脂，然後再將藻類體內的油脂轉換成燃油來用。如此，便能達到減廢並循環再利用的目的。 除傳統的池狀與渠道反應器外，近來有學者提出螺旋管狀光反應器。做法是將管狀反應器彎曲連結成螺旋狀。螺旋管狀光反應器擁有與一般管狀反應器相同的優點。較長的反應器提供較多氣液的交換距離，有助於菌體充分利用進氣中的二氧化碳。此外，管狀反應器同時也具有較大的被光面積，可以更充分地利用光線。 為提高反應器的表面積對體積的比值，也有學者提出以光纖作為光源，並大幅改變反應器結構與光照方式。藉由將光纖插入反應器增加透光面積並均勻有效地分散光線，使更多細胞能接受到足夠的光線，提高光線的利用效率。 在現今能源及資源逐漸枯竭與生態環境保護考量之下，生質能源的重要性已不言可喻，生質能源的開發亦勢在必行。目前，國內對於生質能源的概念仍在起步的階段，希望往後能開拓這個領域，並發展生質能源的應用技術。
資料來源：
《科學簡訊》2002年11月，359期，8～11頁(pdf檔) （若您未安裝Acrobat Reader 中文版4.0，請至 下載）
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＜汽車業＞油價衝擊 車商開發替代能源車

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更新日期:2008/06/30 04:09
〔記者高嘉和台北報導〕油價大漲，重創國內車市，汽車業者積極轉向開發替代能源車款，另闢商機。和泰車（2207）積極向豐田爭取在台灣組裝油電混合車；裕隆集團旗下的華創車電正整合國內馬達、電池及IC控制晶片廠商，計劃跨入電動車產銷。
受高油價衝擊，即將出爐的6月新車領牌數恐將僅兩萬輛，出現旺季銷售冷清宛如鬼月淡季的慘狀。今年車市銷售規模恐將進一步下修到25萬輛，再創20年來最低。
和泰車日前發表LEXUS GS450h油電混合車，是LEXUS導入台灣的第三款油電複合動力車。和泰車主管表示，從四年前導入豐田PRIUS來台銷售，再加上後續的三款LEXUS油電車，累積銷售量僅1,300輛出頭，較PRIUS全球累積已賣破百萬輛而言，成績不盡理想。
和泰車主管說，最主要還是卡在推廣油電車的補助政策上，以美國為例，在政策補助下，PRIUS油電車售價比台灣便宜近新台幣30、40萬元。
和泰車副總蘇純興說，豐田已在中國生產PRIUS油電車，並在泰國生產CAMRY油電車，和泰車也曾向豐田爭取過在台組裝油電車可行性，只是台灣並未給與油電車相關優惠補助，這個案子只好喊停，但假如政策改變，台灣還是有機會爭取到組裝機會。
裕隆車（2201）總經理陳國榮也說，台灣是個島國，電力供輸普及程度在全球是數一數二，到處都可拉出插頭，再透過電腦程式控制，隨時都可充電、都可計價，沒有一個國家比台灣更適合發展電動車，只要政府願意大力支持，台灣有很大機會勝出。
據透露，裕隆集團主導的華創車電等整合國內多家馬達、電池等相關業者，投入開發搭載鋰電池的純電動及插電式電動房車，並已向經濟部技術處申請業界科專經費補助，假如順利，兩、三年後就可順利上市銷售。
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中東動盪升高促使日本積極尋找替代能源

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更新日期:2006/07/17 14:35 陳維聰

（法新社俄羅斯聖彼得堡十六日電） 中東的最新危機再度喚醒日本必須減少對中東石油的依賴，且應該更加努力取得替代能源的供應。
正當一般對油價節節升高憂心忡忡和擔心以色列攻擊黎巴嫩和加薩走廊可能引發更大規模衝突之際，能源安全成為目前在聖彼得堡舉行的八大工業國高峰會的主要議題。
八大工業國領袖今天保証推動「開放、透明」能源市場，同時保証追求研發核子電力等替代能源。
日本石油全部仰賴進口，而來自中東的石油佔了百分之九十。
八大工業國研究機構的一名官員說：「中東危機已再度喚醒日本重新考慮對這個地區的石油依賴。日本以其因應前幾次石油危機的經驗和先進的技術，最終會有能力克服這次危機的衝擊。不過這次危機對日本經濟展望仍是一大關切。」
日本的石油進口安全性也正面臨另一項打擊，因為伊朗已警告，它和日本簽署開發阿薩迪干油田的二十億美元協議，可能被取消。
日本於二００四年不顧美國反對，簽署上述協議，開發阿薩迪干油田，不過因為伊朗的濃縮鈾計劃，日本一直沒有實際行動。
開發中經濟體研究所的一名中東問題專家說：「日本應慎重地採取行動，取得替代能源的來源。俄羅斯的油管計劃可能是東京的能源安全關鍵之一。」
這條俄羅斯計劃中的油管，全長四千二百公里，從西伯利亞中部至太平洋沿岸，建造經費估計將達一百五十至一百六十億美元，一年運輸量八千萬噸，對日本和中國都是一項重大發展。
日本首相小泉純一郎和俄羅斯總統蒲亭昨天同意就這條油管的興建問題，「加速進行」會談。
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