Hvbrxo生质能技术-再生能源

1、秋风清，秋月明,落叶聚还散,寒鸦栖复惊。再生能源生质能技术生质能暨生质燃料技术    生质能（biomass energy或bio-energy），系指利用生质物（biomass），经转换所获得之可用能源，如电与热。根据国际能源总署（International Energy Agency）的统计资料（IEA,2003）显示，目前生质能为全球第四大能源，仅次于石油、煤及天然气，供应了全球约11%的初级能源需求，同时也是目前最广泛使用的一种再生能源，约占世界所有再生能源应用的80%。截至2001年止，生质能供应约占世界所有再生能源利用的80%，依地区而分，其中亚洲（不

2、含中国大陆）占34.2%，非洲占23.9%，中国大陆占20.5%，经济合作发展组织（OECD）会员国（含欧美澳日等30国）则占13%（IEA,2003）。估计至2050年时，生质能将提供全世界将近38%的燃料需求及17%的电力供给，约为206EJ（Hall,1997）。    依据行政院再生能源发展条例(草案)（2002），我国生质能定义为国内农林植物、沼气、一般废弃物与一般事业废弃物等直接利用或经处理所产生之能源，因此生质物可泛指由生物产生的有机物质，例如木材与林业废弃物如木屑等；农作物与农业废弃物如黄豆、玉米、稻壳、蔗渣等；畜牧业废弃物如动物尸体、废水处理所产

3、生的沼气；都市垃圾与垃圾掩埋场与下水道污泥处理厂所产生的沼气；工业有机废弃物如有机污泥、废塑橡胶、废纸、黑液等。    由于广义的生质物的种类非常多，因此依据各种生质物的物理与化学性质、密集度、经济性的不同，在技术的分类上可依料源制备、转换与应用方式作区分如下：    1.料源技术：泛指料源的制备技术，如固态衍生燃料技术、富油脂藻类养殖/采收技术及陆生能源作物耕收技术等。    2.转换技术：    (1)生物/化学转换（bio-/chemical conversion）：如

4、经发酵（fermentation）、酯化（esterification）等程序产生酒精汽油（gasohol）、沼气（biogas）或生质柴油；或利用生物菌种等方法产生氢气、甲醇等燃料。    (2)热转换（thermal conversion）：如以气化（gasification）、裂解（pyrolysis）方式产生合成燃气（syngas）或燃油等。    3.应用技术：如生质燃料用于车/船用引擎、发电内燃机、锅炉、燃料电池等，或进行合成燃料精炼技术，以生产精密化学品等。一、国内外技术发展现况(一)固态衍生燃料技术 

5、0;  固态废弃物衍生燃料（RDF-5）系将生质物废弃物经破碎、分选、干燥、混合添加剂及成型等过程而制成锭型燃料，其主要特性为大小、热值均匀（约为煤的三分之二）、易于运输及储存，在常温下可储存六至十二个月而不会腐化，因此十分便于利用，可将其直接应用于机械床式锅炉，流体化床锅炉及发电锅炉等作为主要燃料或与煤炭混烧，目前已成为全球生质能技术的主要发展趋势之一。    目前国外发展以日本最为发达，已有十年以上之时间，主要以处理都市废弃物为主，自1988年第一座RDF-5厂落成后，每年皆有新的RDF-5厂完工运转，截至2002年底，已有53座RDF-5厂在运转中

6、，预计在2005年将达62座，以处理都市废弃物为主，至于各厂之处理能力，由每日5t至300t不等，以处理量每日11t至30t所占之比例最高，其所产出之RDF-5可供作为水泥窑燃料，燃煤电厂辅助燃料，生产蒸汽或热水事业之燃料，集中发电利用等。    RDF-5技术的发展，在欧洲也获相当之重视。目前欧联各国由都市垃圾所产生的RDF-5总量，至2001年时已达3,000kt(Gendebienetal,2003)，其中奥地利、芬兰、德国、意大利、荷兰及瑞典等国之RDF-5生产系统已建置完成；比利时及英国则处于发展中；丹麦及法国在过去曾生产RDF-5，但因经济因素而中断。

7、欧洲现行或未来对由都市垃圾所制成RDF-5的主要应用方式包括用于现场（on-site）或远距（remote）的热利用设备（如固定床或流体化床之燃烧、气化及裂解）、用于燃煤锅炉、水泥旋窑中之混烧（co-firing），以及与燃煤或生质物混合气化（co-gasification）。    我国则自1999年起开始研发RDF-5技术，在2001年建立了先导型实验工厂，并藉以完成多项废弃物制成RDF-5可行性试验。(二)富油脂藻类养殖/采收技术    油脂性微生物系指能够在微生物细胞内，蓄积油脂质超过20%(w/w)生质体的微生物（Ratle

8、dge,1989）。应用微细藻体中油脂作为液态燃料的研究则首推美国能源部的燃料发展计画室自1978年至1996年间长期资助由藻类衍生可再生性运输燃料的计划，即水生物种计划(Aquatic Species Program, ASP)，主要在进行含高脂质藻类经大量培养后再转制成生质柴油的研究，并探讨利用藻类固定火力发电厂排放的废二氧化碳气体之效率。在将近二十年的研究计划中，发展许多操控藻类成长的因素及其生长系统工程技术，可做为未来发展的参考(Sheehanetal.,1998)。    根据水产试验所生物饵藻的研究成果显示，不同的藻种所含的脂肪酸也大有不同，其中东港株

9、等鞭金藻，含有丰富的多元不饱和脂肪酸族之22碳6烯酸(4,7,10,13,16,19-docosahexaenoicacid,DHA)；而骨藻，俗称硅藻，则含有大量的20碳5烯酸(5,8,11,14,17-eicosapentaenoicacid,EPA)(苏素美，1999)。我国是一个海岛国家，地处亚热带，西部沿海地区气候适于藻类的养殖，除了再生燃料的取得外，附加固定废二氧化碳或处理废水，值得加以研究开发，在系统开发时，可先将高附加价值物质，如DHA、EPA不饱和脂肪酸分离出来，再将其余的油脂质作为生质柴油的原料，提高整体经济效益，促进产商投资意愿。(三)陆生能源作物(油酯类/醣类/淀粉类)

10、耕收技术    能源作物并无明确之定义，一般而言系指能快速生长、易于栽培与采收、高单位面积产量、且容易转化为发电燃料与运输用燃料之植物。农作物中所含的许多成分都可以开发成为生物能源，其中用量最多、用途最广的有油脂、糖、淀粉、蛋白质、纤维等。目前国际间以农产品做为可再生原料方面，最突出的领域当属能源作物（或称为生质作物），其范围广、数量大、效益显著。全世界对于种植能源作物作为能源燃料的发展，已有相当长的时间，主要的能源作物包括下列三大类，即淀粉及糖类作物、油脂作物与生产类似石油脂碳氢化合物植物。    淀粉及糖类作物之生质可转换成酒精，

11、发展最有名的国家如巴西及美国；油脂作物之油脂可用化学方法处理，制成生质柴油，如欧洲国家以油菜籽油、美国以黄豆油及马来西亚以棕榈油制造生质柴油；此外，生产类似石油脂碳氢化合物植物，可由其枝叶提炼出类似石油之碳氢化合物汁液。(四)木质纤维素衍生酒精燃料技术    为了降低温室气体排放，酒精被视为有潜力取代汽油的运输燃料，为求商业化，生产成本必须降低俾能和化石燃料竞争。利用含糖和淀粉的原料(例如甘蔗和玉米)，原料成本约占酒精生产成本的40-70%(Claassenetal.,2002)；木质纤维素(lignocellulose)是地球上数量最多最丰富的生质物，若能将酒精

12、酦酵技术扩展到利用木质纤维素做为原料，将能降低酒精生产成本和增加燃料酒精的使用。利用纤维素生产酒精主要可分为成四个阶段，包括前处理(pretrementment)，即将纤维素和半纤维素从与木质素结合的复合物中释放，使其容易进行下一步骤的化学或生物处理；第二阶段系将纤维素和半纤维素降解(degeneration)或水解(hydrolysis)以获得各类单糖(freesugars)；第三阶段则是将六碳糖和五碳糖的混合物酦酵产生酒精；最后为产品的回收与蒸馏。    加拿大IogenCo.投入四千万美元以25年时间研究酵素法分解纤维素，目前已具有商业化规模(徐敬衡，200

13、5)。澳大利亚研究使用甘蔗、小麦及玉米等作物生产，或由木材加工副产品等原料酿制酒精，预期可酿制酒精约4,400万加仑。我国对木质纤维素衍生酒精燃料技术则尚待开发。(五)厌氧酦酵光合作用产氢技术    生物产氢法使用的微生物包括藻类和光合细菌在内的光合微生物，以及兼性厌氧和绝对厌氧的酦酵产氢细菌。目前生物法产氢技术主要分为三类，包括暗酦酵法、光酦酵法与光合作用法(Dasand Veziroglu,2001)。光合作用产氢是以藻类或蓝绿藻藉由光能进行之生物光解作用而产生氢气，因此不具有降解环境中有机物的功能。光酦酵与暗酦酵则是以有机物为电子提供者，经由酦酵作用将有机质

14、分解，伴随产生的部份电子则藉由特定之电子传递系统与产氢酵素，将电子传递给水体中的质子(H+)而产生氢气。光合作用产氢之效率较差，且需要较大的操作面积，故不适用于地狭人稠的地区；酦酵产氢法可分解污染物同时产生氢气，因此较适合发展。暗酦酵产氢比光合作用和光酦酵产氢之代谢速率快，操作条件要求也较低；光合产氢研究虽多并已取得一定成果，但暗酦酵产氢是生物法中最具潜能技术者。    美国产氢计划源自于1990年所通过的Mastsunaga Hydrogen Research, Development and Demonstration Act，1996年美国国会通过Hydro

15、gen Future Act (HFA)，逐年提供14,000万美元给美国能源部专供氢能源开发的相关研究，而下一个五年度的HFA延长计划，申请经费更逐年扩增到46,000万美元(郑幸雄等，2001)。美国能源部部长并于2004年4月宣布，联邦政府将提供35,000万美元计划赠款，加上民间基金款项22,000万美元，将在五年内由加州州政府推动建造一条氢气高速公路，并辟建氢气加气站。日本国际贸易与工业部于1990年提供约30亿新台币的经费，进行光合菌产氢、产氢酵素及厌氧酦酵产氢等研究(郑幸雄等，2001)。目前欧盟第六架构计划中，亦有将近一亿欧元的经费支持16个氢能源利用及燃料电池的相关研究计划。

16、中国自1990年开始，由国家自然科学基金支持进行生物产氢技术研究，其成果被评选为中国大陆2000年十大科技进展新闻。综观上述，足见国际上已大力推动氢气能源的研究与发展。(六)生质柴油制造技术    依我国石油管理法规定，生质柴油（bio-diesel）系指以动植物油或废食用油脂，经转化技术后所产生之酯类，直接使用或混合市售柴油使用作为燃料者。100%纯生质柴油称之为B100，20vol%生质柴油混合80vol%市售柴油的燃料称之为B20，其制作的方式主要有四种，分别为直接混合使用（direstuse and blending）、微细乳化（microemulsion

17、s）、热分解（thermal cracking）和转酯化反应（transesterification），目前一般所使用的生产方式为利用转酯化反应。    转酯化反应为醇与三酸甘油酯(triglycerides)间之化学反应，其原理为利用加入的醇类，将植物油中的成分(三酸甘油酯)中的醇类取代，故与酯类的水解反应相似，仅是醇类取代了水。转酯化反应依使用触媒种类可区分为化学触媒(chemical catalyst)与生物触媒(biocatalyst)两种。利用化学触媒生产生质柴油有流程复杂、需有醇类回收装置、酯化产物难回收、所产生之废碱液排放、耗能较高等问题，因此近年来

18、逐渐发展以生物触媒催化转酯化方法制造生质柴油之技术。生物触媒使用方式与利用化学触媒相似，唯利用微生物分泌之脂解酵素(lipase)为生物触媒，生成酯类。此法于反应完成后利用溶解度不同或密度不同进行分离，经过分离处理之生质柴油之黏度与柴油接近，且其分子结构与十六烷值与化石柴油相似，因此可成为质量优良的柴油替代品，然而此法之缺点为转化率较低，触媒容易受短链醇类毒害而失活。    目前全世界生质柴油产量超过150万吨，欧洲占80%以上，德国是生质柴油发展最成功的国家，产能超过110万吨/年；美国是欧洲以外的主要发展国家。现阶段商业化的生质柴油制程系以化学触媒的碱制程为主

19、，在料源方面，欧洲主要以菜籽油为主，美国为大豆油，日本则以废食用油为原料，目前已有详细的引擎测试分析、环境生态影响及油品保存运输研究，且欧美各国已有生质柴油加油站。能环所进行生质柴油制造生产与应用的相关研究计划，经公开征选程序遴选出位于嘉义之新日化公司合作兴建示范厂，并在2004年建立国内第一座3,000吨/年以上之生质柴油生产示范厂(七)厌氧发酵产制甲烷技术    利用厌氧微生物分解有机物以产生甲烷（即沼气）已是习知的观念，早在二次世界大战期间就已有利用甲烷作为汽车燃料的实例。厌氧酦酵产制甲烷之反应可分为三个阶段，并由三大类细菌负责完成代谢途径，包括水解菌、酸生

20、成菌以及甲烷菌。第一阶段由水解菌利用胞外酵素将复杂有机物分解成醣类、胺基酸等物质，并于第二阶段将上一阶段的产物经由酸生成菌作用后，转变成各种分子较小且构造简单的物质，如挥发酸、酮类和醛类等物质。第三阶段为甲烷生成阶段。在此阶段中，甲烷生成菌将第二阶段的产物转化成甲烷及二氧化碳。    全世界每年从生质物经未控制的甲烷酦酵而进入大气的甲烷量约为250×109kg，能量值为1.42×1018J/yr(劭信，1997)，该能量若以生质燃料方式回收，则可取代部分的石油。大气中甲烷主要是由自然和人为程序所产生，各占30%与70%。美国于1984建立第一座

21、生物能源示范厂，每天须处理1000吨干重生质物，产生1013J的能量，此系统产生每GJ的甲烷费用为6.7美元。美国已有400座之都市废水处理设备采用厌氧酦酵进行处理并回收甲烷(Spiegeletal.,1999)，欧洲于1994年时已设有处理工业废水的厌氧设备330座(Lealetal.,1998)。    我国甲烷来源系以各生质及废弃物为主，种类包括畜牧废水(猪只粪尿)、家庭污水(污水处理厂)、垃圾掩埋场及各行业废水(物)。上述甲烷生产属小型规模无法变成管线气，利用方式只局限于直接燃烧与产生电力，例如中小型养猪场用于保温灯或者某些纺织厂之当作锅炉辅助燃料。农委会

22、及农林厅曾辅导开发各种甲烷气之利用。(八)生物燃料电池    生物燃料电池（bio-fuelcell）是一种利用生物触媒将化学能转化成电能的装置，其主要优点包括可由再生资源生产洁净的能源；电力来源系统小而轻；不需要贵重金属触媒成本，可能比传统燃料电池便宜；可不需分离膜分隔阴极和阳极，设计可较简单；生物燃料电池的燃料较安全且容易取得(Katzetal.,2003)。    目前全球在生物燃料电池的发展仍属于实验室阶段，但在2003年，AkerminInc.成立，其主要目标是欲将St.Louis大学所发展的生物燃料电池技术商业化，以酒精为

23、燃料，并希望不久的将来其效率能与直接甲醇燃料电池相当，同时也希望价格能更低(Heydorn,2004)。利用微生物当生物触媒主要缺点在于其电子传递效率低，目前主要利用添加电子介质以提高其电子传递效率，Chaudhury and Lovely(2003)发现一种微生物，其在铁离子(III)的存在下可以代谢葡萄糖并直接将电子转移到电极，其对葡萄糖所含电子的传递到电极的效率高达83%，但是其电流密度仅达0.003mA/cm2。我国现阶段则与美国加州柏克莱大学进行相关之开发研究，并将生物燃料电池列为发展目标之一。 (九)裂解技术（pyrolysis）    裂解

24、技术系指由生质物废弃物所衍生制成的液态燃料，其可由固态衍生燃料或废弃物直接经无氧热裂解（thermal pyrolysis）等进一步制造程序产生，其程序又称之为液化（liquefaction）。若经适当的纯化过程，其热值可有效的提升，增加其利用的便利性。新近发展的快速裂解（fast pyrolysis）技术则系在高温、缺氧状态下，快速加热废弃物，并快速冷凝其所产生的气体，以获得合成燃油，且其产品非仅限于能源产品，如可生产高附加价值的特用化学品。快速裂解的主要操作温度略高于传统裂解方法，约在450oC至600oC之间，停滞时间则小于一秒，由于快速升温、迅速冷却，避免二次裂解（cracking），

25、因此可获取最大液体产量，约达75%左右，另伴随约15%的产气及约10%的焦碳；而最大液体产量即可作为快速裂解的定义（Bridgwater,1999）。    目前国外已发展之快速裂解反应器有气泡式流体化床、循环式流体化床、快速输送床（transported bed）及旋转锥体反应器（rotating cone reactor）等多种。由于快速裂解需要较高的热传效率，故流体化床为一不错的选择，且流体化床也易于操作及制程放大。目前气泡式流体化床反应器已被广为选用进行开发，例如Union Fenosa于西班牙建造之200kg/hr先导设备、Dynamotive以RTI之

26、设计于加拿大建造之50kg/hr的设备，以及Wellman于英国建造之200kg/hr设备，均采用流体化床设计（Bridgwater,2003）。目前废弃物裂解生产合成燃油的技术虽未完全商业化，但未来的发展将会以快速裂解技术为主。    国内在废弃物裂解利用技术开发方面，已有数家厂商以废塑料与废轮胎为进料，制造衍生燃油；而能环所则已成功开发出废保丽龙液化系统，目前已完成处理量100kg/hr与300kg/hr两套原型机组，并获多项专利，也分别移转给其它业者，目前亦采用快速裂解技术，完成200kg/hr废塑料液化处理示范系统，正进行测试中。液化技术产制之衍生燃油具高

27、热值且运储方便，可作为锅炉之辅助燃料或直接使用于发电机，符合废料自行处理与清洁生产之环保与经济效益。(十)气化技术（gasification）    气化技术系指由生质物废弃物所衍生制成的气态燃料，一般以气化（gasification）程序为其利用之技术。气化程序属热化学转换反应，系在高温下进行非催化性的部分氧化反应，将含碳物质（如生质物废弃物或煤炭等）转换成以气态燃料为主，可供利用的能源。经气化反应所产生之可燃气体主要包括一氧化碳、氢气、甲烷等，可直接作为锅炉与发电机组之燃料，供应所需之蒸汽及电力（吴耿东、李宏台，2001）；另亦有部分燃料油、焦碳、焦油、灰份等

28、产物，可供作其它用途，如特用化学品等；此外，气化所生产的燃气，亦可转化为甲醇，配合燃料电池之使用。    目前全球最积极发展生质物废弃物气化技术的地区是欧洲，其它世界各国均在密切注意欧洲在气化技术的发展情形，除因欧洲一向在环保方面具有良好的声誉外，欧洲现已成为全球生质物废弃物气化技术最大的市场。根据预测，在1999至2008年间，欧洲生质物废弃物气化系统数量将占全球42%之多，其它地区分别是日本18%，北美17%，东南亚10%，拉丁美洲5%（Heermannetal.,2000）。现阶段全球生质物与废弃物气化系统发展正由示范阶段跨入完全商转阶段，Bioneer、P

29、RMEnergy、FosterWheeler、Lurgi Umwelt为主要生产商用气化炉之制造商。现阶段全球以气化混烧发电为主要发展目标之一，较受瞩目的示范厂共有四座，包括澳地利Zeltweg、芬兰Lahti、荷兰Amer、及美国Vermont；以生质物为料源之IGCC厂计6座，规模均在10MW以下，另小型固定床气化系统有13座（Kwant and Knoef,2002）。    国内在废弃物气化利用技术发展上，能环所过去数年进行稻壳气化回收热能之研究，成功开发一10kWe下吸式稻壳气化反应炉，以及一900kWth先导型循环式流体化床气化炉，同时亦开发完成一30

30、0kWth农业气化利用示范系统，目前正进行各项测试工作，将有助于开发本土生质物气化发电系统。二、国内外发展竞争力分析(SWOT)    上述各项技术之SWOT分析兹综合整理如表3-1-4-1所示。表3-1-4-1生质能技术SWOT分析 技术优势(Strength)弱势(Weakness)机会(Opportunity)威胁(Threat)固态衍生燃料技术技术已臻成熟，国内亦已建立示范系统建造成本较国外低廉3.产品易于储存运输与使用生产/利用体系尚未成熟废弃物性质与种类复杂污染防治设备投资高大型垃圾焚化厂停建传统燃料价格上涨垃圾逐年减量，料源供应不足环评作业耗费时间民

31、众抗争相关管理法令均尚未臻完备富油脂藻类养殖/采收技术微细藻生长快速可立体化培养，单位面积产量大油脂含量高气候条件适当1.国内相关研究较少2.藻类培养环境不易控制1.高单价附加产品回收2.生质柴油需求量增加1.油品质量与产量较难控制2.研发成本较高陆生能源作物耕收技术1.现有种植技术即可应用2.可结合观光事业1.国内相关研究较少2.需建立跨部会之协调机制1.休耕农地可转种能源作物，增加农民收入2.生质柴油等利用能源作物之需求增加受WTO农业补贴政策限制2.相关法令未完备木质纤维素衍生酒精燃料技术1.料源较多2.价格较低1.将木质纤维素取出糖类进行乙醇酦酵仍有技术上之困难1.可与加拿大进行合作研

32、发相关技术2.目前利用率低，值得开发相关产业并无明确的奖励措施与法令土地有限，物料比国外贵厌氧发酵/光合作用产氢技术1.无污染2.于常温常压下操作并不需提供额外能源，可消化废弃物减少环境污染3.氢气热值相当高4.技术居于国际领先地位1.技术仍在研发阶段，未进入实用化阶段，尚未有任何实厂化案例1.能源工业中氢气是极好的传热载体2.氢能可利用形式众多3.物料来源丰富4.因应燃料电池动力的普及，氢能市场将有极大幅度的扩张5.已有学术单位投入生物产氢的基础研究，九年以上的深厚基础，在基础技术开发上，不逊于各先进国家1.日本、欧盟、美国等国家皆已投入大量经费进行全面整合性之研究2.各先进国家多已进入技术

33、实用化开发阶段，开始进行大规模户外生物产氢程序示范。受限于学术界研发规模有限，在生物产氢实用化上是较为落后的生质柴油技术1.可直接替代传统柴油或混合传统柴油使用2.具有润滑效用，降低引擎金属之磨损3.具环境友善性及污染排放低4.生质柴油产制技术已臻成熟，国内亦已建立示范系统生质柴油与传统柴油的价差偏高柴油车辆为相对少数，且多为商用及公务用途，油价波动影响较大地区地狭人稠，能源作物种植成本偏高农政单位整体检讨农地休耕补贴措施及提升农地利用效能柴油自用小客车已陆续开放进口，柴油引擎技术亦已兼顾环保考虑大幅提升符合绿色产品规格，纳入绿色采购范畴，扩大公务系统应用在有限的农地资源下，油脂作物及酒精作物

34、存在着排挤效应国内废食用油流向管制尚未建立，不利于未来料源的扩展在现行法令规范下，生质柴油尚未能直接透过加油站业者销售厌氧酦酵产制甲烷技术1.已具有成熟的经验技术2.使用甲烷燃料相对于石化燃料可以降低空气污染且较低之二氧化碳产生量1.规模小，无法建立管线气2.利用方式只局限于直接燃烧与产生电力1.料源丰富，各种生质物及废弃物皆可利用1.国外已有商业化发电厂2.相关产业并无明确的奖励措施与法令 生物燃料电池技术1.可使用之燃料范围广2.反应温度较低1.电流密度低2.生物触媒寿命较短3.尚在研发阶段1.3C电池需求量高2.燃料安全性高且取得方便 1.能量密度不及直接式甲醇/乙醇

35、燃料电池2.各种电池技术较成熟及价格低裂解技术  国内已建立示范系统  产品易于储存运输与使用系统容量不需太大即具经济性1.多以分选过种类较单纯的生质物或废弃物为料源2.国内研发仍需加强1.国内废塑料处理仍待解决2.电子类废弃物处理已成问题1.废弃物中原含有的重金属与硫、氯等成分会部分留在产品油内，而限制用途气化技术国内已建立示范系统可处理种类、性质复杂的废弃物所需空气量较直接燃烧时少，除尘设备投资低剩余氧量很少，可避免戴奥辛前驱物氯酚之产生应用规模不若国外大技术层次高，操作训练养成较不易1.适合已具粉煤或燃油锅炉者进行废弃物气化混烧，以解决厂区废弃物问题 市场及

36、规模无法吸引国外大厂投资以吸取国外经验投资成本较高，国内法令尚未完备三、国内外技术发展指标比较     有关上述各生质能技术在国内外的技术发展指标之比较整理列于表3-1-4-2中。表3-1-4-2生质能技术国内外的技术发展指标之比较 技术项目国外技术发展指标国内技术发展指标固态衍生燃料技术1.日本之发展RDF-5技术已有十年以上之时间，截至2004年底，已超过60座RDF-5厂在运转中，预计在2005年将达62座，以处理都市废弃物为主。至于各厂之处理能力，由每日5吨至300吨不等，以处理量每日11吨至30吨所占之比例最高。2.欧盟各国由都市垃圾所产生的R

37、DF-5总量，据估计2001年时已达三百万吨。3.荷兰已有ROFIRER商标之RDF-5产品，系由Kappa Roermond Paper Mill所产制，其料源来自纸厂废弃物，热值达5,670kcal/kg。1.与日本RDF-5厂比较，国内技术在相同设置容量及处理流程下，本技术设置及操作成本可降低1/3以上。2.在能源局之支持下，完成我国第一座RDF-5示范厂之兴建（1,000kg/hr处理量），并将RDF-5技术移转给民间业者。3.与业界合作完成实厂混烧测试，在商转之大型流体化床汽电锅炉进行RDF-5与燃煤混烧，可符合环保标准，且锅炉操作稳定，产汽量与炉温变化小。富油脂藻类养殖/采收技术1

38、.美国能源部的燃料发展计画室自1978年至1996年间长期资助由藻类衍生可再生性运输燃料的计划，主要在进行含高脂质藻类经大量培养后再转制成生质柴油的研究，并探讨利用藻类固定火力发电厂排放的废二氧化碳气体之效率。在将近二十年的研究计划中，发展许多操控藻类成长的因素及其生长系统工程技术，可做为未来发展的参考(Sheehanetal.,1998)。1.东港水产试验所生物饵藻的研究显示，不同的藻种所含的脂肪酸也大有不同，其中东港株等鞭金藻，含有丰富的多元不饱和脂肪酸族之22碳6烯酸(4,7,10,13,16,19-docosahexaenoicacid,DHA)；而骨藻，俗称硅藻，则含有大量的20碳5

39、烯酸(5,8,11,14,17-eicosapentaenoicacid,EPA)(苏素美，1999)。陆生能源作物耕收技术1.油脂作物之油脂可用化学方法处理，制成生质柴油，如欧洲国家以油菜籽油、美国以黄豆油及马来西亚以棕榈油制造生质柴油。2.生产类似石油脂碳氢化合物植物，可由其枝叶提炼出类似石油之碳氢化合物汁液。1.我国目前仅有小部分试种及进行相关评估工作木质纤维素衍生酒精燃料技术1.日本推行发展石油替代研究计划，建立一座模厂每日处理720公斤的木质纤维可产酒精150-200升/天。2.法国建立一座模厂，操作50m3的酦酵槽进行酒精酦酵，其转换系数为每消耗1000公斤的白杨木可产出160-1

40、90公斤酒精(Balleronoetal.,1994)。3.未来5-10年内木质纤维素衍生酒精燃料之成本若能降至生产一升酒精只需0.2美元(台币6.4元)，则此项技术将具有竞争优势（Janusz and Jan,1996）。1.尚并未针对木质纤维素的应用进行深入的研究。厌氧酦酵/光合作用产氢技术加拿大Valdez-Vazquez等教授(Valdez-Vazquezetal.,2004)以固体基质厌氧消化菌处理纸浆废水可得34mmolH2/reactor。香港Fang等人曾以CSTR反应器形成颗粒污泥来进行蔗糖(12.15g/L)之酦酵产氢，最佳产氢速率为13.0L/d/L或0.531mole/

41、d/L(HRT=6h)(Fangetal.,2002)。Rackman等人以填充床(packed bed)反应器形成自凝絮性细胞(self-flocculatedcell)，进行葡萄糖转化氢气，最佳产氢速率达34.1L/d/L或1.39mole/d/L(HRT=1.5h)(Rackmanetal.,1998)。国内目前之厌氧酦酵产氢技术，菌种以纯菌或经驯化具产氢活性之污泥为主，基质则可分为复合基质、固态有机物及碳水化合物。生物产氢系统主要是以批式、CSTR、ASBR、CIGSB、UASB等生物反应器来进行生物产氢程序，探讨厌氧酦酵/光合作用产氢技术之基础研究，但对于量产程序尚未列入考虑。生质柴油技术目前全世界生质柴油产量超过150万吨，欧洲占80%以上，德国是生质柴油发展最成功的国家，产能超过110万吨/年；美国是欧洲以外的主要发展国家。现阶段商业化的生质柴油制程系以化学触媒的碱制程为主，在料源方面，欧洲主要以菜籽油为主，美国