生質能源產業─自身能源解放的熱潮

作者:Carol   |   2016 / 04 / 28

文章來源:股感知識庫   |   圖片來源:Yeah


“根據2015澳大利亞氣候委員會發佈的報告顯示,全球正處於戲劇性的能源變革之中─在未來6年內,全球清潔能源投資將增加43%,可再生能源工作數量將翻倍至770萬。”

在過年的兩年,綠色能源占全球新增發電量的一半多,可再生能源已超越傳統石化燃料而成為發電的最佳選擇。其中,生質發電的空間尤為廣闊,已成重點培養的“新能源成員”不二人選:以生物質電及二代生物質燃料乙醇為代表的產業化利用方向,也已漸顯雛形。

什麼是生質能?

生質能(biomass energy)是指通過光合作用而形成的各種有機體,包括所有的動植物和微生物。從廣義上講,生質能是太陽能的一種表現形式,而所謂的生物質能源是太陽能以化學能形式貯存在生物質中的能量形式,即以生物質為載體的能量。它直接或間接地來源於綠色植物的光合作用,可轉化為常規的固態、液態和氣態燃料,與風能、太陽能、地熱等一樣具有取之不盡、用之不竭的特性。它是可再生能源,同時也是唯一一種可再生的碳源。

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生質能源的分類及應用

生質能源是從太陽能轉化過來的化學能,是各種動植物、微生物所含的碳水化合物、脂肪、蛋白質等的具體表現形式。依照它轉化後的化學能形態對生質能源也可進行初步劃分:

  • 固體生質能源

固態的生質能使用的材料多為廢棄物品,生活中的有機廢物如廚餘、農業廢棄物等,經過燃燒的方式來進行發電。所以,兼具廢棄物的回收處理和能源生產的雙重效益。

在臺灣,擁有30多年造紙經驗的川佳機械公司,10年前便看到生質能源發展前景- 找出了140多種回收材料,經過破碎等工序讓廢物變為質能燃料棒/農業介質棒,更把技術整體輸出到世界各國,幫助許多台商解決了當地缺電、企業節能減碳的問題。不僅如此,臺灣的生質能發電主要來源為遍佈全台的24座焚化發電廠,政府於2008年開始評估規劃“垃圾焚化爐轉型生質能源中心”的政策,計畫將現有的垃圾焚化爐升級,並結合新科技成為能夠處理更多生質能的地區性能源中心。

在國外,瑞典的城市克裡斯提安思塔就是使用生質能源的典範。整座城市石化燃料的使用率極少,冬天裡家庭和公共場所通過生質能供暖,而不再使用天然氣或是煤炭;多餘的沼氣更作為汽車的燃料來使用,迴圈利用保衛了地球的綠色環境。

  • 液態生質能源

液態形式的生質能源較為常見到的當屬燃料乙醇、生物油和生物柴油。液態生質能的制取一般通過熱反應的辦法,把生物質裂解,變成生物油的混合物,再通過分餾以提取出各種各樣的物質。

燃料乙醇不僅可使用熱反應的方法製成,同時也可以通過傳統的酵母發酵法來制取。美國和巴西都已把燃料乙醇大量用於汽車燃料中,2000年巴西用甘蔗制燃料乙醇總產量就達到793萬噸,約占該國汽車燃料消耗量的1/3;美國除用玉米生物質發酵生產乙醇外,還資助用生物質燃燒廢料生產燃料乙醇的開發商如美國Logen公司,其投產了世界上最大的採用纖維素廢料(小麥禾杆、大麥禾杆等)生產乙醇的裝置,採用新技術後將工業生產費用降低以節約成本;中國也已將燃料乙醇列入“十五規劃”中,正式頒佈了“變性燃料乙醇”和“車用乙醇汽油”兩項國家標準,並且大力推廣玉米制乙醇的工業化發展。

對於生物原油的提取,早在2012年美國密西根大學的研究小組就發現:通過適當的參數配置,可在一分鐘內將潮濕的微藻(一種微綠色球藻品種)轉化成生物質原油並進行使用,環境趨勢也導致近年來技術上研究不斷的更新與進步。

  • 氣態生質能源

沼氣是氣態生質能源的典型範例,早在幾百年前,人們就已開始使用沼氣。而沼氣的應用不僅僅是可以拿來做做飯、點點燈的,生活中使用的天然氣其主要成分是96%以上的甲烷,而沼氣中甲烷的成分可高達50%~70%!於是,科學家們假設通過一些辦法把生物質通過微生物的辦法轉化成沼氣,再把沼氣純化、淨化,就可以得到同樣純度的天然氣。然而至今,這種假設已成為現實,在歐洲國家尤其是德國、瑞典已大規模的使用此種方式制取天然氣。

除此之外,沼氣發電的技術在世界發達國家也被十分的看重。德國充分利用了垃圾填埋場的沼氣發電;日本通過食物廢棄再生法的實施,來促進食品廢棄物發酵堆肥技術的推廣,日本政府也規定給出用生物質能發電的企業優惠,並在積極著手研究其他鼓勵政策。

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生物質能源的未來

目前,生物質已成為僅次於煤炭、石油、天然氣的第四大能源,約占全球總能耗的14%;預測到2050年,生物質能用量將占全球燃料直接用量的38%,發電量占全球總量的17%。

生物質能源作為一種能夠進行物質生產的可再生能源,日益受到世界各國(包括發達國家和一些發展中國家)的青睞和重視,發展生物質能源對於緩解能源危機、保護國家安全都有著極其重要的意義。而在國家政策的扶持和環保因素的推動下,生物質能源產品化的步伐也在加速邁進,可想而知,接踵而來的會是一系列的能源商機。

延伸閱讀【綠能專題】:
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