替代燃料—生質柴油

2005-10-05

替代燃料—生質柴油 油源日缺,加上天災頻仍,人禍不斷,油價只見日日揚升。根據美國的統計,目前美國大約有65%的石油年需求量是依賴進口的,布希總統對此梗梗於懷,殷殷盼望情況能有所改變。歐洲的進口依賴比率和美國類似,亞洲國家則是在最近十年來,進口比率上升了45%。總而言之,隨著中國和印度這些國家經濟的快速發展,全球能源需求的成長遠大於能源供應的增加,這個現象不啻是給了京都議定書當頭一棒。 布希除了鼓勵產油國全產能生產之外,也要求國會在八月底休會之前提給他一個新的能源法案。新能源法案不外鼓勵再生能源的使用,要求燃油生產廠家在供應石油來源的燃料時,必須使用相當比例的再生能源如乙醇(ethanol)或生質燃料。歐洲議會更是在2003年五月就已立下了再生能源比例使用的立法了,他們希望在2005年年底前,達到所有汽柴油銷耗量中,再生能源占2%的使用比例,而在2010年底前達到5.75%。在各種替代或再生能源中,目前最被看好的當數生質燃料了。 所謂生質柴油(Bio-Diesel或稱生物柴油)指的是採取各種植物性或動物性的油脂為原料,經過轉酯化反應、中和、水洗及蒸餾之後,所形成的一種甲酯燃料,它不僅有替代柴油燃料的功用,所排放的廢氣更可被分解且無毒,使得人們可以不需再仰賴有限的石油,透過廢棄食用油的再利用便可產生能源,兼具環保功能,也因為有著這樣的優勢,生質柴油可說是替代能源界裡的一線曙光。 換言之,不管是動物性油脂、植物性油脂、回收油或速食業油炸過的食用油,都可以作為生質柴油的原料,所以它在燃燒的過程,將會降低有害氣體,且因為生質柴油本身是可以被生物所分解的,就算不慎流入地面或河流,也不會因此造成任何的污染,所以在降低環境污染方面,生質柴油可說是目前唯一接近零污染的綠色環保能源,也是因應後京都議定書階段,有效降低對石化燃料依賴的替代性能源。 其實生質柴油並非近來新發現的植物能源,早在1898年,當Rudolf Diesel在巴黎的展覽會場推出他的引擎時,採用的就是花生油為柴油引擎的燃料。若從那時起算,至今已有近百年的歷史了。在黃豆王國的美國,採用黃豆油脂肪酸甲酯的生質柴油(Soy Biodiesel)做為石化柴油(Petroleum Diesel Oil)的替代燃料,以利環保並減輕地球溫室效應,可說相當普遍。 在歐洲(包括德國、法國、義大利等地)則主要採用菜籽油為原料來生產生質柴油,業已行之有年。另在日本則採用廢食用油脂為原枓,製供生質柴油,以達成廢油的再資源化與環保雙重效應,而東南亞地區盛產棕櫚油,也正開發棕櫚油生質柴油,其目的都在於節省埋藏量有限的石油,並有助於清潔空氣與環保。 不同地區,不同種類的植物,生長於不同的氣候之下,其脂肪酸甲酯所產製出來的生質燃料性質也會大異其趣,尤其其脂肪酸的分佈,將影響到生質燃料成品的品質。針對此一特性,添加劑公司已投入研發特殊添加劑,希望克服不同來源,品質不同的原料油煉製過程的各種問題。目前作為燃料級的生質柴油已有美國的ASTM D6751以及歐洲的EN14214二個標準可以作為品質規範了。一般使用時稱之為B5, B20,B指的是生質柴油(Biodiesel),數字5, 20則指的是其摻入石化柴油中的比例,B5表示混合5%生質柴油的柴油燃料。經過調整的柴油引擎使用B100--百分之百的生質柴油是可行的。 生質柴油與其他各種替代燃料在推廣使用上的各項優劣條件,己經有了相當充分的資料,下表可以提供參考:

評估項目 評估要素 評估結果
車輛成本 包括生產量、生產所需人工、備件成本、車上安全防護系統設備、交貨成本以及送驗測試成本 與柴油車相同,其引擎及車輛無須任何修改,可直接使用甚為方便
基礎設備成本 每天運轉及加油所需修改或添加設備費用 與柴油車相同,其加油系統通風系統均無須修改亦不需安全檢測設備
安全 包括毒性、漏油危險性、混合性、閃火點、燃料系統對路邊的災害,可容許曝露層次 比柴油車略佳,它的閃火點較高,無毒性或毒性較低
運轉適用範圍   在所有可用燃料中,其運轉適用範圍最大,並且在車上的燃料儲存量最少
運轉成本 包括燃料裝置的熱能成本及維護成本、燃料成本、更換備品成本、車輛修理成本、保險費 比柴油為高,尚須各項優惠鼓勵措施,政府支持
可靠性 技術的成熟性、不定期修理頻率與其嚴重性、以及因故障所需停止運轉時間 技術成熟而且作業熟練層次高,可說最為可靠
顧客接受 顧客對安全性的觀點、環境因素、外觀、舒適性、噪音等 係為環境友善燃料,可再生、可生化分解而安全。但價格較高尚須克服
基金協助 對購置車輛、設備修改,燃料成本等,所需非傳統來源的財源可應用性 仍須政府支持,諸如減稅、負稅以及其他優惠措施
訓練成本 包括生產力耗損、機工的訓練時數 不須特殊訓練
燃料可用性 由採購到交貨所需時間、生產能力及儲存能力 良好,但尚須基礎設施
燃料品質 一致性的規範 受原料品種、產地等影響
燃料價格穩定性 影響燃料價格的市場因素 係隨農產品植物油脂(如大豆油)價格而變動
清潔車率先用 污染量明顯少 美國國家生質柴油委員會(NBB)在美國黃豆聯合委員會(USB)的支援與美國黃豆協會(ASA)的協助下,已在巴西及阿根廷進行生質柴油在南美洲的宣導計劃,宣導推廣黃豆油產製的生質柴油,主要因為這兩個國家也是世界黃豆的另一個盛產地區,應該具有相當的潛力與意義。同時,在台灣也由於NBB與ASA的指導,曾舉行學術研討會,宣導過其重要性與必需性,也獲得相當的共識,並經在台北市公車及垃圾車試用,証明效果甚佳。 高雄市環保局也安排五部清潔車,試用廠商從國外引進的生質柴油,和使用石化柴油的清潔車比較污染排放、引擎性能及車輛耐久等各項表現。高雄市的試用中,環保局又發現在多種不同配方的生質柴油當中,有一款由國人研發的烷化生質柴油,可以減低至少四分之一的柴油污染,有的污染物的減量成效甚至可以高達百分之一百。這支車隊由環保局小港區清潔隊二十輛清潔車組成,經過四個月實車運行五千公里,針對碳氫化合物、一氧化碳、氮氧化物、懸浮微粒和黑煙等柴油車的指標污染物進行分析測試,結果以碳氫化合物的減量最為明顯,減量超過百分之四十,懸浮微粒也減少百分之二十五。測試中也發現,一般柴油車改用這種燃料,並不必調整引擎。 對這個測試結果,連環保署也感到興趣,因為烷化生質柴油是最新開發的合成燃料,即使歐美國家也未曾使用過。環保署評估時,曾到高雄比較烷化生質柴油和一般柴油的差異,認為值得多加推廣。目前正在推動建設生產生質柴油的中間工廠,希望能有穩定的供應源。