Bioenergy

       提到綠電我們大多數人只知道太陽能和風力發電，但很少人知道生質能是全球綠電/再生能源家族中重要的一員，其貢獻僅次於水力發電及風力發電。

生質能是什麼？

       在遠古時代，人類燒木材、燒牛糞煮飯或取暖，拿單純的廢棄物當燃料，就是最直接了當的「生質能」。當時人口並不密集，雖然沒有空氣污染防制設備，但並不會構成嚴重的空污問題。這樣的生活方式，也就是標準的循環經濟。資源回收不需要倡議，重複利用也不需要宣導。

       利用動植物作為燃料，燒完之後灰燼又回到大自然，本身就是循環再利用。用正式的說法，生質能指的是由生質物(biomass)經轉換後而產生之能源，這可以指任何來自動物、植物、藻類等有機物質，而這些物質經轉換後可以作為能源使用。（註一）

生質能有三種

       生質物就是「生物＋物質」(biomass)，所以也就有一般物質的「三態」：氣態、液態、固態。它有非常多樣化的技術選項與應用型態（註二），用來發電或當作替代燃料。

第一種：氣態生質能，包含沼氣、合成氣，沼氣目前還有FIT綠電保價收購

       氣態生質能常見的種類包含沼氣(biogas)及合成氣(syngas)。沼氣就是把垃圾掩埋場的垃圾、廚餘、污泥、動物糞便、農林廢棄物等各種生物質中的有機物，以厭氧發酵程序所取得的氣體，主要組成為甲烷。臺灣目前已有很多養豬戶會把豬糞轉為沼氣，再來發電，且其綠電保價收購制度(Feed-in-Tariffs, FIT)拿得比其他再生能源還高！經過很好的管理，不會產生環境的問題，把垃圾變黃金，還可以算是循環經濟的典範，發完電之後，液體的部分成為沼液，固體的部分成為沼渣，可以澆灌在農地裡，當肥料的一種。

       目前沼氣在臺灣的產業發展面臨規模經濟的問題，因為本地養豬戶養的豬隻幾乎都在5,000頭以下，但5,000頭豬產生的排泄物不會太多，用小型沼氣發電設備就足夠，而若干國家養豬戶隨便一養就是幾萬頭，沼氣的發電量夠大，才稱得上規模經濟，當然這也就是為什麼本地的沼氣綠電收購價比太陽能、風力發電還高的原因！不過政府現在希望由台糖帶頭，讓養豬戶規模變大，再加上臺灣回收做得好且農業體系完整，未來也可能像歐盟一樣，生產沼氣的原料不再侷限於豬糞，而會擴大到廚餘與農林廢棄物，這是兩個可能的機會點。

       合成氣則是經過氣化技術在高溫、低氧環境中進行化學反應，將生物質轉換成的氣體，這種氣體也可用於發電。不過由於氣化的技術門檻較高，在臺灣有長期運轉的案例非常有限，要計算出所需要的收購價格，還需要更多的資訊，目前只能用最低的生質能躉購費率收購，也因此就無法構成產業投產的誘因。

第二種：液態生質能，包含生質酒精、生質柴油

       液態生質能常用作法是做成生質燃料(biofuel)，種類包含生質酒精(bioethanol)及生質柴油(biodiesel)。生質酒精是利用微生物當媒介，把甘蔗、玉米、木薯、甘藷等物質之醣分經由發酵作用轉化成酒精。生質柴油則是將油籽作物（如大豆、油菜籽及棕櫚油）、廢棄食用油、動物脂肪等經過轉酯化而成為燃料，所謂「能源作物」，指的就是油籽作物。

       生質燃料使用農作物作為原料很自然。然而，若將人可以吃的玉米拿去煉油，就產生了「汽車和人搶食物」，甚至「富人和窮人搶食物」的道德問題。隨著技術突破，現在趨勢改使用農業廢棄物為原料。

       當然，隨著汽油或柴油車逐步被電動車替代，車用生質燃料的發展前景自然受到影響。不過還是有一個機會，目前沒有發展出電動飛機，所以國際航空運輸協會IATA仍然鼓勵使用生質航油，這是未來生質燃料的重要發展方向。

第三種：固態生質能就是焚燒有機廢棄物，各種垃圾都可以拿來發電，潛力無窮

       新聞常看到廢塑膠、廢橡膠、廢紙、廢木材、廢纖維、污泥、農業廢棄物例如蔗渣、稻殼、花生殼，甚至一般垃圾都拿去燃燒發電，或是經過篩選程序，去除不適合燃燒的物質後，拿來作為工業鍋爐燃料以產生蒸氣發電、供熱，這些大概就是固態生質能(solid biomass)了吧？

       是的！例如英國Drax電廠就是全球知名的生質能電廠，以木質顆粒、向日葵剩餘物、廢棄橄欖、花生殼、油菜粉等各種固態生質物為燃料，一座生質能電廠的發電量，居然可以相當於1,000架離岸風力發電機！（註三）

       每天你我製造那麼多的垃圾，要馬上進入循環經濟很難來得及，透過焚化處理恐怕是最有效率、且能回收能量的處理方式。焚燒垃圾雖然不見得是最佳解，但這樣的轉化也是生質能的一種形式，且在臺灣這樣的發電量非常可觀，根據環保署的資料，2018年臺灣焚化爐發電量達到33.6億度，約能提供760,000戶家庭一年的發電量。

生質能在臺灣發展得如何呢？

       城市垃圾有諸多成分，其中有六至七成具有生質物的特性，若垃圾分類落實，焚化爐燃燒的垃圾可以視為基本上是有機物為主的生質物。但由於現代社會產生的垃圾成分較為複雜，因此也有不同主張存在。然而，依據《再生能源發展條例》的定義，燃燒垃圾產生能源，屬於再生能源。所以焚化爐發電，可算是再生能源，在臺灣，一年發電量超過三十億度。

       經濟部與環保署歷年來的計畫中也包括建立「生質能中心」，或促進「生質能與環保產業」，譬如桃園市正在建設生質能源中心。《台灣垃圾快沒地方丟了！水泥再掀話題因為這位大戶將進場掃貨》文中談到的「水泥窯燒垃圾」，也是同一邏輯。

燒塑膠算生質能？

       基本上，塑膠是化學聚合物，雖然也是含碳的有機物，但通常燃燒塑膠不視為生質能，惟燒塑膠能夠以能源化的方式再利用，減少棄置於環境的可能性，就目前科技水準而言是最可行的做法，也是不折不扣的「再生能源」。即便是環保意識最為先進的歐盟，在其塑膠循環利用的近程規劃中，也將回收塑膠以焚化處理取代掩埋列為一個重要的過渡選項。

塑膠回收不就好了嗎？

       很多人對循環經濟的概念是，一個寶特瓶回收再製之後，出來的還是一個寶特瓶，而不是出現其他的東西。但循環經濟的重點是流動，包括物質流、能量流、金錢流、資訊流。生質能挑戰我們僵化的思維，把資源轉化成為能量。燒掉再利用較有效率，就能源化；材料轉化利用較有效率，就資源化，不一定非得要寶特瓶進，寶特瓶出。為了讓大家有個參考點，國際上通用的評估方式並不是用感覺，而是要用科學的生命週期分析(Life-cycle assessment)，計算出來哪種方式更有效益，就用那種方式。

       生質物該資源化或能源化，可能複雜化我們對循環經濟的認知。至少現在我們學到，不需要再執著某個物質一定要能源化還是資源化，使用最有效率的方式處理就是了。

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