國外生質能發展現況

自從1985 年由奧地利在 Styria 建立首座轉酯化試驗工廠，成功地應用於農業 後，已將生質柴油推展至全世界。目前比利時、法國、德國、義大利及美國等每 年的生質柴油產量已超過十萬公噸，至於日本只有少量的生質柴油是以廢食用油 為原料生產。生質柴油全世界的產量超過150 萬噸，歐洲佔 80%以上。歐洲以菜 仔油、美國以大豆油、日本則以廢食用油為原料生產生質柴油。國外為了鼓勵生 質柴油的發展，主要藉由法律保障、價格獎勵、市場保證、財務及賦稅優惠等方 式加以獎勵[7]。國外鍋爐以廢棄物為進料之熱能轉換技術目前持續在發展中，主 要應用以大型鍋爐為主，並以廢棄物與化石燃料進行混燒以取得蒸汽利用。以德 國為例，估計約有1,000 至 2,000 座產生熱能之生質燃料鍋爐，總裝置容量達 7,000 MWth。

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4.2.1 國外生質能的推廣情形

(1) 美國

在美國，大多以玉米做為生質進料產製生物乙醇，2004 年初估已有 12%的 汽油中添加有10%生物乙醇，在加油站販售供一般汽車使用。由於美金 2 元╱

bushel(約等於 35 公升)的玉米被生物精煉廠收購後，可以產出至少美金 8 元成 品，因此有許多農民願意主動爭取成為原料供應者。[5]

此外美國至2000 年止，再生能源佔全國總能源之 7% (7.2 PBtu)，其中生 質能佔38 %。美國生質氫能研究計畫由能源部(Department of Energy)主導，

國家研究機構如再生能源研究所(NREL)、橡樹嶺國家研究所(ORNL)、愛達荷國 家能源工程研究所(INEELl)等及夏威夷大學、加州大學、邁阿密大學及愛荷華州 立科技大學等機構執行，並與日本、加拿大、荷蘭、挪威、瑞典等國合作，嘗 試利用微綠藻(Microalgae)進行光合作用，將水分解，以產生氫氣。美國政府將 規劃五萬英畝土地試驗栽種草本及水生植物(例如海藻、高梁等)，以開發新「生 質」來源，並計畫在2010 年時，生質能可以提供能源需求的 4.5 %。且自 2000 年起，開始支持非光合作用之厭氧產氫研究。重點研究領域為：

(a)在光照下，以微藻類產生氫氣 (b)提升光合效率

(c)氫醱酵

(d)改善生產氫氣所需之光生物反應槽系統 (2) 歐洲

至2001年歐盟生質能總產量占其再生能源的63 %，由於歐盟國家森林資源 豐富，加上政府不斷投入經費發展生質能發電的技術，預期至2010年，生質能 源占再生能源的比率將增加至74 %。利用生質物發電的電量亦將由1995年的 22.5 TWh(109千瓦小時)增加至2010年的230 TWh，占再生能源發電的26.4 %。

歐洲生質氫能研究計畫自1998 年 11 月開始執行，最初 48 個月係由荷蘭電 能 技 術 計 畫(Dutch EET program) 所 支 持 。 由 荷 蘭 農 業 技 術 研 究 院 (Agro technological Research Institute，簡稱 ATO)負責執行，瓦金尼金農業大學

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(Wageningen Agricultural University，簡稱 WAU)、TNO-MEG 公司、巴克斯生 物系統公司(Paques Biosystems)等協同執行。公元 2000 年 1 月起，由歐盟 (Europe commission)「生活品質及生活資源管理」計畫提供經費，仍由荷蘭農 業技術研究院(ATO)負責整個計畫執行及協調。歐洲生質氫能研究計劃的目標為 應用嗜溫(Thermophilic)及光異質滋養(Photohetereotropic)菌種，分解能源作物 與廢棄物，以產生燃料電池需的潔淨氫氣[8]。

荷蘭計畫於2020 年，再生能源佔總能源供應之 10 % (目前為 3 %)，其中 又以生質能為大宗，預計在 2020 年將可超過再生能源之 40%。芬蘭目前所使 用的生質能約佔初級能源的 19%，為所有工業化國家最高者，主要以森林木材 等生質燃料為主。瑞典之再生能源以生質能為主約佔 99%，在 2000 年佔總能 源供應之17 %，預計在 2020 年時達到 470PJ。德國在 2000 年時生質能總量 達774PJ，目前德國再生能源僅佔初級能源的 2% (8.5Mtoe)，該國計畫在 2010 年時再生能源將提高至4%，而利用再生能源發電將由目前的 5%增至 10%，主 要以生質能為主[9]。

歐洲依據生質燃料指引(EU Biofuels Directive, 2003/30/EC)[10]，其採用生 質燃料(Biofuels)的目標，到 2005 年底達成 2%佔有率(對總燃料量而言)，而到 2010 年底宜達成 5.75%。各會員國均朝向這個目標，促進生產與利用生質柴油 燃料(包括生質柴油、生質酒精等)，以利改善空氣污染並抑制溫室效應氣體 (Green House Gas, GHG)。生質柴油品質符合歐洲標準 DIN EN14214。德國 在 2003 年消費 80 萬公噸生質柴油，佔有其總燃料消費的 1.4%，另外亦採用 5,000 公噸菜籽油，直接供為替代燃料。其工業規模的生產工廠，如 Lurgi Life Science 合作投資公司的生質柴油產能，可達 37,000 公噸/年，並副產甘油供 用，另外也有10 萬公噸級的生質柴油工廠在運作供應，在德國境內，擁有 1,900 座的生柴油加油站供應公車、卡車、計程車、農機等之用。其許多車輛製造廠，

例如 BENZ、BMW、AUDI、亦參與推廣使用生質柴油。通常採用混合柴油(生 質柴油與石化柴油的混合油)或 B100(純生質柴油)而依據 German Mineral Oil Duty Act, 僅對純生質燃料的部份予以免稅的優惠措施，以利推廣。在歐洲大力 推動生質柴油下，歐洲在2004 年的主要生產生質柴油的國家產量如下表所示。

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表4-2 2004 年歐洲主要生產生質柴油國家的產量[11]:

國家 產量(×1000 公噸/年) 德國(Germany) 1,035

法國(France) 348 義大利(Italy) 320 丹麥(Denmark) 70 捷克(Czech) 60 奧地利(Austria) 57 斯洛伐克(Slovakia) 15 西班牙(Spain) 13 英國(United Kingdom) 9 立陶宛(Lithuania) 5 瑞典(Sweden) 1.4

總計 1,933.4

(資料來源: EBB, European Biodiesel Board, 2005) (3) 日本

日本通產省自 1993 年開始推動「新陽光計劃」，其中具體生物產氫研究計 劃包括光合成性細菌產氫機制、提升能夠轉換光能之氫酵素，以提高氫氣生產、

微生物篩選與分析、氫氣之分離與純化、剩餘之生質體與副產品利用及開發、

系統整合，使用太陽能與有機廢水生產氫氣等。此計畫雖可由光合成菌將有機 廢水中的有機物轉化為氫氣，但由於光照與反應槽設計問題，難以解決，僅限 於中小型的反應槽的運轉，目前製程仍無法放大。自1997 年後，日本科技廳繼 續推動生質能產氫計畫，此計畫擬以厭氧醱酵方式將來自生活污水處理廠的廢 棄污泥轉化為氫氣，因此在科技廳的資助之下改成標準，以東北大學為中心的 大型整合計畫(1997 至 2002 年)以厭氧產氫的技術為計畫的重心，其中以篩選強 化之厭氧產氫菌。建立產氫的技術準則、評估廢棄污泥產氫的潛力為計畫主要 部分，延續上述「新陽光計畫」，將厭氧產氫單元與光合成單元同時納入系統之 中。日本至1998 年止，生質能共計有 150 百萬噸，推估至 2010 年時，生質能 將佔所有再生能源的35%。

在2004 年日本經產省打算大幅擴大環境相關領域的預算，也提出「Biomass Japan 整合戰略會議」[12]，將現今的產業結構更新為循環型社會為目標。更進 一步藉由生物乙醇進入環保生技領域，再次鞏固其傲視全球的汽車業基礎建設

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(Infrastructure)；如 2004 年位於東京地區的五家公司(包括一般營建業者、啤酒 業者、建築廢棄物處理業者、建築材料製造業者和房地產仲介業者等)以策略聯 盟方式，進行一項將廢棄建築木材做為進料生產生物乙醇的建廠計畫，並於大 阪建造一座生產純度達99%的生物乙醇工廠，預計年處理 30,000 公噸廢棄木材 以達到每年生產 3,700 公秉生物乙醇的目標，且規劃將以每公升 50 日圓的價 格，供應附近100 家加油站，營運目標為每年 5 億日圓。

此外日本對於生質柴油的規劃上，運用廢食用油脂的再資源化，予以回收 供為製造生質柴油的原料。所產之生質柴油供為公車、計程車的替代石化柴油 燃料。東京都染谷商店公司，係日本首創生質柴油工廠，其生產量為300 公秉/

年。在東京都自由丘社區供為社區巴士的柴油燃料，而免費供住民搭乘，以宣 導生質柴油對改善空氣清潔的貢獻。長野市的吉田興產公司，經由與美國Pacific Biodiesel 公司技術合作而採用肯德基餐廳(KFC)的廢油炸油為原料，製造生質 柴油，而供為其送貨卡車之用，另供為自家發電機(柴油發電機)之用，可謂完全

“自給自足”，而珍惜生質能源。其生產量為 750 公秉/年。日本國立農業研究中 心(Japan’s National Agricultural Research Center)採用 B100 生質柴油供為其 迷你巴士的燃料(採用回收油為原料)。經在京都市採用生質柴油供為垃圾車(柴 油引擎車輛)之用，其成效甚為顯著，而獲得日本政府農林水產省頒獎，予以獎 勵。該市建設日本最大的回收油處理工廠之一，其生質柴油生產量，達 1,500 公秉/年，供為該市公車與垃圾車之燃料(B20 混合柴油)，以利減輕排放溫室效 應氣體CO2，配合京都議定書之需。

4.2.2 國外生質能推動策略

(1) 美國

在 2002 年在能源部裡邊的能源效率與再生能源部門(EERE)底下成立了一 個專職的辦公室－生質計畫辦公室(OBP)。OBP 將原隸屬於 EERE 底下三個不 同計劃辦公室－生質燃油、生質能、未來農業產業，統合於其下，並將1999 年 依13134 行政命令設立「國家生質能為基礎的產品與生質能源統合辦公室」併 入其中，以達到事權統一，集中力量的功效。

OBP 的職責在於結合政府與工業界的力量，致力於先進科技的研究，以便

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將美國豐富的生質資源有效率的轉化成高價的原料和成品，進而達成建立新的 生質工業，降低美國對進口能源的依賴。OBP 與工業界、學術界、國家實驗室 及私立的研究單位共同出資研發。OBP 所推動的計畫都會先經過仔細的市場與 技術導向的分析，並慎選合作的夥伴才推動。目前OBP 所推動的計畫包含了以 下五個方向(一)原物料供應鏈(二)醣類相關技術發展(三)熱化學轉化相關技術(四) 化學產品技術(五)生質煉製整合技術

美國有鑒於生質能源所帶來的龐大資源，除了政府政策上的支持外，亦有 立法方面的配合，主要包括了1992 年能源法條(Energy Policy Act of 1992)，

2002 年農業法案(Farm Bill 2002)，以及 2000 年生質物質研究發展條例 (Biomass R＆D Act of 2000)，事實上這些法條也是 OBP 推動工作的動力來源，

也是OBP 推動工作的基本方針和研究發展的依據，因此我們可參考美國的一些 法令規定來收取他山之石之效。依據現在美國的農業生產力，美國政府預估在 21 世紀的第一個十年裡，扣掉食物、以及其他的需求，一年中美國的農業應可 以提供5 至 6%的全國能源需求，也就是 600 億加侖的乙醇或 160 GW 的電力。

生質物質研究發展法(Biomass R＆D Act, 2000)[19]

A 農業部長與能源部長應該彼此間合作協調，制定政策與程序以促進生質工業產 品的研究與發展

A 農業部長與能源部長應該彼此間合作協調，制定政策與程序以促進生質工業產 品的研究與發展