1.1 研究背景與動機
隨著經濟的快速發展及人類活動的頻繁，能源短缺已成為全世界極為 關注的焦點。而石油是重要能源之一，因其不可再生性和資源的有限，使 得原油價格的起伏都能造成國際能源、甚至政治層面不小的影響。依據英 國石油公司公佈的「British Petroleum 世界能源統計 2006」指出，截至 2005 年底已知的世界石油儲量，若按照目前 81,088 千桶的開採速度計算，全球 石油儲量僅可供繼續生產 40 年左右[British Petroleum, 2006]。因此，石油價 格與日俱增，原油價格曾於 2008 年 7 月飆漲到 147 美元/桶。而在 2008 年 底受到美國金融風暴的影響，石油平均價格仍然超過 60 美元/桶，仍比 2004 年的平均價格上漲超過 60%。因此，目前世界各國採取兩大主軸做為解決 之道：其一是控制對石油的需求量，節省能源消耗；另一方面則積極開發 新能源及替代性燃料。
在眾多替代性燃料中以生質燃料最受注目，主要為生質柴油及生質酒 精。生質柴油為從植物油(如大豆、油菜籽)或動物脂肪中長鏈脂肪酸的甲基 酯化物衍生而出的燃料；生質酒精則由含糖質、澱粉等作物如玉米、甘蔗 等經發酵、蒸餾、脫水，再經過不同形式的變性處理後生產而來。為一項 可再生性、減少對傳統石化能源依賴及溫室氣體排放的替代能源，但其大 量生產的結果，導致對農作物的大量需求，造成「與糧爭地」的爭議及糧 食價格不斷上漲，並可能進一步導致發展中國家的糧食短缺。有鑑於此，
尋求新一代低成本且含油量高的原料來源，為目前各國主要研究方向，而
「微藻」便是一個新的原料來源。
生質柴油是一項兼具環境友善及永續性的潔淨替代燃料，受到國際的 重視並競相發展，而國內在能源局的推動下，從 2008 年的「綠色公車」、「綠
色城鄉」等示範計畫實施，至 2009 年 7 月已全面實施 B1 生質柴油，全國 加油站之市售柴油中皆添加 1%的生質柴油，且預定今年將全面實施 B2 生 質柴油。由於國內在推行生質柴油的政策上已明確，未來使用量可期，使 得國內生質柴油產能快速增加，可預見料源的供給將成為短期內限制該產 業發展的重要因素，如何開發永續的非糧油脂原料是一項極重要的課題。
由於藻類之生長速率較植物快速，在各種生質物中，藻類具有生長快速及 CO2零排放之優點，進而降低二氧化碳濃度、無毒性等特性[Li et al., 2008;
Chisti, 2008]，經大規模養殖後，乾燥的藻細胞其油脂經萃取，再經轉酯化 即可產製出生質柴油。依據國外研究顯示，於相同單位土地面積下養殖微 藻類的油脂收成量遠高於(>10 倍)種植油脂作物收成量(見表 1-1) [Hu et al., 2008; Schenk et al., 2008]，且藻體仍可進一步的加值應用，是一項極具發展 潛力的研究課題。由於我國是一個海島國家，地處亞熱帶，西部沿海地區 氣候適於藻類的養殖，對於耕作面積少且海岸線長的我國而言，此為增加 生質柴油料源的另一項選擇，值得國內進一步研究開發。
以藻類製造生質柴油已成為目前研究開發的重點，各國眾多的研究機 構、生質燃料公司、投資公司在該領域也投入大量人力及資金進行相關研 究。目前在技術上已證實使用微藻大量生產生質燃料是可行的，然在國際 上仍未達微藻生質柴油商業化生產階段，主要是由於油脂微藻培養及下游 程序成本偏高。因此，能源微藻生質柴油要真正成為一種替代能源，降低 微藻油的生產成本至關重要。國外已有許多研究針對微藻生產生質柴油的 成本進行探討，相互間仍有相當的出入，而國內對於藻類生質柴油的研究 投入正方興未艾，然基於國內情況的藻類生產成本卻幾無相關的資料可 循。有鑑於此，本論文將針對國內以藻類生產生質柴油的各種情況加以分 析其成本，並應用敏感度分析探討主要變數對生產成本的影響，提供國內 對藻類生質柴油有興趣的人員參考。
表 1.1、不同作物單位面積生質柴油產量
原料 產量(公升/公頃-年)
大豆(Soybean) 450 油菜籽(Rapeseed/Canola) 1,200
痲瘋果(Jatropha) 1,900 油棕(Oil Palm) 5,900 藻類[Algae (open system)] 11,000 - 112,000 藻類[Algae (close system)] 58,700 - 136,900
1.2 研究目的
評估可行的藻類上、下游產製生質柴油製程，設定藻類生成生質柴油 程序的情景，基於以國內情況的各項成本評估藻類生產生質柴油之經濟效 益，並完成影響成本各項因素的敏感度分析，據以提出相關的建議方案，
提供國內在藻類生質柴油研究發展的參考。
1.3 研究步驟
本論文的研究流程如圖 1.1 所示，主要步驟為：
1.蒐集藻類培養、採收、萃油及轉製成生質燃料各項技術資料，並 加以彙整分析，做為情境設定依據。
2.經由資料分析，評估可行的藻類上、下游產製生質柴油技術，設 定藻類由培養、採收到產製生質柴油的程序。
3.設定各情境(如產量、高單價物質產出、…)，做為經濟評估依據。
4.依據上述所設定的程序及情境，應用國內情況的各項成本以評估 藻類生產生質柴油之經濟效益。
5.列出可能影響成本的因素，並針對這些因素進行敏感度分析。
6.由敏感度分析結果，提出藻類生質柴油未來發展建議。
圖 1.1、研究流程圖 蒐集及分析藻類 生產生質燃料技術
評估可行藻類 生質柴油程序
情境1 含高單價物質
情境設定
情境2 生質柴油生產
基於國內情況 的經濟效益評估
影響成本各因素 的敏感度分析
提出藻類生質 柴油未來發展建議