期末報告:生質柴油

綠色科技概論

期末報告:生質柴油

班 級:四機械四 C、D 學 生: 4960H200 李百正

4960H208 賴彥豪

4960H213 林書毓

4960H221 陳盈達

4981H055 劉智彰

前言:

面對油源日缺，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，

美國總統對此梗梗於懷，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世界上的 各國當頭一棒。

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。

原料:

生產生物柴油的原料往往根據各地區可以得到的原料種類不同而 不同。實際產油效率和技術不同。下面列出了一些國家所採用的主要 原料：

 美國：大豆、玉米、動物脂肪

 歐洲：油菜籽、動物脂肪

 日本：動物脂肪

 馬來西亞：棕櫚油

 中國：大豆、地溝油、棉花子

 印度：桐油樹

 台灣：蓖麻籽、痲瘋樹的果實

從原理上說，未經加工的植物油只能在柴油發動機裡短期直接使用。

這是由於植物油含有飽和度不同的物質而會使柴油發動機上的潤滑 油發生聚合。而且植物油和柴油分子結構不同，這也可能造成霧化不 良、燃燒不完全、噴嘴堵塞等問題。

產油效率:

原料每畝產油效率（收率）引向原料以後的工業化和市場化的可行 性，因為產量必頇能夠供應給整個國家或全世界。以下是現有技術所 能夠出產的原料效率：

 藻：每公頃 16837 升（每英畝 1800 加侖）（估計數據）

 麻：每公頃 9354 升（每英畝 1000 加侖）

 烏桕：每公頃 4705-9073 升（每英畝 503-970 加侖）

 棕櫚油：每公頃 4752 升（每英畝 508 加侖）

 椰子：每公頃 2151 升（每英畝 230 加侖）

 油菜籽：每公頃 954 升（每英畝 102 加侖）

 大豆：每公頃 554-922 升（每英畝 59.2-98.6 加侖）

 花生：每公頃 842 升（每英畝 90 加侖）

 向日葵：每公頃 767 升（每英畝 82 加侖）

生質柴油流程圖:

使用上的各項優劣條件:

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 輛無頇任何修改，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 通風系統均無頇修改亦不需 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，尚頇各項優惠 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 價格較高尚頇克服

基金協助 對 購 置 車 輛 、 設 備 修 仍頇政府支持，諸如減稅、

改，燃料成本等，所需 非傳統來源的財源可應 用性

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

不頇特殊訓練

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，但尚頇基礎設施

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

生質柴油優缺點:

優點 缺點

黑煙少 起動馬力小

味道好 較耗油

潤滑度好 價格高

儲存安全

為什麼要推廣生質柴油的使用?

生質柴油以能源作物及回收食用油為料源，除了可為生物分解並於國 內自產供應外，並且無需修改引擎即能以任何比例直接添加於化石柴 油中混合使用，有效的降低各類空氣污染物及二氧化碳之排放，兼具 再生能源之環境友善、潔淨能源與分散能源供應等優點，因此在歐美 各國無不大力推動生質柴油之使用。

現代正處於一次能源危機的關口，但與過去能源危機不同點是，這次 將是長期而持續的危機。發生問題的主要原因是人口的急遽增加，導 致能源使用量急增，其次是每個人使用能源也成長。為了減緩石油之 耗竭與對石油之依賴，使用生質燃料是主要的方法之一。

發展生質柴油將有助於我國能源多元化、CO2 排放減量對抗全球暖 化、活絡農地、促進產業發展及增加社會就業機會。具前瞻性是政府 未來必頇推動之政策。

生質柴油對環境污染的改善效益如何？

生質柴油的污染排放減量，隨著濃度的增加而增加。美國環保署曾對 重型柴油引擎進行完整的研究，結果懸浮微粒排放(PM)、一氧化碳(CO) 與碳氫化合物(HC)的排放都大幅下降，最高可達 40%以上，而一氧化 氮 NOx 略微上升。生質柴油的硫與芳香族的含量，遠低於石化柴油，

因此其對有致癌風險之多環芳香族碳氫化合物(PAHs)類的排放，也有 降低 50%以上的效果。生質柴油最顯著的效益，仍在其對二氧化碳降 低的效益。能量投入與產出比相當高，產生相同能量排放之溫室氣 體，僅有石化原料的 15~40%。而且目前仍不斷的改進生質柴油作物 的農業技術，以及開發新種高產率生質柴油作物中，未來不排除可進 一步提高能源效率。以綠色城鄉推廣應用計畫使用生質柴油 6,500 公 秉生質柴油計算，可以減少溫室效應氣體和空氣污染物的量如下：

(1)CO2 ：21,320 公噸

(2)CO ：18.2 公噸

(3)SOx ：11.4 公噸

(4)HC ：9.1 公噸

(5) 粒狀污染物(PM10)：2.0 公噸

結論

目前國內生質柴油供應鍊:

面臨挑戰 因應策略與未來規劃 生質柴油利用體系的建立，需

有跨部會整合機制。

強化既有技術並加強示範推措施。

生質柴油設施與產品之管理機 制尚未完備。

加強生質柴油利用技術與產品的管 理：1.技術監督、市場管理；2.國家標 準；3.良性市場競爭機制。

生質物供應與需求鏈尚待建 立。

擴大生質物來源。

生質柴油設備與技術仍頇改 進。

結合跨領域專長人員，進行整合性研 究。

心得

現今全球都必頇面對的問題變是能源缺乏，石油蘊藏量大幅下滑、國 際能源價格高漲；因此在這幾年間再生能源的發展及使用上有明顯長 足的進步。其中生質柴油變是替代能源主要發展的方向之一。而各國 都開始研發替代石油的能源，而其中就以生質柴油最有可能實現替代 石油的能源機會較高，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，

如果真的發展的順利的話，能始使用汽油而產生動力的車輛，改成使 用生質柴油來取代，這樣就不會有二氧化碳排放過高的憂慮了，空氣 汙染也能降低。生質柴油的優點遠大過於缺點，所以只要發展的好，

生質柴油將有助於我國能源多元化、CO2 排放減量對抗全球暖化、活 絡農地、促進產業發展及增加社會就業機會。所以政府應該要正視這 項科技研發，因為發展成功，對於我國在國際上的地位又能更上一層 樓。

參考影片:

1. http://www.youtube.com/watch?v=D2Ucde5qmb0&playnext=1&list=PLCEE11CC EF377707C

2. http://www.youtube.com/watch?v=siSbUGqRzX4&feature=autoplay&list=PLCEE1 1CCEF377707C&index=30&playnext=2

參考文獻:

維基百科

http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%94%9F%E7%89%A9%E6%9F%B4%

E6%B2%B9

替代燃料生質柴油

http://mail.oil.com.tw/~pip/2005/0510/wu.htm

http://www.fengyuan.taichung.gov.tw/biodiesel/p03.htm

http://www.taiwangreenenergy.org.tw/files/Activity/2008327115549.pdf

關於生質柴油

http://www.cycepb.gov.tw/oil/AboutB1.html