● 替代燃料(生質煤炭)類
替代燃料類生質能源有個新穎的名詞叫「生質煤炭」,但說穿了就是幾萬年來人類用來生火的柴火。替代燃料本身取自大自然,無論是稻麥玉米秸桿、廢木材廢家具、樹木落葉,均可作為替代燃料使用。
自然界中替代燃料產量極大,但主要困境在於替代燃料來源常有季節限制,產季與非產季間產量差異極大,造成管理困難。以前文所述屏東地區為例,全年產量最大之替代燃料為稻桿,但產出時間僅限於一、二期稻作收割期的兩三個禮拜,其他時間全無產出;至於其他農業廢棄物,如蓮霧、棗子、鳳梨等等各有產期,且不同作物可產生之廢棄物量差異極大,無論在加工上、儲存上、管理上均有許多挑戰須要克服。
為克服農業廢棄物產期與管理問題,相關單位開發出多種能源作物,有專供替代燃料用途者如:白楊木,亦有兼供酒精生產與替代燃料者,如:柳枝稷、芒草、狼尾草等。替代燃料用能源作物雖多具有可耐受貧瘠環境、單位面積產量高、對灌溉與肥料需求低等特點,基本上無「爭糧」疑慮但難以擺脫「爭地」的疑慮。
【能源作物類】
能源作物指專門種植供作生質燃料(酒精、柴油)原料,或作為「木柴」取代煤炭作為鍋爐燃料,提供蒸氣或發電者。
理論上全世界所有植物都可作為能源作物使用──所有植物均可供作薪柴燃燒──但實務上良好的能源作物有幾個原則與條件:
1. 非糧食作物
當今生質能源產業最受世人詬病者即為「與人爭糧」、「與糧爭地」問題,而其中最常為人提出討論者,就是美國政府鼓勵種植玉米做為替代能源,從而影響全球食物與飼料價格。
「爭糧」問題的核心其實在於「是否把人類或家畜可食用的農作物轉為能源使用」以及「原本可種植糧食作物之農地是否轉為耕種能源作物」兩個問題。前者是目前一般媒體與公民團體最常提出的問題點,而後者排擠效應的影響事實上遠較前者為廣,但卻常被論者所忽略。
糧食作物對生質能源的影響,事實上須要從三種不同最終產品的型式來看,才容易看出全貌:
● 酒精類
【廢棄物類】
植物性廢棄物就來源而論可分為三類:種植過程產生之廢棄物、銷售過程產生之廢棄物、加工過程產生之廢棄物與其他類植物廢棄物。
(1) 種植過程廢棄物
就種植過程產生之廢棄物而言,於作物栽培過程中因修剪須要會產生大量廢棄物,同時稻、麥、玉米等禾本科為主之糧食作物,於收成後亦殘留大量莖桿類農業廢棄物。以我國屏東縣為例,單計椰子、檳榔、蓮霧、荔枝、芒果及棗子等六大類果樹,每年於修剪過程中即會產生五十萬公噸以上廢棄物1;而另根據農政單位調查,台灣地區每年稻桿廢棄物總量超過一百五十萬公噸2。
(2) 銷售過程廢棄物
就銷售過程產生之廢棄物而言,於目前世界各國農產配銷體系中,因分級、篩選等過程會產生大量蔬果類農產廢棄物,同時因各國食品法規、消費者選購習慣或長途、跨國運輸等因素,大量農產品也會因不受消費者青睞或腐敗等因素遭到拋棄,形成大量植物性廢棄物。
(3) 加工過程廢棄物
加工過程產生之植物性廢棄物是所有植物性廢棄物的最大宗。
什麼是生質能?
生質能(Bioenergy)泛指所有能做為燃料或工業原料,活著或死去的有機物,也包括生物可降解廢棄物(Biodegradable Waste)製造的燃料,或其他可作為工業原料之動物、植物或微生物及其代謝產品,但已經地質作用成為煤炭或石油、天然氣之有機物並不被視為生質能,或傳統上食品、紡織等應用範圍之有機物也不被視為生質能。
如煤炭與石油、天然氣,生質能也是一種儲存太陽能的能源型式。植物透過光合作用將太陽能轉化為碳水化合物或脂肪等生物質量(Biomass),將太陽能以化學能的方式儲存起來。
生質能的來源可以是植物性的、動物性的或微生物性的,而我們日常生活中所產生的各種廢棄物也可視為生質能的一種。
植物性生質能可直接利用亦可透過加工轉換為其他型態的能源。直接使用植物性生質能時,簡單來說就是把植物當作「柴火」取代煤炭、石油與天然氣。間接利用之植物性生質能則是藉由發酵或其他化工製程,以植物為原料生產酒精(乙醇、丁醇)、柴油或合成氣等,以取代汽、柴油與天然氣。