生物燃料
| 可再生能源 |
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生物燃料、生質燃料或生態燃料，泛指由生物質組成或萃取固體、液體或氣體。所謂的生物質係指有機活體或者有機活體新陳代謝的產物，例如牛糞。不同於石油、煤炭、核能等傳統燃料，這新興的燃料是可再生燃料。
生物燃料其中一種定義是「至少80％的體積，由十年內生產的有機活體物質所提煉出的燃料。」
如同煤炭與石油，生物燃料也是儲存太陽能的燃料。太陽的能量經過植物光合作用的轉化，以化學能的形式存於植物中。生物燃料其中一個優於大部分燃料的好處便是它可被生物分解，倘若不小心潑灑到自然環境，相較於其他燃料也較不容易造成環境污染。目前生物燃料最重要的意義是期望能減少二氧化碳排放.[1]。
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來源 [编辑]
專門培植為生物燃料原料的作物，有主要在美國出產的玉米和黃豆；主要在歐洲的亞麻籽和油菜籽；巴西的甘蔗；東南亞的椰子油。工業、農業、林業、一般家庭製造出可生物分解的產物都可以作為原料，例如：稻草、麥梗、稻糠、木材、糞便、廢水和廚餘……等。這些原料經由無氧消化轉換為生化氣體。製成燃料的生物質，其原料常常是一些未被充分使用的廢棄物，像稻秣與動物廢棄物。至於木材與草的品質並不直接影響能量產生的多寡。
現在有許多科學家開始研究使用藻類或藍菌做為另一種生物燃料的原料，應用的層面包括生質柴油、甲醇、乙醇、甲烷，甚至氫燃料。以大麻做為原料的研究也在增加，但大麻的研究還得面對法律方面的問題（為了避免毒品問題而對大麻種植的限制）。巨皇草收成快體積大，燃燒時與煤炭的能量比為5:3所以5噸可以取代3噸煤炭，另外該草不必像生物柴油一樣經過提煉過程為液態才能使用，簡單加工後可以直接燃燒，適用經濟較貧困的地區或低成本產業，所以巨皇草已經被列為尖端抗暖化措施在進行研究。
在一些工業化的國家，例如德國，因為一般燃料的課稅比食物的高，所以由每單位食物產生能量的價錢較用一般燃料便宜。
演進 [编辑]
早在发现火以來，人类就开始將生物燃料作取暖和煮饭用。当电被发现后，生物燃料原本將被大量用能源生产。然而石化燃料：煤炭、石油、天然气被大量发现与其应用技术的发展，使得生物燃料在能源、交通运输等方面的功能被世人所忽略。
液态生物燃料的应用始于早期的汽車工业。內燃机的发明者，德国的尼古拉斯•奧古斯特•奧圖，計畫用乙醇做为這項发明的燃料。柴油引擎的发明者，德国的魯道夫•迪塞爾，打算拿花生油做为它的燃料。由亨利•福特發明的T型福特，完全使用乙醇为燃料。但在賓州与德州的油田被发现后，石油变得很便宜也极易取得，于是汽車便开始改用石油或柴油。
難題 [编辑]
生產生物燃料的作物被生物質分解或者燒荒種地，導致需要數十年甚至數個世纪的生物燃料才能補償所排放的碳[1]。為了生產生物燃料，許多土地被改為農地，尤其是開發新的農地會破壞生態。生物燃料的大量使用也造成糧食價格上漲，並威脅貧窮人口的生存。
為了製造及運輸生物燃料會產生污染、二氧化碳排放及使用水資源、化肥。在地生產使用生物燃料可以減少這些問題，但是就算在地生產，生物燃料在環保上可能還是不值得，甚至有些研究顯示、一些已經量產的生質酒精其實是高污染燃料，在經濟上也不值得，例如玉米酒精比化石燃料製造出更多的碳及污染排放。
用痲瘋樹(又名桐油樹)可用於生產生物燃料，這些作物可生長在不適於糧食作物生長的荒地、幾乎不需施肥，其種子亦不可食用，對糧食生產影響更小。但有些人認為還是要避免以下狀況：有些第三世界國家的農民，可能會為了賺錢，而把原本用來生產糧食作物的土地，拿來種植能源作物；就算能源作物本身不可食、也可以在不食之地種植，但是還是有減少糧食生產的危險性。
採用廢棄食用油來生產生質柴油不會佔用食物來源，被認為是目前真正值得推廣的生物燃料，但是廢油中含有許多無用物質，會增加生產問題。
纖維素乙醇是採用人體無法消化的部位，因此比較不會降低糧食生產，也可以減少新農地的需求，但是由於植物的細胞壁（纖維素主要存在的位置）構造相當複雜，且含有許多不同物質，因此以現在的技術來說，生產成本較高；此外，農業廢棄物同時也是一種良好而且重要的有機肥料，因此纖維素乙醇的大量使用也是有環保上的疑慮。
核能研究所為配合台灣能源政策，2006年起積極發展第二代生質燃料－纖維酒精之生產技術，以全球及亞洲地區產量最為豐富的農業廢棄物稻稈為研究起點，2007年建立國內第一座實驗型纖維酒精程序研發設施， 2009年建置日處理1噸纖維原料之噸級測試廠，並設有電力、蒸汽及水處理等完整公用設施。此測試廠除作為國內、外開發纖維酒精製程、生物酵素與發酵菌株之平台外，其所發展之纖維酒精量產技術亦可為國內商轉廠設計、能源效益及生產成本評估之基礎。未來測試廠將由纖維酒精發展為生物精煉技術平台，成為台灣研究生質精煉之重鎮，並朝向石化產業高值化之發展邁進。(資料來源：核能研究所100年度-新能源與再生能源科技研究成果年報)。[2]
未來發展 [编辑]
未來藻類(例如海藻) 來生產生質柴油會是發展方向之一，藻類生質燃料生產效率高，不需使用耕地也能減輕生質能源可能對農產品價格的影響。 不過，技術上還需一些突破，藻類生質燃料成本較高，部份藻類是基因改造品種，預防這類藻類混入生態系統也是個課題。[3][4][5]
美軍已經決定大量採用藻類生質燃料取代部份航空煤油。
參見 [编辑]
参考文献 [编辑]
- ^ 1.0 1.1 Carla Almeida. 种植作物发展生物燃料“导致碳债务”. 科学与发展网络. 15 February 2008 [2008-02-19].
- ^ 核能研究所100年度-新能源與再生能源科技研究成果年報
- ^ 豐田研發海藻作優質生物燃料, 亞洲時報
- ^ 復旦大學:海藻滸苔可望提煉出生物油, 中國經濟網
- ^ 首架純生物燃料飛機歐洲試飛 完全采用海藻生物燃料, 大公報
外部連結 [编辑]
- （中文）綠色和平：生物燃料非解決氣候變化出路.
- （中文）聯合國專家：生物燃料是反人類罪
- （中文）生物燃料 － 下一代的再生能源 - 台灣中興大學網頁
- （英文）Biofuel Review
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