什麼是生質(zhì)能?

生質(zhì)能（Bioenergy）泛指所有能做為燃料或工業(yè)原料，活著或死去的有機(jī)物，也包括生物可降解廢棄物（Biodegradable Waste）制造的燃料，或其他可作為工業(yè)原料之動物、植物或微生物及其代謝產(chǎn)品，但已經(jīng)地質(zhì)作用成為煤炭或石油、天然氣之有機(jī)物并不被視為生質(zhì)能，或傳統(tǒng)上食品、紡織等應(yīng)用范圍之有機(jī)物也不被視為生質(zhì)能。

如煤炭與石油、天然氣，生質(zhì)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(zhuǎn)化為碳水化合物或脂肪等生物質(zhì)量（Biomass），將太陽能以化學(xué)能的方式儲存起來。

生質(zhì)能的來源可以是植物性的、動物性的或微生物性的，而我們?nèi)粘Ｉ钪兴a(chǎn)生的各種廢棄物也可視為生質(zhì)能的一種。

植物性生質(zhì)能可直接利用亦可透過加工轉(zhuǎn)換為其他型態(tài)的能源。直接使用植物性生質(zhì)能時，簡單來說就是把植物當(dāng)作「柴火」取代煤炭、石油與天然氣。間接利用之植物性生質(zhì)能則是藉由發(fā)酵或其他化工工藝，以植物為原料生產(chǎn)酒精（乙醇、丁醇）、柴油或合成氣等，以取代汽、柴油與天然氣。

動物性生質(zhì)能一般意指由植物經(jīng)動物消化后產(chǎn)物所得之能源，例如牛糞（可直接燃燒）、豬糞（可發(fā)酵產(chǎn)生沼氣）等，另外近年草食性動物反芻時所產(chǎn)生之大量甲烷與溫室效應(yīng)間關(guān)聯(lián)性已獲證明，因此透過諸如負(fù)壓欄舍等飼養(yǎng)方式收集得到之甲烷，亦為動物性生質(zhì)能。

微生物性生質(zhì)能指來自微生物透過自營作用（光合作用）所得之生質(zhì)能源。藻類微生物一如陸上植物可藉由光合作用轉(zhuǎn)換大量太陽能，同時因藻類物種繁多、特性迥異，目前已發(fā)現(xiàn)許多藻類物種可快速大量生產(chǎn)油脂供作生質(zhì)柴油原料，或累積大量淀粉、糖類，可進(jìn)一步供酒精生產(chǎn)原料。

生質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)中對微生物之研究并非僅限于油脂與碳水化合物產(chǎn)能開發(fā)，在纖維素水解、甲醇、乙醇、丁醇發(fā)酵甚至氫燃料生產(chǎn)過程中，均須使用由微生物產(chǎn)制之大量特殊酵素。特素酵素些微之效率差異，即會對生質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)獲利產(chǎn)生巨大影響，因此如何開發(fā)高效能微生物酵素，是生質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)上游業(yè)者必爭之戰(zhàn)場。

來自生活廢棄物之生質(zhì)能包括來自固體廢棄物與液體廢棄物兩類，前者就是一般俗稱的垃圾，一般家庭垃圾可單純經(jīng)焚化方式產(chǎn)生蒸氣或發(fā)電，部分事業(yè)廢棄物如保麗龍、輪胎等，亦可經(jīng)由其他化工工藝進(jìn)一步加工為酒精、汽油或合成氣，以取代汽、柴油與天然氣。

來自植物的生質(zhì)能

植物性來源的生質(zhì)能是一般人們最常、最容易聯(lián)想到的生質(zhì)能。

植物性來源生質(zhì)能從原料類型來分，可分為：農(nóng)作物類、廢棄物類與能源作物類三大類。

【農(nóng)作物類】
農(nóng)作物類指傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中生產(chǎn)之農(nóng)作物，如：稻米、玉米、麥、馬鈴薯、樹屬等各種糧食作物，甘蔗、甜菜兩大產(chǎn)糖作物，以及花生、大豆、向日葵、橄欖、棕櫚與油菜等油脂作物。
表1　世界主要糧食作物

農(nóng)作物類中糧食作物之主要生質(zhì)能利用方式，為收集穀物加工為淀粉后以發(fā)酵方式生產(chǎn)酒精（乙醇），再進(jìn)一步與汽油混合為酒精汽油，供交通工具燃料使用。

世界最重要兩種產(chǎn)糖作物即溫帶地區(qū)之甜菜與熱帶地區(qū)之甘蔗，在作生質(zhì)能利用時產(chǎn)糖作物無須進(jìn)一步精煉，可直接利用其糖漿供發(fā)酵產(chǎn)制酒精。

作者：賴正庸, TrendForce研究團(tuán)隊
賴正庸先生亦為致理技術(shù)學(xué)院講師