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【綠色家園】未來能源的新星——生質燃料

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玉米是美國生產生質燃料主要作物

隨著石化燃料被過度使用傳出有枯竭危機以來,科學家不斷地在尋找新星可以替代的能源。生質燃料,這個從古至今不斷被人們使用的「老燃料」,因為環保因素及科技的發達,又浮出檯面,只是這次它換了個新面孔與世人相見。

以乙醇為代表的生質燃料近年來引起了人們的關注。那麼甚麼是生質燃料呢?生質燃料與傳統的石化燃料有甚麼不同呢﹖

甚麼是生質燃料

其實,生質燃料的歷史比石油、天然氣等石化燃料要早得多。早在發現火以來,人類就開始將「生質燃料」比如乾柴等作取暖和煮飯用。

然而石化燃料如煤炭、石油、天然氣被大量發現與其應用技術的發展,使得生質燃料在能源、交通運輸等方面的功能被世人所忽略。

當今的生質燃料指的是各類生物燃料,是由生物物質組成或萃取的固體、液體或氣體。有人可能會說,那石油也是遠古生物留下的呀?不錯,但現在我們所指的是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。生質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」。

生質燃料其中一個優於大部份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。

生產生質燃料的原料


甘蔗是巴西生質燃料主要來源


東南亞採用椰子油生產生質燃料。

用來生產生質燃料的農作物在世界不同地區是不同的。在美國,主要有玉米和黃豆﹔在歐洲主要是亞麻籽和油菜籽,還有巴西的甘蔗;東南亞的椰子油等。

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份使用的廢棄物,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質燃料的原料,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。

乙醇作為燃料的過去與現在

液態生質燃料的應用始於早期的汽車工業。德國的尼古拉斯‧奧古斯特‧奧圖計劃用乙醇做燃料。柴油引擎的發明者,德國的魯道夫‧迪塞爾,打算拿花生油做燃料。

由亨利‧福特發明的T型福特,完全使用乙醇為燃料。但在賓州與德州的油田被發現後,石油變得很便宜也極易取得,於是汽車便開始改用石油或柴油。

自從最新一輪石油危機以來,乙醇作為能源被再次提出來。有人認為乙醇是無污染的能源,因為乙醇燃燒的產物是水。但是乙醇的生產、運輸卻可能帶來大範圍的生態問題。

目前最常見的乙醇燃料是E10燃料,其中乙醇占10%,汽油占90%,現今的非柴油車都可以次作為動力。相比之下,E85只含15%的汽油,要潔淨許多,但效率很低。由於國際石油價格失控狂飆,美國汽車製造商加快了生產混合動力車的步伐,可以同時使用E85或常規汽油,但目前實際在用的只有大約六百萬輛。

生產生質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紀的生物燃料才能補償所排放的碳。為了生產生質燃料,許多土地被改為農地,尤其是開發新的農地會破壞生態。生質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。

其他原料生產的生質燃料


用痲瘋樹(又名桐油樹),可用於生產生質燃料。(Getty Images)

用痲瘋樹(又名桐油樹) 可用於生產生質燃料,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。


生質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。(Getty Images)

採用廢棄食用油生產生質柴油不會占用食物來源,被認為是目前真正值得推廣的生質燃料,但廢油中含有許多無用物質,會增加生產問題。

此外,美國聯邦能源部和農業部研究發現,至少在理論上全國有充足的有機物質,每年可提供六百億加侖的燃料,同時不影響食品供應和耕地面積。根據國會提出的要求,到二零二二年全國必須有15%的燃料來自纖維素,但目前的產量為零。從玉米乙醇轉形為非食物性乙醇,纖維素工業是成功的關鍵,當今以玉米為基礎的生物提煉方式就必須有所變化。纖維素工業界希望消費者能瞭解兩者的區別,這樣對玉米乙醇的反對聲浪就不至於擴大到纖維素能源。

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。◇

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