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| 2014/06/12 12:05:31瀏覽2811｜回應0｜推薦0 | |
| 生質柴油的原料選擇
人類的能源，除了太陽以外，最主要的就是化石類的化學能，石油就快要用完了，天然氣稍久一點，煤更久一點，只是還沒把煤燒完，人類可能已經完蛋了，所以找尋替代能源是頭等大事。替代能源有許多種，除了叫人又愛又恨的核能，靠科技取勝的太陽能、風能，還有靠地利取勝的地熱、水力、潮汐、海浪、靠想像力取勝的太陽能塔、海洋洋流、海水溫差，回歸原始的木柴等。在汽油引擎方面，取代汽油引擎的電動車，雙燃料動力車、氫電池汽車，酒精汽油等等替代品爭相出現，好不熱鬧。在柴油引擎方面就遜色多了，至今只有生質柴油及純植物油兩種替代燃料，及可以使用純植物油的引擎而已。 所有的替代能源都只有替代功能，而不能減少大氣中已存在的二氧化碳，唯一的例外是生質能源，它既能提供能量給發電廠與運輸工具，還能從大氣中吸收二氧化碳，減少大氣中的二氧化碳。理論上生質能源是最好的替代能源，然而沒有完美的事物，植物轉化太陽能為化學能的效率低，需要大片的土地才能成事。在地狹人稠的台灣，生質能源成了沒人要的孤兒。人類真的需要生質能源來救自己，而不是救地球。為了救自己，台灣人有什麼選擇？除了再使用核能，還得向生質能源求救，我們來看一看有些什麼生質能源可以使用。生質能源可分為3大類： 1. 生質柴油類：取用種子中的油脂，用以取代柴油，也是本文要討論的主題項目。 2. 生質能類：Biomass就是薪柴，用以取代煤的，下回再說。 3. 生質酒精類：用於取代汽油的，暫且不論了。 生質柴油的原料來自於植物，一些典型的作物如下表。 油脂植物收量表，單位為kg油/ha 玉米 145 棉 273 大豆 375 亞麻仁 402 薺菜 490 芝麻 585 紅花籽 655 稻米 696 桐樹 790 向日葵 800 花生 890 油菜籽 1000 篦麻仁 1188 麻瘋樹 1590 巴西堅果 2010 酪梨 2217 烏桕 3950 油椰子 5000 資料來源：http://www.daveseslbiofuel.com（王亞男，台大森林系；馬復京、游漢民，林業試驗所） 一年生的農作物產油率都不超過1000kg，而且把農田改種生質柴油作物，也是政策所不許的事，所以食用油作物就不提了，從木本植物產量最低的油桐看起。 1. 油桐 產油率790kg/ha，太低了，放棄。 2.篦麻仁 產油率1188kg/ha。篦麻油的黏度太高不適合當生質柴油，產油率也太低，放棄。 3.麻瘋樹 產油率1590kg/ha。中油公司委託林業試驗所試種，結論是不合經濟效益，國外也有許多失敗案例。作者先前服務的公司在南台灣種植也失敗，最後關門。麻瘋樹也得放棄。 4. 巴西堅果 產油率2010kg，屬食用油，放棄。 5. 酪梨 產油率2217kg，屬食用油，放棄。 6. 烏桕 產油率3950kg/ha，產能很高，似乎很適合作為生質柴油的原料。然而「黃金城等（2009）報告指出基於種子油所得脂肪酸甲酯之種類、含量、冷濾點、碘價…等性質，綜合得知千年桐及無患子種子油較適合作為生質柴油原料。」（王亞男，因應氣候變遷之生質能源利用研討會論文集，2009）已經有學者宣稱烏桕為不適合作為生質柴油的原料，並經王亞男教授引用（作者的認知是認同）了。 7. 油椰子，又名棕櫚，產油率5000kg/ha，是表中產油率最高的植物，它只生長在赤道附近的多雨地區。這也與我們無緣。 沒有一種適合台灣的油料作物可用。不要太早放棄，現在回頭再看一下烏桕有沒有機會。馬復京、游漢民在「以林木種子油脂生產生質柴油」，林業研究專訊，2007 文中說：「或許台灣並沒有足夠的面積來栽植能源植物，但是我們可以嘗試建立能源植物的生產模式與技術，發展具生質能源潛力的能源林木，如烏桕、山桕，黃連木等適應台灣氣候環境且具種子油脂的樹種進行高油脂含量品系的選育，再透過植物的基因改良技術，篩選出具經濟規模潛能的優良能源植物品系。此外對目前在印度、非洲及中國積極大面積推廣栽植，生長快速且種子含油脂成分高的麻瘋樹，進行先期試驗研究，評估台灣開發生質能源林木的可行性。而以知識技術的輸出，透過技術與合作投資方式，試從台灣以外的地區取得生質能源原料來供應台灣未來能源的需求也是一個方法。總而言之，木本植物在台灣地區生質能源的研發及生產上是不應該缺席的。」 同文另有一段：「目前在台灣有能力／潛力在短期內提供生質能源料源的林木，當屬大戟料的木油桐林。目前台灣木油桐人工造林木在中北部的造林面積估計約4000公頃以上，且造林年年齡大多約在20年左右，均已達生長旺期。資料顯示成熟之木油桐林木，每株可產桐仁約30公斤，估計每公頃每年油桐果產量約在10噸之餘。而以油桐子榨油，全乾種仁的含油率可達55％以上，油皂化值在189－196，碘值在160－175，是良好的乾性油，工業用途廣。以木油桐開發生質柴油來考量，應有其潛在市場。此外油桐樹生長快速，栽植得宜，木材5－6年生就可間伐，8－10年生即可主伐木材，另供作纖維素發展生質能源之用。由於生物量材積生產收穫豐富，對土壤適應性強，台灣的淺山地區均可造林，同時亦可作為平地造林樹種，擴大未來生質能源原物料來源供應的基礎。 從林木種子油脂在參與國內生質能源供應的角色來考量，當前的木油桐林分能提供多少的生質能源？生產生質柴油的技術與經濟層面是否可行？適合生產種子的林分面積又有多少？如何增加現有林分種子收穫的產能？是否有其他具生質能源潛力的林木？是林業人在考量生質能源物料生產與供應時必須要先釐清的。」 林務局的二位專家既點出桐油的主要缺點：乾性油（適合作油漆，工業用途廣，不適於當燃油），皂化值高，（更適於製肥皂）與碘值偏高（性質不穩定），還將別人列為低產能的油桐列入優先考慮範圍，並且對烏桕等有潛力的樹種要進行基因改善技術，篩選出具經濟規模潛能的優良能源植物品系。可見烏桕的高產能也是未來式，需要研究增產，還要改善它的化學性，而它的潛力排在油桐之後。 循著資料來源追下去，www.daveseslbiofuel.com它的資料來源已失傳。維基的「生質燃料作物產油率表（Table of biofuel crop yields http://en.wikipedia.org/wiki/Table_of_biofuel_crop_yields）說它的產量是3950kg/ha，資料來源是 The Globe Petroleum Club，（http:www.globalpetroleumclub.com），作者找不到相關資料。再找維基的biodiesel條目，它有另外一個數字：907L/ha，有兩個出處：Klass與Kitani。維基百科（中文版）說：「蒴果綠色，梨狀球形，成熟時黑色，並裂開為3瓣。種子則近圓形，外被白蠟質假種皮。用途：中國將烏桕視為經濟作物而栽植已有千年歷史，主要因其種子外部含蠟，可為蠟燭，種子本身含油，作肥皂原料。而葉部亦可為中藥，民間有治蛇毒，消腹水的傳說。烏桕也可用作製作生質柴油。」 Duke的「能源作物手冊」是集大成者，各種報告都有，難免有自相矛盾之處。 Duke（www.hort.purdue.edu/newcrop/duke-energy/Sapium-sebiferum.html）記載：「種植時株距應為1 rod（約5公尺），每公頃種樹400株，並且修剪到適合人工採收的高度，最大產出率是種子14公噸/公頃，成份為油2.6公噸、蠟2.8公噸、萃取蛋白質1.5公噸、1.1公噸纖維質的種子外殼及4.5噸果殼。」 這是產能與經濟性（Yields and Economics）章節的第一句，也是章節的摘要，後面的敘述或為補充或為參考資料，甚至只是留下某人辛苦的記錄。 「有人報告種子含油20%，含蠟24%。」 「5年時每株平均產種子0.453公斤，10年時3.379公斤，20年時11.989公斤，此後產能會逐漸下降。」據此，種子最大生量率為第20年，假設種植密度為400株/公頃，種子產量也只有11.989kg/pl＊400pl/ha≒4,800kg/ha。最大產油率只有4800kg＊20%＝960kg。由於樹不能長期處在最高產油率的狀態，平均數以最大產能的90%計算，就是900 L/ha左右。Klass與Kitani所說產油率907L/ha，與此一致，因此，烏桕的產油率很可能只有907L/ha，還有比油多20％的蠟，或者2.6公噸油加2.8公噸蠟，而蠟能不能變成引擎燃油，就不是作者所知。 「Scheld等（1980）報告種子產能在4000－10,000kg之間，並且展望會有25桶油的年產量，成為可以持續經營的事業。）」這是同一章節中唯一提到人名之處，似乎暗示他並不背書。25桶油比3950kg多一點，可以參考。但是Scheld沒有報告他如何用更少的種子製出更多的油。 烏桕的謎團還不止此，2009年4月，經濟部能源局的「能源報導」有一篇文章「烏桕，生質柴油本土料源新選擇」報導烏桕有每公頃3950公斤的產油率，是陸生植物中第二高，僅次於油棕。某林務高官告訴作者，產油率在每公頃3000公斤以上，就夠本了，值得種。台灣的自有能源只有1%，經濟部應該有「求油如渴」的態度，知道這個消息之後應該立即採取行動求證其真假，假如它是真的，就應該支持農委會推廣種植，假如它是錯的，就應該登更正啟事，怎麼能出版、上網公佈以後就無動於衷呢？其次該文報告澳洲的某公司「是一家採用烏桕為原料的生質柴油工廠」，官老爺上網拜訪一下，探個虛實總應該的吧？說不定還值得組團去觀光考察呢？官老爺不動如山，作者就自己登門，結果，他們的原料是tallow，動物油脂，而不是烏桕chinese tallow。能源局的另一個笑話如下，官網登載： 關於生質柴油 生質柴油是利用大豆、油菜花、向日葵及棕櫚等植物油，或是回收食用油為原料，經過轉酯化反應（trans-esterification）及中和、水洗及蒸餾等純化程序所生產出來的油品。 他們對生質柴油的認知還停留在食用油及廢食用油上面，完全不知道木本植物的潛力與地位。其次，「生質柴油是利用大豆、油菜花、向日葵及棕櫚等植物油，或是回收食用油為原料，」是不通的句子，把油與種子混為一談。您看「生質柴油是利用大豆、油菜籽、葵花籽及棕櫚籽等植物種子，或是回收食用油為原料，」或者改為「生質柴油是利用大豆油、菜籽油、葵花油及棕櫚油等植物油，或是回收食用油為原料，」是否更合理一些。 作者昨天早上再上能源報導網站，搜索「水黃皮」只有1筆資料，2006年，介紹印度推廣種植能源作物，在生質柴油的原料部分被選定的原料樹只有兩種，麻瘋樹與水黃皮。搜索「麻瘋樹」有5筆資料，都是閑話，沒有官方的動態，即使是林務局種麻瘋樹，中油到印尼種麻瘋樹銷息都沒有。再查歐洲最夯的「生物質能」，居然是0。原來植物人都在這裡。 除了維基的植物油產量表，網上還有一個同性質的植物油產量表，項目更多，還附註：不完全，僅為部份，產能為平均值，非密集種植結果。見Engines running on pure vegetable oil as regrowing fuel History, Development, Experience, Chances 2003 它的數值與維基相同或非常近似。只在高產能端有一點出入。產能最高的3項如下：排列順序為英文名、拉丁文名、產油率kg/ha Pequi Carvoczr brasiliense 3142 Macahuba palm Acrococomia spp 3775 Oil palm Elaeis guineensis 7061 這個德國人提供的表格裡沒有烏桕，也沒有水黃皮，而油棕的的產能則提高到7061kg。 對烏桕的憧憬是別人的誤會，對水黃皮的憧憬會是作者的誤會嗎？ 水黃皮終於出現了 再回到維基的「生質燃料作物產油率表」，在油棕之上它原有一項更高也是產油率最高的品種，海藻，產能80,000kg/ha，真是無與倫比。有了海藻還需要別的作物嗎？雞蛋不要放在同一個籃子裡，分散風險是絕對需要的，況且海藻還在研究階段，而台灣養蝦業被蝦瘟打敗的前車之鑑不遠，木本植物是不可放棄的。 該表格的高產能端，不知何時又增加了兩項，Copaifera langsdorffii，此物號稱「柴油樹」產油率12,000L/ha，是雨林作物，姑且不論。新增的第二項就是水黃皮，產油率9,000kg/ha。真是天大的好消息，水黃皮的產油率竟然既一躍而為陸生油料作物冠軍油棕的1.8倍，真教人雀躍。令人洩氣的是資料來源，Millettia plantations www.millettiaplanttations.com一間賣苗木及種子的公司，作者也時常上他們的網站，一直覺得他們是不可信的金光黨。他們網站的廣告稱他們的種子的產油率為10年生水黃皮18噸/公頃/年，15年生為28噸/公頃，不知他們如何使維基百科接受年產油料9噸/公頃的說法，該條目最後改版日期是2013年3月，至少已經1年多沒人去踢館，把它揪下來，或許他們真的有突破。固執的作者仍然保守的認同昆士蘭大學豆類研究所的目標，5噸油/公頃。經濟部能源局的官員真該組團去泰國考察一下，如果真的有9噸那麼高，就放假3天去觀光慶祝一下就回來，如果覺得上當了，再轉往澳洲昆士蘭繼續考察不遲，絕對不會空手而回。 水黃皮出道的晚，所以認識它的人少，現在知道它的人日漸多了，而且在維基，它的產油率還大幅超越油棕，它將轟動武林驚動萬教。水黃皮是很美麗的樹，花朵盛開時不比桐花差，比照「桐花季」弄個「豆花季」（水黃皮屬豆科，俗名水流豆）也挺有噱頭的，而且桐油籽有劇毒，沒有人敢在花季之後再辦「賞果季」及「採果季」，而水黃皮不但可以賞花、賞葉，還可以賞果、採果，曬果，招攬遊客當「一日農夫」，有意思多了。據記載，烏桕是非常美麗的樹，看圖，也比水黃皮還要美麗，又是某些人的希望之樹，作者毀滅了別人的希望之樹，真的很抱歉。然而美國南部從南卡羅納到佛羅里達再到德州，曾有烏桕樹滿為患必需剷除的故事，烏桕很容易擴散，太容易存活而不易殺死，所以推廣種植烏桕時還要防止它任意擴散；難怪作者沒見過它。作者希望林務局能研究出成果，讓油桐、烏桕、山桕、黃連木、海檬果、無患子等樹都有機會成為水黃皮的配角，讓生質柴油的原料樹種多彩多姿。 結論：生質柴油的原料在木本植物，第一主角是水黃皮，其他主配角還在等林務局放榜。而能源局很需要一些「植物」人去取代「植物人」。或者需要更高層的「植物」人去取代那些把能源局的幹才變成「植物人」的「鬼才」。 |
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