尋找生質能希望在微藻

在發現化石能源會造成溫室效應與環境汙染後，各界開始尋找低碳排放、可再生利用的能源。生質能（biomass energy）一直是其中頗受重視、但也有許多爭議的一種替代能源；到底生質能有什麼優、缺點？宣稱零二氧化碳排放的生質能，真能解決全球暖化問題嗎？

國家科學委員會主辦，台灣大學物理學系暨天文物理研究所承辦，聯合報、科學月刊、科學發展月刊、科學人雜誌、NEWS 98、Discovery 頻道協辦的「2010展望秋季系列演講」，上周五第7場由成功大學生物科技中心副主任、化工系特聘教授張嘉修主講「『生質能』是否可在未來能源結構中扮演關鍵角色？—探討生質能源對建構未來低碳社會之衝擊」。

永續能源 替代化石燃料

「為什麼我們需要生質能？」張嘉修首先引用數據指出，早期人類主要能源就是生質，利用燃燒木柴、樹葉、稻草等獲得能源。而18世紀工業革命開始，蒸氣機使煤炭成為主要能源；後來人們發現石油更好用，不僅可當能源、還可以製造塑膠、纖維、橡膠等化學品，石油於是變成人類主要能源。

但公元2000年後，二氧化碳排放、氣候劇烈變化的議題逐漸受到重視。許多科學家發現，二氧化碳和溫度增加的趨勢非常相近，化石燃料造成環境汙染慢慢成為共識。張嘉修表示，若再考慮化石燃料的儲量和生產量，石油、天然氣可再使用的年限可能都不超過100年；從能源、環境及永續發展三個方向來看，尋找無汙染的永續能源已成為人類重要課題。

生物精煉 製造燃料食物

「目前主要運用能源的方式不符合永續」，張嘉修說，未來石化能源的使用會慢慢減少，朝「生物精煉」的趨勢發展。他指出，現在一般是由石化工廠將原油煉成石油，當成燃料使用，在燃燒過程中會產生二氧化碳。但若藉由太陽能使植物或藻類生長，將植物和藻類進行生物精煉後，產生燃料，燒完後產出的二氧化碳又被植物、藻類吸收，就變成一個永續發展的循環。

生物精煉的原料是由太陽光、水和二氧化碳產生的生質，透過微生物發酵、氣化、熱裂解等製程，可產生酒精、丁醇、氫氣和甲烷等不同燃料。生物精煉還可產生化學品、食物或飼料。張嘉修說，若石油沒了，生質不只能應對能源問題，也可用來製造我們所需日常用品。

培養微藻 台灣得天獨厚

以動物、植物、微生物或其相關產品、代謝產品做為原料，所產出的燃料就是生質能源。張嘉修指出，很多生質能的製造是利用糖、澱粉、纖維素或動、植物油。舉凡甘蔗、甜菜、玉米、蔗渣、芒草等，都可經過微生物發酵或物理化學製程，產生生質酒精、生質柴油、綠色汽油或綠色柴油，被我們使用。

張嘉修還提到，以微藻類生產生質能，已成為最近世界熱門的發展方向。他表示，藻類可以在海水中培養、不占土地，也不消耗淡水資源；利用特殊的環境控制，能使其產生大量油脂或碳水化合物，進而生產生質能源，同時真正降低二氧化碳的排放量。

張嘉修表示，雖然藻類如何大量培養、收集、榨油的技術還有待克服，但將是未來很有發展性的一種生質能源。他還指出，台灣四面環海，且溫度與氣候合宜，是培養藻類的絕佳環境。

未來糧食資源 要靠海洋

「未來的糧食與資源要靠海洋！」張嘉修說，生質能源目前雖然比較貴，但需考慮使用後帶來的減碳利益、能源自主效益與就業機會，等到石油飆到天價、原油儲量降至警戒線，或人們面臨環境惡化危機時，生質能將是最好的替代能源之一；而微藻生質能，更是目前最被看好的新趨勢。