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【一周專題】隨風搖曳的芒草 永續能源新選項

芒草生質能可成能源新力量

 

 

 

芒草生質能是極具潛力的新興能源。 洪浩倫/攝

 

 

【陳庠榮 洪浩倫/報導】全球暖化與碳排放過量引發各界關注,生質能與其他替代能源漸受重視,如陽明山的芒草、狼尾草等也可作為生質能,以解決能源短缺問題。許多學者投入研究,盼能大幅度降低碳排量,提升再生能源供電比例。

 


生質能源分三代

 


臺灣再生能源推動聯盟會員陳衍達表示,生質能主要分為三代,第一代的原料以玉米和甘蔗為原料加工製作成生質酒精,再與石油及生質酒精混合成汽油以達到降低碳排放和節約能源。第二代以狼尾草和芒草與碳混燒作為新能源,產出生質酒精可用以發電。第三代則以藻類為主,不需經加工燃燒的過程,便能自行生成生質能,製成生質柴油。

 


同為臺灣再生能源推動聯盟會員黃慈容補充,第一代生質燃料引發的爭議在於大面積種植甘蔗及玉米製造生質酒精,而非優先解決糧食不足的問題,甚至佔用到耕種土地,惡化糧荒的問題遭第三世界極力反對。

 


芒草生質能困

 


芒草生質能是極具潛力的替代能源,雖陽明山有豐富的芒草資源,但目前無法將此作為主要的替代能源。陳衍達表示,雖陽明山的芒草數量可觀,生長速度很快,照理來說臺灣其他區域若無法順利推動,但陽明山應能實施。

 


他強調,陽明山的芒草是特有種類,也因是公有土地而無法隨意採收,政府也考量若隨意收割芒草將破壞環境,芒草具保護動物的作用,若嚴重破壞,後果將不堪設想。又因種植芒草需利用大面積的土地,若捨棄耕種其他作物,即使利用休耕期間種植,效益也不理想。

 


數量多成本卻高

 


清華大學化工系教授談駿嵩表示,芒草目前無法被當作主要的生質能,起初是因這類植物的生長速度和數量都極為可觀,農委會早期也認為在嘉南平原種植芒草可帶來不錯的效應,地層下陷的地區可做水土保持,又可發展新的替代能源。

 


但由於處理步驟繁雜,十年前主推的混燒方法已不適用,不但造成環境污染,提煉以加工成能源的氣體少之又少,雖然近期開發出新技術,將芒草裡面木質素去除,得到纖維素和半纖維素經水解變成葡萄糖、果糖,發酵後變成生質酒精,但大量的芒草運輸和加工處理,使成本過高,產量卻不夠,因此不被做為長期發展的手法。

 


成替代能源條件

 


談駿嵩強調,若要發展成替代能源需具備三個條件,Economic( 經濟)、Energy( 能源) 和Environment(環境),任何一項沒達到將難以做為長期發展,這也是發展所遇到的困境,因此不被列入首選。談駿嵩說道:「其實不用擔心,雖然芒草不適用,但其實臺灣目前現在對生質酒精的技術已經掌握了七八成,也有許多生質能源還在陸續做研究,專家們也對這塊下很大的功夫盼未來能有新發現。」

 


黃慈容補充,目前臺灣以再生能源為主要替代,生質能源較少人使用,芒草生質能雖不被看好,但學者仍持續研究,盼在環境永續發展與能源供應上取得平衡。

 

促進永續發展 盼芒草碳取代燃煤

 


【陳韻如 鍾為騏/報導】現今科技發展迅速,替代能源普及,而芒草經歐盟十多年研究,目前積極種植,在歐洲已被廣泛與煤炭混合燃燒發電。在臺灣隨處可見的芒草,經成功研究烘焙成為芒草碳的技術,若能透過基因改良提高產量,未來芒草碳有望取代燃煤。

 


縮短收成增加收成

 


    芒草可耐各種疾病,生長於潮濕、鹽化甚至重金屬污染的土地,高產量且淨能量大是特色之一。而臺灣的芒屬植物為多年生植物,栽培容易,生長快速,亦不需灌溉,多年生草本植物芒草,具豐富的遺傳變異性和適應力。未來或許可取代大豆、玉米等作物成為第二代能源作物,以纖維提煉酒精,尤其因應氣候變遷、水資源不足及能源價格攀升趨勢,發展低耗水性且具產製生質燃料潛力。

 


    根據農業試驗所的種植經驗,一公頃能收成38 噸芒草,經過純化,約等於12 噸的煤炭能源產出量。而芒草供燃料用只需葉片,希望培育出只長葉不開花的芒草,讓芒草成為取之不盡,用之不竭的替代能源。農試所種植芒草以來,將原本一年一收成改為半年、兩個月、逐月收成,還要再縮短收成時間,以開發出最大的芒草收成量。

 


芒草做為替代能源,提升環境的附加價值。燃燒煤炭會產生二氧化碳,植物生長也會吸收二氧化碳,兩者抵銷等於是零排碳。東吳大學化學系學生黃詩婷表示,雖曾在檢驗公司待過,也對再生能源有些了解,但不清楚芒草生質能這部分。

 


提倡再生以減碳排

 


    臺灣地質上缺乏化石燃料的儲存量,長久以來製造業大多依賴進口能源和原材料,導致臺灣每人平均二氧化碳淨排放量,在世界排名上名列前茅。因此,政府致力提倡再生能源,並改善二氧化碳排放量。能源來源必須增加,而再生能源和材料來源多元化,減低二氧化碳排放,避免碳稅產生,進而減少對環境影響。

 


    虎尾科技大學化工系學生劉尚弦表示,雖然在課堂上大多是研究高分子,但一直都知道國外對芒草有做特別的研究。芒草不論是夏天或冬天都可以生長,而且不同地點品種不同,他認為是臺灣發展芒草生質能源的優勢。

 

 

文大跳電頻傳 建微電網可望解決

 

 

 

萬華區臺北市太陽圖書館於屋頂設置太陽能板。【 林志遠/攝】

 


【林志遠 李珍伶/報導】文大因用電量龐大,導致停電頻傳,常造成師生困擾,若能建置的微電網,以利自主供電,是否只是理想願景,台灣電力公司(簡稱台電)配電處組長蔡緒良表示,因微電網的建置成本較高,需再做整體評估。

 


「微電網」是近期欲推廣的小型供電系統,遇到停電時,當地若有建置微電網,即可供電到鄰近地區。除擁有自主供電的能力,也可與一般台電所提供的電網並聯使用。

 


小動物造成跳電頻傳

 


    面對停電問題,曾服務於台電北區營業處的蔡緒良坦言,文大所遇到的停電狀況,大部分都是小動物碰觸到電線,造成保護裝置啟動而跳電,且電力很快恢復。

 


    談及文大架設微電網的可行性,蔡緒良則提出不同的想法。他說:「我們(台電)也只是以示範性質的試驗模式,在偏遠地區(烏來)福山國小試辦。」而試辦契機是因當時烏來山區遇上蘇迪勒颱風侵襲,台電線路因路面斷裂而無法搶修,居民甚至停電十多天。

 


    談及「離島型」的微電網,台電配電自動化組員李劍冬解釋,大多數的離島目前以柴油發電。每度電的燃料成本過高,若設置微電網能增加再生能源佔比,並減少離島燃料成本。

 


    微電網對一般民眾而言或許是抽象概念,台電大樓一樓近期設立「智慧電網特展」,為強調透過智慧系統整合而成的微電網,能提供更穩定的供電品質,李劍冬力邀民眾有空可至台電大樓參觀最新的電力科技,了解近年來台電的努力。

 


盼打造社區型微電網

 

 

 

太陽能板的建置,有助再生能源的提升。  【林志遠/攝】

 


    因停電與偏鄉緣故,微電網才正式推出。蔡緒良表示,目前微電網分為防災型、離島型及社區型,文大若要建設微電網,則較可能會分類為「社區型」的微電網。台電雖願意提供支援,但沒有義務幫每個社區做微電網,且成本也需一併考慮。

 


    蔡緒良認為,微電網的建置及維護成本較高,建議文大校方可先進行評估,更需尋覓充足的天然資源,如太陽能,作為再生能源發電設備,以達到最佳效益。整體觀察,校方建置微電網並非不可能,日前文大也有意投資校內的太陽能板,若
有意願自設微電網,未來當校園停電時,設備將可發揮作用。

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