臺(tái)灣生物質(zhì)燃料技術(shù)發(fā)展概況

江小雯　閻桂蘭

臺(tái)灣生物質(zhì)熱電燃料利用可分為廢棄物發(fā)電及生物質(zhì)能發(fā)電，其中廢棄物發(fā)電以垃圾焚化爐為主，包括以一般廢棄物為燃料的汽電共生廠設(shè)備。生物質(zhì)能源發(fā)電則指以沼氣及農(nóng)林材料，如蔗渣、稻殼、薪材、黑液等廢棄物發(fā)電。目前，島內(nèi)科研機(jī)構(gòu)和相關(guān)企業(yè)正在配合臺(tái)當(dāng)局“焚化爐轉(zhuǎn)型生物質(zhì)能中心”規(guī)劃，積極開展城市垃圾的生物質(zhì)利用研發(fā)，包括生活垃圾材料機(jī)械分選、造粒及焙燒等技術(shù)研發(fā)，以便將城市垃圾生物質(zhì)部分轉(zhuǎn)制成生物質(zhì)煤炭，用作發(fā)電鍋爐燃料。

生物質(zhì)燃料技術(shù)近期發(fā)展重點(diǎn)

在農(nóng)工廢棄物方面，則依據(jù)各項(xiàng)生物質(zhì)材料種類及供應(yīng)情況，開展造粒、焙燒及裂解等生物質(zhì)物熱化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)研發(fā)，如柳桉、柳杉、稻草、香菇太空包、銀合歡、刺竹等生物質(zhì)料源造粒及焙燒技術(shù)試驗(yàn)，目前已開發(fā)出45公斤/小時(shí)的干燥與焙燒整合先導(dǎo)系統(tǒng)。而在較大規(guī)模生物質(zhì)焙燒技術(shù)開發(fā)方面，臺(tái)當(dāng)局環(huán)境保護(hù)部門已規(guī)劃在2017年建立處理量60噸/日的示范系統(tǒng)。

迄今，島內(nèi)科研機(jī)構(gòu)和相關(guān)企業(yè)分別以柳案、柳杉、刺竹、咖啡渣等生物質(zhì)材料為料源，進(jìn)行快速裂解技術(shù)開發(fā)及油品改質(zhì)工作，希望將裂解生物質(zhì)油品利用于工業(yè)燃油鍋爐中，替代部分工業(yè)燃油，目前已開發(fā)出1.44噸/日規(guī)模的流體化床裂解反應(yīng)器（BFB）先導(dǎo)系統(tǒng)。另在實(shí)用技術(shù)方面，造紙企業(yè)所擁有的RDF-5生物質(zhì)燃料熱電利用的相關(guān)商用造粒技術(shù)與其后端生物質(zhì)熱電應(yīng)用技術(shù)也日趨成熟穩(wěn)定，是島內(nèi)目前生物質(zhì)能源利用的成功案例。

臺(tái)灣沼氣來源除養(yǎng)豬廢水處理外，以家庭污水、城鎮(zhèn)垃圾及各行業(yè)廢水（或有機(jī)污泥）為大宗；其中城鎮(zhèn)垃圾以掩埋場(chǎng)為主，各行業(yè)廢水廢物則來自食品業(yè)、造紙業(yè)等。沼氣回收再利用包括直接燃燒作為熱能、產(chǎn)生電力或作為車用燃料等。目前島內(nèi)商業(yè)應(yīng)用方面，除利用垃圾掩埋場(chǎng)產(chǎn)生的沼氣發(fā)電外，部分養(yǎng)豬企業(yè)及食品企業(yè)已裝置沼氣發(fā)電設(shè)備，也有企業(yè)將沼氣導(dǎo)入鍋爐，產(chǎn)生蒸汽供廠區(qū)制程使利用。

沼氣發(fā)電程序包括收集、純化前處理與引擎發(fā)電，其中沼氣自廢水處理產(chǎn)出，利用集氣袋收集與儲(chǔ)存，再經(jīng)由純化前處理去除腐蝕性氣體（如硫化氫），之后導(dǎo)入沼氣引擎發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電力，并通過控制盤輸出電力使用。沼氣中常含有硫化氫成分，屬于腐蝕性氣體，會(huì)對(duì)管線與機(jī)具造成腐蝕，導(dǎo)致維護(hù)成本大增，甚至損傷設(shè)備，因此常采用水洗脫硫與生物脫硫等沼氣純化技術(shù)。

目前島內(nèi)使用的沼氣引擎分為兩大類，一類為沼氣引擎，另一類為微型渦輪機(jī)；前者與一般燃油或天然氣引擎有些許不同，其化油器、火花塞間隙及點(diǎn)火正時(shí)必須適當(dāng)修改，但保養(yǎng)方式與一般引擎無異。微型渦輪機(jī)具備連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)數(shù)長(zhǎng)、操件簡(jiǎn)單、維護(hù)便利等優(yōu)點(diǎn)，但沼氣進(jìn)入微型渦輪機(jī)前需要除水、加壓等程序，耗用電力較大，影響電力凈產(chǎn)出量。沼氣發(fā)電技術(shù)可分為同步并聯(lián)發(fā)電與感應(yīng)發(fā)電，前者多運(yùn)用于大規(guī)模沼氣量的場(chǎng)所，例如大城市的垃圾掩埋場(chǎng)，發(fā)電規(guī)模可達(dá)兆瓦以上；感應(yīng)發(fā)電技術(shù)則多運(yùn)用于小規(guī)模沼氣量的場(chǎng)所，如養(yǎng)豬場(chǎng)、中小型工廠。

與沼氣同屬于生物燃?xì)獾纳镔|(zhì)氫，其熱電利用包括氫引擎與氫燃料電池；此技術(shù)通常應(yīng)用于中小規(guī)模生物質(zhì)氫的場(chǎng)所，例如生活污水處理廠、中小型工廠（食品、飲料、釀造工廠）等。

運(yùn)輸用生物質(zhì)燃料應(yīng)用技術(shù)

運(yùn)輸用生物質(zhì)燃料技術(shù)開發(fā)，主要包括生物質(zhì)柴油與生物質(zhì)醇類技術(shù)兩類，其中生物質(zhì)醇類與木質(zhì)纖維素解聚技術(shù)相同。至于生物質(zhì)柴油的研發(fā)能力，除微藻產(chǎn)油技術(shù)（參見下節(jié)富油脂藻類養(yǎng)殖/采收技術(shù)）外，島內(nèi)研發(fā)重點(diǎn)則已由原先的甲醇?jí)A催化（氫氧化鈉）低溫常壓轉(zhuǎn)脂化技術(shù)轉(zhuǎn)至注重多元生物質(zhì)料源轉(zhuǎn)酯制程建立與其經(jīng)濟(jì)評(píng)估，包括固態(tài)催化床與超臨界流體轉(zhuǎn)酯化制程技術(shù)開發(fā)，預(yù)計(jì)可達(dá)到生物質(zhì)柴油產(chǎn)率>95%，回收甘油純度>95%及新型催化耐久性>6，000小時(shí)等前瞻效益。

木質(zhì)纖維素解聚/生物質(zhì)醇類技術(shù)

目前島內(nèi)木質(zhì)纖維素解聚技術(shù)尚處于研發(fā)驗(yàn)證階段，主要目標(biāo)系以整合上游木質(zhì)纖維素料源供應(yīng)，提供具競(jìng)爭(zhēng)力的本地產(chǎn)料源，降低生產(chǎn)成本，提高能源產(chǎn)出/投入比，以及建立噸級(jí)先導(dǎo)平臺(tái)。近年來技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)包括開發(fā)高效率、低成本的創(chuàng)新化學(xué)水解（離子溶液）及分離純化技術(shù)，與建立前處理酵素水解等兩方面，水解后并應(yīng)用于下游醇類發(fā)酵以產(chǎn)制生物質(zhì)燃料。

在后續(xù)醇類發(fā)酵技術(shù)方面，目前以開發(fā)具競(jìng)爭(zhēng)力的纖維素酒精/丁醇技術(shù)為主，研發(fā)著重于提升醣類發(fā)酵效率、增進(jìn)微生物/酵母菌在發(fā)酵環(huán)境的耐受度、提高醇類分離純化效率、整合水解與發(fā)酵制程，以及整廠能資源整合及再利用技術(shù)等，并根據(jù)先導(dǎo)廠的研究結(jié)果，進(jìn)行商業(yè)化工廠應(yīng)用評(píng)估及推動(dòng)企業(yè)建廠。一些研究機(jī)構(gòu)通過研發(fā)離子溶液化學(xué)解聚產(chǎn)醣技術(shù)結(jié)合丁醇生產(chǎn)技術(shù)，于2014年衍生推動(dòng)出新創(chuàng)企業(yè)，使纖維素丁醇技術(shù)逐步邁向產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。

富油脂藻類養(yǎng)殖/采收

由于微藻的生長(zhǎng)速率較植物快速，在各種生物質(zhì)物中，微藻具有生長(zhǎng)快速、可吸收二氧化碳、無毒性且不與糧爭(zhēng)地等特性與優(yōu)點(diǎn)，適合作為生物質(zhì)燃料資源作物加以開發(fā)，可作為生物質(zhì)柴油、生物質(zhì)醇類或生物質(zhì)燃油等料源。國(guó)際上未達(dá)微藻生物質(zhì)柴油商業(yè)化生產(chǎn)，主要由于油脂微藻在養(yǎng)殖及下游程序成本與投入能耗偏高所致。

依據(jù)經(jīng)濟(jì)評(píng)估，投資成本以微藻養(yǎng)殖設(shè)施所占比例最高，約整體所需成本60%，而微藻破壁/萃油則為能源消耗最多的程序，約占總能耗70%至80%。因此首要課題即為如何降低微藻養(yǎng)殖成本及開發(fā)低能耗微藻破壁/萃油技術(shù)。有鑒于此，近期島內(nèi)技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)包括低成本模組化袋式微藻養(yǎng)殖系統(tǒng)及大規(guī)模養(yǎng)殖、低能耗微藻生物破壁/藻油萃取與藻體殘?jiān)咧祷夹g(shù)等，并結(jié)合島內(nèi)廠商進(jìn)行微藻生物質(zhì)燃料規(guī)模化量產(chǎn)示范等。

表2及表3分別為臺(tái)灣島內(nèi)定置型生物質(zhì)能發(fā)電及熱利用技術(shù)與運(yùn)輸用生物質(zhì)燃料技術(shù)及未來的發(fā)展時(shí)程。未來在擴(kuò)大生物質(zhì)物料源方面，若掌握生物質(zhì)物應(yīng)用技術(shù)，將可創(chuàng)造并扶植相關(guān)產(chǎn)業(yè)，包括機(jī)械設(shè)備業(yè)、能源工程、環(huán)保工程與廢棄物資源回收企業(yè)，另一方面，配合臺(tái)當(dāng)局現(xiàn)有政策，如提高再生能源比例、開發(fā)自產(chǎn)能源、廢棄物處理、休耕農(nóng)地再利用、降低二氧化碳排放等，可引導(dǎo)開創(chuàng)島內(nèi)生物質(zhì)能技術(shù)的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)。

生物質(zhì)燃料料源技術(shù)發(fā)展現(xiàn)況與成果

固態(tài)廢棄物衍生燃料技術(shù)

臺(tái)灣工研院自1999年起開始研發(fā)固態(tài)廢棄物衍生燃料（簡(jiǎn)稱RDF-5）技術(shù)，2001年建立先導(dǎo)型實(shí)驗(yàn)工廠，其后完成多項(xiàng)廢棄物制成RDF-5可行性試驗(yàn)及混燒性能驗(yàn)證，還在花蓮縣豐濱鄉(xiāng)建造完成島內(nèi)第一座城市廢棄物固態(tài)衍生燃料制造示范廠，并于2004年6月正式啟用，完成示范運(yùn)轉(zhuǎn)，處理量為1000千克/小時(shí)。

自2002年迄今，該項(xiàng)技術(shù)已授權(quán)轉(zhuǎn)讓8家島內(nèi)廠商?，F(xiàn)階段，島內(nèi)以工業(yè)廢棄物為原料的RDF-5廠共有5家，總產(chǎn)能為14萬噸/年，產(chǎn)值新臺(tái)幣2.1億元/年。同時(shí)，臺(tái)灣工研院已完成移動(dòng)式生物質(zhì)材料造粒設(shè)備研發(fā)，驗(yàn)證其在農(nóng)林材料堆置場(chǎng)作業(yè)的可行性，對(duì)于生物質(zhì)物體密度提升有明顯助益，有利于燃料運(yùn)輸與儲(chǔ)放，以及推動(dòng)分散式生物質(zhì)料源體系運(yùn)作。未來，此技術(shù)也可整合應(yīng)用于臺(tái)當(dāng)局環(huán)保部門規(guī)劃的“焚化廠轉(zhuǎn)型為生物質(zhì)能源中心”，推動(dòng)區(qū)域性生物質(zhì)燃料制造與應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，帶動(dòng)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)投資商機(jī)，扶植本土再生能源生物質(zhì)能應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

生物質(zhì)燃料焙燒技術(shù)

目前，島內(nèi)生物質(zhì)燃料焙燒技術(shù)已完成實(shí)驗(yàn)室規(guī)模試驗(yàn)與分析，并建立焙燒系統(tǒng)先導(dǎo)廠。在2012年建立45千克/小時(shí)的旋轉(zhuǎn)窯干燥和焙燒整合系統(tǒng)，并完成農(nóng)林材料（柳杉木、稻稈與菇包廢料混合顆粒燃料）及城市垃圾的焙燒實(shí)驗(yàn)研究。在混合料源顆粒燃料焙燒研究結(jié)果中，產(chǎn)品熱值可提升20.7%，熱值可達(dá)4800千卡/千克，能源產(chǎn)出投入比為2.44。另外，臺(tái)灣大學(xué)相關(guān)科研人員也完成30千克/小時(shí)的連續(xù)式低溫裂解產(chǎn)制固體替代燃料先導(dǎo)設(shè)施建設(shè)，以生活垃圾經(jīng)蒸煮機(jī)械分選后的生物質(zhì)纖維、木本類（柳杉、銨樹）與稻稈等作為原料，并進(jìn)行低溫裂解測(cè)試，驗(yàn)證焙燒技術(shù)在島內(nèi)發(fā)展的可行性。

富油脂藻類養(yǎng)殖/采收

臺(tái)灣地處亞熱帶，四面環(huán)海，西部沿海地區(qū)氣候適合藻類養(yǎng)殖，微藻養(yǎng)殖可增加生物質(zhì)燃料料源，并兼具二氧化碳吸收或廢水處理的效益。此外，若配合南部沿海廢棄鹽田與沿海及近海地區(qū)未開發(fā)土地進(jìn)行油脂藻類養(yǎng)殖，更可解決農(nóng)地不足和生物質(zhì)燃料料源缺乏問題。臺(tái)灣水域中普遍存在的綠藻（學(xué)名Botryococcusbraunii）及硅藻（Nitzschia palea），其油脂含量在40wt%以上，極具潛力成為生產(chǎn)生物質(zhì)柴油的原料。藻類油脂除可作為生物質(zhì)柴油料源外，萃取油脂所剩余的藻體，可直接作為動(dòng)物飼料添加物，或經(jīng)快速裂解產(chǎn)制出可替代鍋爐用油的生物質(zhì)燃油，進(jìn)而降低生物質(zhì)柴油產(chǎn)制成本。

在開發(fā)微藻生物質(zhì)能源上下游技術(shù)方面，島內(nèi)多家公司已合作完成戶外養(yǎng)殖試驗(yàn)，開發(fā)出尖峰產(chǎn)率可達(dá)41.6克/平方米/日，且經(jīng)年產(chǎn)率達(dá)20克/平方米/日以上的噸級(jí)模組化袋式微藻培養(yǎng)原型系統(tǒng)，以及含油量達(dá)70wt%的基改微藻開發(fā)。此外，也還研發(fā)出自厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫與甲烷系統(tǒng)，將生物性二氧化碳用于培養(yǎng)微藻，開創(chuàng)另一油藻來源。

在下游技術(shù)研究方面，已完成采收濃度達(dá)150克/升及能耗0.34千瓦小時(shí)/立方米多層帶濾采收系統(tǒng)與油脂萃取率>90%的高壓二氧化碳濕藻泥連續(xù)萃取技術(shù)開發(fā)，并依據(jù)研究成果，模擬年產(chǎn)10，000噸藻油制程放大工程概念設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)評(píng)估，以提供微藻產(chǎn)油技術(shù)開發(fā)規(guī)劃。通過此項(xiàng)研發(fā)計(jì)劃，與臺(tái)灣水試所東港生技中心合作共同開發(fā)微藻生物質(zhì)能技術(shù)，并已于2012年11月底在屏東縣東港生技中心舉辦聯(lián)合成果發(fā)表會(huì)，展現(xiàn)成果已具世界水準(zhǔn)，對(duì)將來微藻生物質(zhì)能源量產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

2012年起，臺(tái)灣科技人員就排放的煙道氣進(jìn)行微藻固碳與利用技術(shù)研究，建立模組化袋式光合反應(yīng)系統(tǒng)作為微藻培養(yǎng)系統(tǒng)，并進(jìn)行戶外的微藻固碳培養(yǎng)、采收探討與能源應(yīng)用評(píng)估；同時(shí)，為提升其經(jīng)濟(jì)效益與競(jìng)爭(zhēng)力，以類似“植物工坊”方式培養(yǎng)含高單價(jià)物質(zhì)微藻，規(guī)劃其整體產(chǎn)業(yè)應(yīng)用模式，吸引有興趣廠商投入相關(guān)研究與投資，作為微藻能源于短期間內(nèi)可茲應(yīng)用及推動(dòng)模式。

現(xiàn)階段島內(nèi)研究機(jī)構(gòu)正在針對(duì)微藻能源利用關(guān)鍵技術(shù)積極研發(fā)，短期若成功研發(fā)出高效率低成本光合反應(yīng)系統(tǒng)、低能耗（能耗降至微藻熱含量20%以下）與成本的下游采收萃油技術(shù)，將可應(yīng)用于適合微藻生長(zhǎng)區(qū)域，以獲得低成本藻體（小于新臺(tái)幣35元/公斤），克服藻類能源應(yīng)用障礙，具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力。若在沿海電廠附近設(shè)置養(yǎng)殖場(chǎng)，更可利用藻類光合作用，每公頃每年可減少二氧化碳?xì)怏w排放40至80噸；若建立可行微藻生物精煉模式與產(chǎn)業(yè)發(fā)展，更可形成一巨大微藻固碳及產(chǎn)業(yè)利用模式，且可擴(kuò)展至海外應(yīng)用。

生物質(zhì)燃料轉(zhuǎn)換技術(shù)發(fā)展現(xiàn)況與成果

木質(zhì)纖維素生物質(zhì)醇類燃料技術(shù)

由于目前島內(nèi)尚無生物質(zhì)醇類廠，為評(píng)估生物質(zhì)酒精于島內(nèi)實(shí)施的可行性，臺(tái)當(dāng)局自2007年9月推動(dòng)“綠色公務(wù)車先行計(jì)劃”，在臺(tái)北市規(guī)劃設(shè)立8座加油站，以雙軌模式提供E3酒精汽油（即市售車用汽油中摻配3%生物質(zhì)酒精）供民眾選用，且規(guī)定位于臺(tái)北市內(nèi)的公務(wù)機(jī)關(guān)適用車輛必須使用E3酒精汽油。

此外還規(guī)定，自2009年7月起推動(dòng)北高都會(huì)區(qū)E3推動(dòng)計(jì)劃，在高雄市新增6座加油站，臺(tái)北高雄兩市總計(jì)14座加油站以雙軌模式提供E3酒精汽油供民眾選用。為推廣其使用，還提供其他優(yōu)惠措施給車主。因現(xiàn)階段島內(nèi)缺乏自產(chǎn)料源和生物質(zhì)醇類制造廠，以及老舊車輛使用生物質(zhì)醇適用性有顧慮等問題，因而持續(xù)在北高兩市14座加油站進(jìn)行E3酒精汽油示范運(yùn)行工作。未來在自產(chǎn)供應(yīng)系統(tǒng)建設(shè)完成后，將可推動(dòng)全面供應(yīng)生物質(zhì)醇類計(jì)劃，以促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

纖維素醇類技術(shù)為世界各國(guó)和地區(qū)所重視的生物質(zhì)燃料轉(zhuǎn)換研發(fā)項(xiàng)目，對(duì)木質(zhì)纖維素衍生醇類燃料技術(shù)尚處于前期研發(fā)階段，目前臺(tái)灣核能研究所已完成噸級(jí)纖維酒精測(cè)試廠的設(shè)立，研發(fā)重點(diǎn)為噸級(jí)測(cè)試?yán)w維酒精量產(chǎn)技術(shù)與制程技術(shù)開發(fā)，以同步水解與發(fā)酵程序?yàn)閲嵓?jí)廠測(cè)試方向，驗(yàn)證整廠運(yùn)轉(zhuǎn)的順暢性及改善各單元系統(tǒng)的效能，以提升單位纖維原料的酒精產(chǎn)量與降低制程成本，并規(guī)劃建設(shè)日處理量30噸生物質(zhì)料源的纖維酒精示范廠，作為后續(xù)建立年產(chǎn)量1億升纖維酒精商轉(zhuǎn)廠的基礎(chǔ)。

該所還完成木質(zhì)纖維素離子溶液化學(xué)解聚產(chǎn)醣技術(shù)研究，用以進(jìn)行生物質(zhì)丁醇生產(chǎn)技術(shù)的制程開發(fā)，因其創(chuàng)新技術(shù)、高轉(zhuǎn)化效率、低成本等優(yōu)勢(shì)，極具全球競(jìng)爭(zhēng)力，并獲得2013年全球百大科技研發(fā)獎(jiǎng)（2013 R&D 100 Award）肯定。該所現(xiàn)正在與企企業(yè)合作，希望通過先導(dǎo)噸級(jí)木質(zhì)纖維素離子溶液解聚產(chǎn)醣系統(tǒng)，結(jié)合新制程生物質(zhì)丁醇先導(dǎo)廠的設(shè)立，以完成生物質(zhì)丁醇技術(shù)新制程最適規(guī)模、能源效益及生產(chǎn)成本等相關(guān)評(píng)估，作為后續(xù)設(shè)立新制程生物質(zhì)丁醇商業(yè)化工廠工程設(shè)計(jì)與研發(fā)制程技術(shù)的基礎(chǔ)。

厭氧發(fā)酵/光合作用產(chǎn)氫

國(guó)際上研究生物產(chǎn)氫技術(shù)已有數(shù)十年歷史，臺(tái)灣投入該領(lǐng)域研究也超過10年，由研究趨勢(shì)來看，理論基礎(chǔ)已趨于完備，現(xiàn)今各國(guó)和地區(qū)正在積極研發(fā)應(yīng)用性和實(shí)用化技術(shù)。目前對(duì)生物質(zhì)產(chǎn)氫研究開發(fā)已從單一人工基質(zhì)基礎(chǔ)研究逐漸轉(zhuǎn)向開發(fā)新一代非糧料源應(yīng)用技術(shù)。例如島內(nèi)高校研究機(jī)構(gòu)針對(duì)啤酒廠廢麥粕及廢酵母等固態(tài)廢棄物，進(jìn)行生物產(chǎn)氫與產(chǎn)甲烷串聯(lián)的研究。其他一些企業(yè)也在開展復(fù)合生物產(chǎn)氫技術(shù)開發(fā)，針對(duì)產(chǎn)業(yè)廢水與廢棄物進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化回收制造氫氣能源，已完成多種不同產(chǎn)業(yè)排出有機(jī)廢水氫能回收評(píng)估，并開始進(jìn)行產(chǎn)氫程序開發(fā)。

臺(tái)灣部分科研機(jī)構(gòu)在本土產(chǎn)氫菌種篩選、產(chǎn)氫生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)及菌種結(jié)構(gòu)分析等厭氧生物技術(shù)方面已獲得出色成果，所開發(fā)的顆粒污泥/固定化細(xì)胞系統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)氫技術(shù)，使用簡(jiǎn)單分子（蔗糖）發(fā)酵的產(chǎn)氫速率高達(dá)360升/升/日，而大分子（淀粉）發(fā)酵的產(chǎn)氫速率高達(dá)48升/升/日，并于2005年開始厭氧生物氫能技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究，建立1座0.4噸規(guī)模生物產(chǎn)氫模場(chǎng)，并成功開發(fā)高速率厭氧生物產(chǎn)氫模場(chǎng)技術(shù)，且完成0.4噸產(chǎn)氫槽、2.5噸甲烷槽與0.2噸微藻固碳槽先導(dǎo)工場(chǎng)，并在2011年將其升級(jí)為綠色氫加氫站，提供氫燃料電池車加氫示范之用。目前已將技術(shù)推廣至企業(yè)，正在興建生物產(chǎn)氫示范驗(yàn)證廠，進(jìn)行飲料廢水生物產(chǎn)氫轉(zhuǎn)化收回生物質(zhì)能源技術(shù)商業(yè)化評(píng)估工作。

生物質(zhì)柴油制造技術(shù)

依臺(tái)當(dāng)局“石油管理法”第38條規(guī)定，生物質(zhì)柴油系指以動(dòng)植物油或廢食用油脂，經(jīng)轉(zhuǎn)化后所產(chǎn)生的酯類，直接使用或混合市售柴油使用作為燃料。目前島內(nèi)企業(yè)已掌握利用廢食用油轉(zhuǎn)換為生物質(zhì)柴油技術(shù)，臺(tái)當(dāng)局規(guī)定自2010年起，島內(nèi)販?zhǔn)圮囉貌裼捅仨殦脚?%生物質(zhì)柴油（B2），生物質(zhì)柴油年使用量約1億升?，F(xiàn)階段臺(tái)當(dāng)局正在努力擴(kuò)大島內(nèi)油脂原料來源，積極規(guī)劃推動(dòng)休耕地、云彰黃金廊道等用于能源作物栽種，并組織開展微藻產(chǎn)油等關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)，希望能提高生物質(zhì)柴油自主原料來源。

目前島內(nèi)商業(yè)化應(yīng)用所使用的制造技術(shù)為轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)，即利用醇與三酸甘油酯化學(xué)反應(yīng)，依使用催化型態(tài)可區(qū)分為均相催化與非均相催化，其商業(yè)化制程以均相催化堿制程為主，但因生產(chǎn)流程復(fù)雜、需回收醇類、難回收酯化產(chǎn)物、產(chǎn)生廢堿液、耗能較高等問題，近年來已朝非均相催化催化轉(zhuǎn)酯化技術(shù)發(fā)展。以利用微生物分泌的脂肪分解酵素（也稱脂肪酶）為生物催化及固態(tài)酸、堿催化為例，優(yōu)點(diǎn)為反應(yīng)條件較溫和且產(chǎn)物回收容易，然而非均相催化催化活性較低，且容易受毒害而失活，故島內(nèi)尚無以非均相催化產(chǎn)制生物質(zhì)柴油商業(yè)化生產(chǎn)廠。因此，開發(fā)高催化活性及使用壽命長(zhǎng)的非均相催化為重要研究課題。

有關(guān)生物質(zhì)柴油制造生產(chǎn)與應(yīng)用方面，臺(tái)灣在2004年建立島內(nèi)第一座3000噸/年以上的生物質(zhì)柴油生產(chǎn)示范廠。目前島內(nèi)已核準(zhǔn)生產(chǎn)生物質(zhì)柴油的廠商共有11家。在生物質(zhì)柴油推廣應(yīng)用方面，臺(tái)當(dāng)局能源管理部門自2006年起在島內(nèi)陸續(xù)推動(dòng)“能源作物綠色公車計(jì)劃”及“綠色城鄉(xiāng)應(yīng)用推廣計(jì)劃”，在2008年7月實(shí)施島內(nèi)全面供應(yīng)B1 生物質(zhì)柴油計(jì)劃，使臺(tái)灣成為亞洲第一個(gè)無需補(bǔ)助而全面使用生物質(zhì)柴油的地區(qū)，并于2010年7月起將生物質(zhì)柴油摻配比例提高為2%（B2），生物質(zhì)柴油年總使用量約1億升，統(tǒng)計(jì)2013年度島內(nèi)生物質(zhì)柴油供給量約9600萬升，占年總使用量的比例約92%。

厭氧發(fā)酵產(chǎn)制甲烷

沼氣生成是利用微生物在厭氧條件分解有機(jī)物成為甲烷、二氧化碳及少量硫化氫等氣體，其中甲烷氣占比約50%至80%，為提供熱能主要成分。目前臺(tái)灣沼氣能源生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，但在實(shí)際應(yīng)用上，尚需考量純化與除硫等工程問題。在商業(yè)應(yīng)用方面，主要為垃圾掩埋場(chǎng)沼氣發(fā)電、公民營(yíng)養(yǎng)豬企業(yè)與食品企業(yè)沼氣發(fā)電。

臺(tái)當(dāng)局經(jīng)濟(jì)管理部門于2013年1月發(fā)布《沼氣發(fā)電系統(tǒng)推廣計(jì)劃補(bǔ)助作業(yè)要點(diǎn)》，計(jì)劃申請(qǐng)期程為2013年至2016年，經(jīng)核定之后沼氣發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)置期限為2年，示范運(yùn)行3年。目的是藉由臺(tái)當(dāng)局與地方部門共同合作推動(dòng)多元料源集運(yùn)機(jī)制及沼氣發(fā)電系統(tǒng)設(shè)立與運(yùn)行，解決產(chǎn)源分散、不易收集等問題，同時(shí)提高沼氣發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到經(jīng)濟(jì)規(guī)模，提升企業(yè)設(shè)置意愿，推廣沼氣發(fā)電的應(yīng)用，以加速再生能源發(fā)電目標(biāo)的達(dá)成。

在沼氣發(fā)電系統(tǒng)推廣方面，臺(tái)當(dāng)局2013年通過補(bǔ)助屏東縣及彰化縣，建設(shè)沼氣發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量合計(jì)390千瓦，預(yù)估每年發(fā)電可達(dá)252萬度以上，節(jié)省電費(fèi)約新臺(tái)幣708萬元，二氧化碳減量每年約1350噸。未來臺(tái)當(dāng)局將依“再生能源發(fā)展條例”持續(xù)鼓勵(lì)妥善利用現(xiàn)有農(nóng)牧廢棄物、廢（污）水處理廠產(chǎn)出的沼氣，預(yù)計(jì)2030年完成開發(fā)沼氣發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)26兆瓦。

熱裂解技術(shù)

島內(nèi)研究機(jī)構(gòu)在廢棄物熱裂解產(chǎn)油技術(shù)開發(fā)方面，已開發(fā)出流體化床快速裂解技術(shù)，建立廢塑料處理量20千克/小時(shí)裂解產(chǎn)油示范系統(tǒng)，并獲多項(xiàng)專利，分別授權(quán)島內(nèi)企業(yè)。目前正結(jié)合公益團(tuán)體以建立廢塑料袋收集體系，利用塑料裂解產(chǎn)油技術(shù)生產(chǎn)塑料再生油，可用于發(fā)電燃料或作為工業(yè)鍋爐的燃料。島內(nèi)每年塑料袋產(chǎn)量約18萬噸，粗估每年將近生產(chǎn)24億個(gè)塑料袋，目前無適當(dāng)廢棄塑料袋回收機(jī)制。以處理島內(nèi)1%廢塑料袋、產(chǎn)油率60wt%估計(jì)，產(chǎn)油量可達(dá)1350萬噸油當(dāng)量。塑料再生油的產(chǎn)值以柴油每公升32.4元計(jì)，相當(dāng)于每年新臺(tái)幣4374萬元再生燃料油產(chǎn)值。此部分或可結(jié)合現(xiàn)有資源回收體系，擴(kuò)大廢塑料袋回收管道，并結(jié)合中游廢塑料裂解技術(shù)而逐步達(dá)成。

在農(nóng)林材料利用方面，已完成處理量1.44噸/日快速裂解先導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)置與測(cè)試，林業(yè)材料產(chǎn)油率大于65wt%、農(nóng)業(yè)材料產(chǎn)油率大于50wt%，可作為未來商業(yè)化設(shè)計(jì)與運(yùn)轉(zhuǎn)依據(jù)。為推動(dòng)生物質(zhì)裂解油于工業(yè)應(yīng)用，島內(nèi)企業(yè)已建立生物質(zhì)物處理量每小時(shí)30公斤裂解產(chǎn)油設(shè)備，未來建設(shè)商業(yè)化裂解系統(tǒng)所生產(chǎn)的裂解油將取代化石燃油，以降低鋼鐵廠所產(chǎn)生的大量二氧化碳。

此外，臺(tái)灣中油公司基于以生物質(zhì)油替代部分工業(yè)燃料油構(gòu)想，研究在工業(yè)燃料油中添加1%至2%生物質(zhì)裂解油可行性，未來更規(guī)劃建立年產(chǎn)1萬噸生物質(zhì)裂解油示范廠，產(chǎn)制的生物質(zhì)燃料油對(duì)于減少工業(yè)燃料油所產(chǎn)生的二氧化碳排放可做出具體貢獻(xiàn)。

氣化技術(shù)

島內(nèi)研究機(jī)構(gòu)在廢棄物氣化利用技術(shù)發(fā)展方面，已進(jìn)行稻殼氣化回收熱能研究，開發(fā)出10千瓦下吸式稻殼氣化反應(yīng)爐，以及900千瓦先導(dǎo)型循環(huán)式流體化床氣化爐，同時(shí)也開發(fā)完成300千瓦農(nóng)業(yè)氣化利用示范系統(tǒng)，有助于開發(fā)本土生物質(zhì)物氣化發(fā)電系統(tǒng)。另一方面，還建立進(jìn)料每日2噸煤炭的壓力式挾帶床氣化系統(tǒng)，并進(jìn)行生物質(zhì)物與煤炭混合氣化的技術(shù)開發(fā)，預(yù)期可建立本土化的氣化技術(shù)，并逐步擴(kuò)大至產(chǎn)業(yè)利用，建置工業(yè)區(qū)氣化廠為目標(biāo)。此外，臺(tái)灣核能研究所也已建立日處理量2噸生物質(zhì)物的先導(dǎo)型電漿生物質(zhì)物氣化發(fā)電研發(fā)系統(tǒng)，未來將持續(xù)進(jìn)行系統(tǒng)放大研究。