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台灣生質能源發展之現狀與展望 台灣化學科技產業協進會 2008.4.23

台灣生質能源發展之現狀與展望 台灣化學科技產業協進會 2008.4.23. 台灣纖維酒精 董事長高成炎. 世界地球日，全球發燒誰之過？. 工商時報：能源國家行科技計畫，明年啟動，預計五年內要投入新台幣 300 億元的預算。 聯合晚報：生質能源，農委會踩煞車。大豆成本高，向日葵量產低，油菜病蟲害多。沈世宏（新任環保署長）表示：不與農地相爭。陳武雄（新任農委會主委）：台灣土地太小，沒有條件種植生質能源作物，不如大量造林。 三立新聞：一棵大樹一年吸收 12 公斤二氧化碳 (?) 台灣纖維酒精原料：一公頃狼尾草一年鮮重 350 噸以上，即 50 乾噸。約 110 噸之二氧化碳。.

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台灣生質能源發展之現狀與展望 台灣化學科技產業協進會 2008.4.23

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  1. 台灣生質能源發展之現狀與展望台灣化學科技產業協進會2008.4.23台灣生質能源發展之現狀與展望台灣化學科技產業協進會2008.4.23 台灣纖維酒精董事長高成炎

  2. 世界地球日，全球發燒誰之過？ • 工商時報：能源國家行科技計畫，明年啟動，預計五年內要投入新台幣300億元的預算。 • 聯合晚報：生質能源，農委會踩煞車。大豆成本高，向日葵量產低，油菜病蟲害多。沈世宏（新任環保署長）表示：不與農地相爭。陳武雄（新任農委會主委）：台灣土地太小，沒有條件種植生質能源作物，不如大量造林。 • 三立新聞：一棵大樹一年吸收12公斤二氧化碳(?) • 台灣纖維酒精原料：一公頃狼尾草一年鮮重350噸以上，即50乾噸。約110噸之二氧化碳。

  3. 太陽能 風能 電力 取代對象： 煤、石油、天然氣 　核能 生質能 電力 車用燃料 取代對象： 煤、石油、天然氣 　核能 再生能源的架構 再生能源依照取代對象，可分為取代電力與取代汽油（車用燃料）兩大類： 機動車輛在可見的未來仍然只能使用【內燃機】為主要動力，而因應此一需求，可使用的再生能源必須是【液態】方能儲存、攜帶於車輛中

  4. 生質能如何變成替代燃料？ 牧草、蔗渣、 各式農業廢棄物、輪胎與汽車處理廢棄物 生質 Biomass 汽化重組 脫水造粒 熱裂解 生質煤材 Green-Coal 生質油料+焦炭 Bio-oil+Char 生質燃料 Bio-fuel 技術門檻：低 產品價值：低 技術門檻：中 產品價值：中 技術門檻：高 產品價值：高

  5. 生物質之熱/化學轉化

  6. 生物質高溫熱化學轉化 乾 燥 濕生物質→乾生物質+水 熱 裂 解 生物質→裂解氣+焦炭 燃 燒 C+O2 CO2 4H+O2 2 H2O CnHm+(n/2+m/4) nCO2 + m/2 H2O 還 原 C+CO2 2CO C+HO2 CO+H2 CnHm+nH2O nCO+(m/2+n)H2 CnHm+nHO2 2nCO+ m/2H2 產物 水 焦油 甲烷 二氧化碳 水 熱 ㄧ氧化碳 氫氣

  7. 生物質氣化之Biorefinery 熱 量 及 電 力 加熱爐 氣渦輪機 生 物 質 前 處 理 氣 化 爐 內 燃 式 引 擎 氣 體 清 淨 生物轉化 燃料及 化學品 觸媒轉化

  8. 氣化法(Gasification)簡介 一氧化碳與氫氣為主 之混合氣體 • 何謂合成氣 • 合成氣的運用 工業上合成氣可以用來燃燒生熱，或者進行熱化學合成物重組，形成不同工業原料。煤化學的重要轉換過程。

  9. 合成氣轉換為液態燃料的方式 • 合成氣主成分為一氧化碳（CO）和氫氣（H2），是一種具有熱值的可燃性混和氣體。可以經由兩種主要方式加工後，轉變為液態燃料。 • 熱化學工法(thermo-chemical)：將高溫合成氣中放入貴金屬觸媒，經由化學作用後轉變為液態燃料的酒精或柴油。此為歐美生物質能源公司主要的生物質燃料製作方式。 • 生物工法(biological)：將合成氣作為餵料，經由特殊細菌處理之後，產生乙醇及其他生物代謝副產物。

  10. 美國能源部DOE的補助與支持 • 2007年2月，美國能源部總共補助了3億8千5百萬，給六家生質能源公司。 • 其中四家將醣類從非食物類植物分離出來之後，繼續發酵製作酒精。 • 另外兩家是先將生物質以汽化方式變成合成氣。其中一家公司是以熱化學方式經觸媒轉換為酒精。 • 與本公司合作的公司，則是將產生的合成氣，餵予厭氧細菌產生酒精。是受補助的六家中唯一結合化工與生物製成的公司。

  11. 主要製造流程圖 先將生物質氣化之後，將合成氣導入生物反應器。以氣化爐產生的廢熱形成蒸汽，供應工廠所需的動力。再將氣化爐反應後的混合物送入細菌過濾槽，隨後送進純化裝置中，以分子篩或其他方式純化出99.5%的酒精成品。

  12. 進料設備及流程

  13. 兩段式氣化爐設計 CO H2

  14. 厭氧菌合成氣之發酵反應與化學計量

  15. 選擇氣化發酵工法的優點 • 依據本公司TCHC在2007年11月參訪美國六家技術廠商的結果，發現氣化後以生物工法製程有三項優點： • 低壓製造：生物技術其壓力只需2-3大氣壓即可進行。 • 市場區隔：氣化轉生物製程的方式為合成氣生產後以生物工法轉換酒精，與目前市面上常見的醣類發酵法，或者汽化觸媒合成法皆不同，可以增加技術上的競爭性。 • 技術升級：TCHC提供技術升級的合作方針。未來將對台灣的生物科技發展，提供技術上增進的空間。

  16. 台灣一定要做生質燃料 • 振興農村經濟 • 農村勞動力老化，農民持有農地零碎化，農家所得僅為非農家的75％。全年休耕的土地超過15萬公頃，超過全國農地的五分之一。 • 減緩溫室效應 • 台灣的CO2排放總量，佔全球的1％，人均排放量更名列全球第11位。在京都議定書與巴里島路線圖之後，CO2減排將是我國重要課題

  17. 台灣一定要做生質燃料 • 國家能源自主 • 台灣幾乎不能自產能源。超過98.7％的能源仰賴進口。其中石油佔54％、核能8％、煤炭37％，非常不利國家戰略安全。 • 發展綠金產業 • 隨著石油耗竭，新興國家擴大需求，高油價、高煤價格的時代已經來臨。更逢溫室氣體效應造成全球氣候變遷，發展綠能產業刻不容緩。

  18. 狼尾草台灣能源草一號 狼尾草台灣能源草一號（NapiergrassTaiwanEnergyGrassNo.1）是台灣纖維酒精有限公司和行政院農委會畜試所產學合作開發。 經台灣大學慶齡研究中心熱重分析顯示： 乾物質中含碳率超過40％，HHV在4300～4500Kcal/Kg

  19. 將獲得第二代生質燃料技術授權 • 利用非糧食作物，不與人民爭食 • 避免利用食物和飼料用的澱粉產製燃料酒精，我們利用休耕地種植能源作物，並採用第二代纖維素酒精製程。 • 氣化技術結合發酵法產酒精 • 我們即將取得美國能源部2007年評選補助3億8700萬美金的六家纖維素酒精技術公司之一的商業授權，可在台灣建廠。

  20. 6萬公頃就可達成E10目標 • E10目標 • 在市售汽油中添加10％酒精。我國每年汽油使用量約1000萬公秉。E10創造需要每年100萬公秉的酒精內需市場。 • 利用前述高產量能源作物及先進能源轉換技術，我國農地平均每公頃可產生16.7公秉的酒精。因此僅需6萬公頃，也就是休耕地的40％就可達成E10目標。

  21. 15E10計畫減少CO2排放並強化國家能源自主 • 我國能源自給率提高3倍 • 石油佔我國能源54％，其中70％作為交通燃料，汽油又佔其中2/3。若替代10％汽油，可以提高2.5％的能源自給率，達到3.75％，增加為3倍。 • 創造每年5 億的碳權市場 • 100萬公秉酒精，可替代70萬公秉汽油。預計可減少154萬噸的CO2排放量。在每公噸排放權6 至10 美金時，每年創造3 至5 億碳權市場。

  22. 台灣將成為生質燃料中心 • 最便宜的原料基地：東南亞 • 東南亞地區農工成本為台灣的十分之一，農地租金成本為百分之一，台灣可廣設「生質油田」，進口廉價原料。 • 最好的市場價格：日本、韓國 • 日本與韓國政府亦公告酒精汽油政策，需求量更甚台灣市場，且無能力自行生產，酒精價格亦高於台灣。 • 最高的生產技術：台灣 • 台灣擁有最佳的熱帶植物育種和種植的農業技術，現在又取得美國能源部首選之能源轉換技術之授權。

  23. 感謝聆聽，敬請指教

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