另外, 台灣對於生質酒精加工生產製程, 其實也是一點都不陌生,早在二次世界大戰後期, 美國等盟軍切斷日本的石油補給線後, 日本三菱重工就曾經徵用台灣台南所生產的蔗糖, 製造生質酒精, 作為車輛的燃料來使用! 而台糖在台南新營使用糖蜜製造食用酒精( 酒精純度95% )的加工廠, 年產能有2萬公秉; 也一直運作到2004年, 才因為市場競爭力不足而停工!
不過台糖已經整軍精武, 蓄勢待發, 預計2006年3月將開始小規模的試著製作生質酒精, 結合已有的食用酒精生產技術, 積極建立生質酒精的的後段製程, 酒精脫水純化, 也就是無水酒精( 一般酒精純度99.5%以上 )製取的量產技術; 台糖預計每次實驗製程, 可以製作5到10噸的生質酒精.
目前, 製取無水酒精的方法有許多, 其中利用可吸附酒精中水份的沸石, 當成分子篩, 循環脫水, 製取無水酒精的方法; 優點是產量大,純度高,品質穩定, 而且耗能少, 沒有處理添加劑等環境污染問題!
另外, 共沸脫水法是大規模生產無水酒精最通用的方法; 將苯( 有毒, 工業用 )或環已烷、乙二醇醋酸鉀作脫帶劑, 加入酒精與水之中, 構成水、酒精、苯三元共沸物; 蒸餾後, 水會被三元共沸物帶走, 塔底得到的便是無水酒精! 此外, 使用氯化鈣或醋酸鈉; 或者利用甘油、乙二醇、醋酸鉀乙二醇等當當脫水劑, 吸掉酒精中的水,也可以得到無水酒精
!從土地燃料產量的角度來看,無論是種植甘蔗(5,600公升∕公頃)、甘藷(4,500公升∕公頃)、玉米(3,000公升∕公頃)、木薯(6,000公升∕公頃),每公頃所能產生的生質酒精產量,皆遠超過大豆(600公升∕公頃)、油菜(1,100公升∕公頃)、向日葵(1,200公升∕公頃)每公頃所能產生的生質柴油產量,從農業土地利用的角度而言,若農民在同樣的土地面積花費相同的耕種時間與投入成本,種植製造生質酒精作物的產值,理論上必定會超過種植製造生質柴油作物的產值,而對照目前的實際狀況亦是相符
目前農政單位所推動的能源作物僅限於大豆、向日葵及油菜等3種,為鼓勵休耕田種植能源作物,政府每公頃撥付之給付金額最高為60,000元,其中45,000元為環境給付(等同於休耕直接給付),資材與生產作業費之補助最高為15,000元。對於農民種植能源作物,如按規定繳交收穫籽實基準量,每期作每公頃即可獲得資材與生產作業費15,000元,有關基準量的訂定則依各地區不同作物實際坪割量之成數訂定,95年春作依農業試驗改良場所坪割大豆、向日葵及油菜坪割量之九成、五成及二成計算。依農業試驗改良場所提供台南縣繳交大豆坪割量為每公頃2,000公斤,則大豆繳交基準量為每公頃1,800公斤,若(一)農民每公頃繳交2,000公斤大豆籽實,則資材與生產作業費可得15,000元;(二)農民每公頃繳交1,500公斤大豆籽實,則資材與生產作業費為12,500元(15,000元×1,500公斤)/1,800公斤=12,500元)。
大豆一年可三收,其種子產量每公頃約2.5公噸,生質柴油的之轉化率為25﹪,每期每公頃約可生產0.6公噸的生質柴油,全年1.8公噸,則政府對每公斤生質柴油的補助為16.7元。
如以生產酒精之能源作物甘蔗和甘藷來分析,每公頃甘蔗年產量60公噸,酒精轉化率為8﹪,每年每公頃可生產酒精約5公秉,如補助資材與生產作業費每期仍為15,000元,一年兩期為30000元,則每公升甘蔗酒精的補助為6.25元。甘藷生長期約5個月每公頃產量約24公噸,全年每公頃甘藷57.6公噸,酒精轉化率為12.5﹪,每年每公頃可生產酒精約7.2公秉,如補助資材與生產作業費每期仍為15,000元,一年兩期為30000元,則每公升甘藷酒精的補助為4.16元。
另外從農民收益的角度分析,由於甘蔗的生產成本較其他作物高,因此近年來除了台糖公司自有農場外,農民種植甘蔗的面積很少。至於大豆的價格,只能以進口價格作為評估,2003年每公斤黃豆進口價為8.64元(0.27美元/公斤*32元/美元),農民種植大豆的籽實收入為21,600元(2.5×8,640)加上政府補助共計可獲得81,600元的毛收益。如種植甘藷,按照農委會93年的農產品生產成本費用估計,每公頃的農家賺款為216,375元,比大豆的毛收益還高。
假設表二之能源作物,每期每公頃均可獲得資材與生產作業費之補助15,000元則由每公斤生質能源的補助金額來比較,可看出甘藷的補助金額最低,每公頃所生產的生質能源也最高,此外,甘藷在2004年的種植面積雖只有8177公頃,但它是台灣早期的主要雜糧作物,很適合本土氣候和土壤,栽培容易,生長期又短,在油價日益高漲的未來,甘藷是一項很值得加以重視的能源作物。
各國對農業轉型
所採行之方向
近年來由於油價不段的上漲,紐約市場西德州中級原油每桶從2004年1月的平均34.23美元上漲至2005年12月的59.45美元,上漲73.7﹪,另為了因應京都議定書的決議,減緩地球暖化趨勢,歐盟和美國等工業化國家均積極尋找替代性能源,生質燃料對於減少溫室氣體的排放、提升去碳化效率、使能源供給多樣化,並能提供鄉村新的財源,歐盟在2006年2月提出最新的歐盟生質燃料策略,並提出了七大策略主軸,包括:刺激需求、環境保護、鼓勵生產、確保原料供給、活絡交易、技術支援發展中國家、鼓勵研究發展。保守估計能夠在2010年之後使生質燃料成本降低約三成。因此在歐盟第七期研究架構(2007–2013)計畫中,也相當著重生質能源與生技糧食產業的研究。生質柴油是油菜花籽所製作出來的植物油應用於柴油引擎,歐盟地區使用此一能源的比例約佔總能源使用量的百分之二左右,預計到西元2010年使用此種生質能源的比例可以達到百分之五點七五。
美國從1970年代能源危機以來,決策者已經不斷的在農作物方面尋找作為能源供給的來源,在立法方面已通過鼓勵在生能源的生產,並提供資金研發玉米酒精(Ethanol)、生質柴油、太陽能和風力發電、以及生物產品等,為因應油價的上漲及環境所關切的問題,美國國會通過兩個重要法案,提供發展再生能源的誘因,即2002年的農業法案首次包含能源標題及通過2005年能源政策方案,玉米酒精是目前最普遍的生質燃料,玉米酒精雖是汽油的替代品,它曾經被用來作為汽油的添加劑降低氣體排放的傷害提升燃料效果,在2005年美國玉米的產量大約14﹪作為生產玉米酒精,美國農部估計至2016年美國玉米的產量作為生產玉米酒精的數量將增加為23﹪。生質柴油在美國是屬於起步階段,通常是和柴油混合,比率在20﹪以下,2005年從大豆油所生產出來的生質柴油有91百萬加崙。
結論
在能源日益窘困的未來,各國無不竭盡所能尋找替代再生能源,我國雖已開始利用休耕田區來種植生質能源作物,但還是屬於起步階段,如能將能源作物擴及到甘藷,不但可充分利用農地資源,同時又可取代一部分能源的進口,甘藷之能源作物的生產對勞動力和水資源的需求較少,潛在收益卻很高,對改善農業經營體質和提升農村經濟,具有相當大的貢獻潛力,值得農政單位加以重視。《《
▲幾年休耕下來,種稻面積減少了,但整個農糧產業也跟著下降,政府的負擔卻逐年增加,農民的認同度也不高。
攝影.李明席
表一:農產總值和稻米產值占農業總產值之變動概況
- 年別
- 農業總產值
- 農產總值:
- 稻米產值
- (千元)
- (千元)
- 占總產值%
- (千元)
- 占總產值%
- 2000
- 363,791,073
- 165,214,487
- 45.41
- 34,669,549
- 9.53
- 2001
- 352,689,979
- 160,758,570
- 45.58
- 32,828,360
- 9.31
- 2002
- 350,477,906
- 151,853,269
- 43.33
- 32,018,299
- 9.14
- 2003
- 357,884,755
- 147,274,670
- 41.15
- 28,341,530
- 7.92
- 2004
- 386,521,122
- 162,300,578
- 41.99
- 27,510,620
- 7.12
- 成長率
- 1.53%
- -0.44%
- -5.62%
資料來源:農業統計年報
表二:各種能源作物每公頃之生質能源產量與補助金額
- 能源作物
- 產量(公噸)
- 能源轉化率﹪
- 能源(公噸)
- 補助:元/公斤
- 大豆
- 2.5
- 25
- 1.8
- 16.7
- 甘蔗
- 60
- 8
- 5
- 6.25
- 甘藷
- 57.6
- 12.5
- 7.2