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生質能(bioenergy或biomass energy) 係指由生物質 (biomass) 經轉換後而產生之能源，而生物質係指任何來自動植物、藻類或廢棄物等有機物質，且其能量經轉換後可作為能源使用。國際上將生質能之料源分成林業與林業剩餘資材、農作物與農業剩餘資材、以及污水、都市廢棄物、事業有機廢棄物等類別，並依照生質能之型態分成固態、氣態與液態生質能等三大類（見表1）。

表1 生質能產業範疇定義 [1]

大類	小類	定義
固態生質	林業資材顆粒燃料	林業剩餘資材之料源來自林木、木屑、漂流木、木工廠乾淨邊材等，其料源經過造粒後可作為燃料使用，如：木顆粒。
	農業資材燃料	農業剩餘資材則含菇包培養基、稻稈、榨油殘渣等，其他棕櫚殼、草本植物等料源亦為此範疇，其料源經過造粒後可作為燃料使用。
	事業廢棄物衍生燃料	料源來自事業廢棄物（工業廢棄物），直接或經過造粒後作為燃料使用，製造業生產後所產生之黑液與蔗渣，並將其用於發電亦屬此類。
	焚化廠廢棄物發電	垃圾焚化廠之廢棄物能發電。
氣態生質能	沼氣	由垃圾掩埋場、都市生活廢棄物、污水、動物糞便中之生物質經厭氧發酵獲得之氣體。主要成分為甲烷與二氧化碳。
液態生質能	生質酒精	利用微生物發酵把生物質中之醣分轉化所得到之酒精。料源包含甘蔗、玉米、大麥、小麥、燕麥、稻米等穀類，還有甜菜、甜高粱，以及木薯、甘藷等。
液態生質能	生質柴油	來自油籽作物（如：大豆、油菜籽及棕櫚油），以及其他油源（如：廢棄食用油及動物脂肪）所生產之燃料。

生質能發電

生質能發電係指將生質物(biomass)，經轉換產生之能源應用於發電用途。生質物則泛指由生物產生的有機物質，例如農作物、農業廢棄物、都市垃圾掩埋場與下水道污泥處理廠所產生的沼氣、工業有機廢棄物等。生質能發電主要有以下幾種形式[2]：

燃燒發電

直接燃燒發電是將生質能在鍋爐中直接燃燒, 生產蒸汽帶動蒸汽渦輪機及發電機發電。生質能直接燃燒發電的關鍵技術包含生質能原料預處理、鍋爐防腐蝕、鍋爐的原料適用性及燃燒效率、蒸汽渦輪機組效率等技術。

混合發電

生質能與煤混合作為燃料發電，稱為生質能混合燃燒發電技術。混合燃燒方式主要有兩種。一種是生質能直接與煤混合後投入燃燒，但此方式對於燃料處理和燃燒設備要求較高，不是所有燃煤發電廠都能採用；另一種是生質能汽化產生可燃氣與煤混合燃燒，燃燒產生的蒸汽一同送入蒸汽渦輪機發電機組。

汽化發電

生質能汽化發電技術是指生質能在汽化鍋爐中汽化為氣體燃料，經純化後直接進入燃氣機中燃燒發電或者直接進入燃料電池發電。由汽化產生的可燃氣都含有一定的灰分、焦炭和焦油等雜質，為確保發電設備的正常運行，可燃氣純化成為汽化發電的關鍵技術之一。已開發國家的生質能發展應用傾向以栽培方式產生生質能源，再將原始生質轉化為液態燃料或製作成粉粒狀燃料送入燃燒鍋爐中作汽電共生用。含木質素的生質材料之發熱值與低級的煤相近，但是灰量及流量都比煤要低許多，是較乾淨的燃料，並且不會增加二氧化碳排放量。取得生質的方法是選擇成長之植物，以人工方式有規劃的大量栽培種植。國外的生質能可行性研究結果指出在適當的能源政策及合理的經濟誘因下，生質是極具應用潛力的再生能源。

沼氣發電

沼氣發電主要是利用工業、農業或城鎮生活中的大量有機廢棄物經厭氧發酵處理產生的沼氣燃燒後驅動發電機組發電。沼氣發電設備主要為內燃機，一般由柴油機組或者天然氣機組改造而成。

垃圾發電

垃圾發電包括垃圾焚燒發電和垃圾氣化發電。垃圾焚燒發電是利用垃圾在焚燒鍋爐中燃燒所釋放的熱量加熱水獲得過熱蒸汽，來推動蒸汽渦輪機帶動發電機發電。垃圾焚燒技術主要有層燃燃燒技術、流化床燃燒技術、迴轉爐燃燒技術等。而氣化熔融焚燒技術，包括垃圾在450-640℃下的氣化和含碳灰渣在1300℃以上的熔融燃燒兩個過程，能徹底處理垃圾，過程潔淨，並可回收部分資源，是相當具有前景的垃圾發電技術。

【現況】

生質能是全球目前僅次於石油、煤和天然氣的第四大能源。有非常多樣化的技術選項與應用型態[3]，用來發電或當作替代燃料。

氣態生質能包含沼氣、合成氣，臺灣沼氣發電具有良好的綠電保價收購制度(Feed-in-Tariffs, FIT)，目前已有很多養豬戶會把豬糞轉為沼氣發電，發完電之後殘餘物沼液及沼渣，可以澆灌在農地裡當做肥料，在良好的管理下，將廢棄物轉為可用的電力盈利，減少環境問題，創立畜牧業的循環經濟模式。

由於地方養豬戶飼養規模，幾乎都在5,000頭豬隻以下，所產生的排泄物少，小型沼氣發電設備就足夠，因此目前沼氣在臺灣的產業發展與國外數萬頭的規模相比，明顯規模經濟不足。不過政府現推動由台糖引領，擴大養豬戶規模，配合臺灣完整的農業及回收體系，未來生產沼氣的原料有機會擴大到廚餘與農林廢棄物，藉此來擴大整個規模經濟。

合成氣則是經過氣化技術在高溫、低氧環境中進行化學反應，將生物質轉換成的氣體發電。目前在臺灣並無長期運轉的案例，相關資訊還不足以計算出合理的收購價格，目前只能用最低的生質能躉購費率收購，加上技術門檻較高，降低產業投產的誘因。

液態生質能常用作法是做成生質燃料(biofuel)，種類包含生質酒精(bioethanol)及生質柴油(biodiesel)。生質酒精是利用微生物當媒介，把甘蔗、玉米、木薯、甘藷等物質之醣分經由發酵作用轉化成酒精。生質柴油則是將大豆、油菜籽及棕櫚油等油籽作物、廢棄食用油、動物脂肪等經過轉酯化而成為燃料。隨著燃油車逐步被電動車替代，車用生質燃料的發展開始受到限制，但在作為航空燃料仍是很重要的應用，因此國際航空運輸協會IATA仍然鼓勵使用生質航油，這是未來生質燃料的重要發展方向。

英國Drax電廠是全球知名的生質能電廠，以木質顆粒、向日葵剩餘物、廢棄橄欖、花生殼、油菜粉等各種固態生質物為燃料，固態生質能種類包含廢塑膠、廢橡膠、廢紙、廢木材、廢纖維、污泥、農業廢棄物例如蔗渣、稻殼、花生殼等，甚至是一般垃圾都可作為燃燒發電，根據環保署的資料，2018年臺灣焚化爐發電量達到33.6億度，約能提供760,000戶家庭一年的發電量[4]。

【電能社會相關性】

電能社會亦即把相關的能源利用轉為電力使用，例如居家所使用的天然氣轉為使用電力，烹調將改以廚房家電為主要工具，傳統熱水器也將被電熱水器所取代。但在電氣化的過程中，部分項目在轉化上將呈現困難，如航空及海運便無法單純使用電力來完成運輸，生質能源在這裡便可提供一個低碳運輸途徑，因此，生質能源除了能夠提供電力，生質燃料更是橋接電氣化缺口的重要工具之一。

參考文獻

羅時芳&吳周燕, “臺灣生質燃料產業趨勢分析”經濟前瞻174期, P112-117, Dec. 11 2017.
“漢能綠電股份有限公司,” 漢能綠電股份有限公司, [線上]. Available: http://www.henergy.com.tw/Product/.
科學新知檢自http://www.biomassdesk.org/category/newknowledge/
生質能暨環保產業資訊網檢自https://eris.utrust.com.tw/environet/EINEWS/EINEWSA/6591460970

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