2005台北縣市中小學小論文寫作比賽

2005台北縣市中小學

小論文寫作比賽

綠精靈RE魔術秀─生質能源能源升值

指導老師：

余秀琴、連瑞琦、孫玉霞

破銅爛鐵打頭陣
☆何謂生質能

生質能簡介

生質能的分類及用處
　

☆資源回收再利用

為什麼要資源回收？
　

☆廚餘何處去

何謂廚餘

廚餘的用處
　

☆小結

來源：行政院環保署

來源：能源世界

來源：行政院環保署

破銅爛鐵打頭陣

破銅爛鐵常被人們視如敝屣，但它算是生質能的一種；破銅爛鐵也可以產生強大而神奇的力量！我們只要將都市廢棄物、工業廢棄物、農業廢棄物...等，拿來做成衍生燃料，或用來發電，不但能增加地球的資源，而且能使地球變潔淨無污染。如此一來，我們的氣候就不會發生異常的暖化現象。所以，這一章首先介紹何謂生質能，接著是垃圾的處理、資源回收再利用的好處，最後說明廚餘的用處。

第一節何謂生質能

壹、生質能簡介

所謂的生質能（biomass energy 或bio-energy）是指利用廢棄物和生物轉換而成的能源，而生質能是目前最廣泛應用的一種再生能源，佔所有再生能源的63.6﹪，被視為全球第四大能源。生質能約佔所有再生能源應用的三分之二，其供應全球15﹪的初級能源需求，而正開發當中的國家則為35﹪（再生能源）。
　

項目	百分比
初級能源需求	15﹪
再生能源使用率	63.6﹪
正開發當中的國家	35﹪
全球能源排名	第4名

貳、生質能的分類及用處

生質能主要分為生物能及廢棄物能，所謂的廢棄物能就是垃圾及廚餘...等廢棄物，如：廢紙、保麗龍、玻璃、塑膠、動物的排泄物、吃剩的食物…等；而生物能就是指農業廢棄物，像是小麥、甘蔗、玉米、葵花油…等，都是我們在農田可能看到的廢棄物。這些都市廢棄物、工業廢棄物、農業廢棄物都能夠供給我們需要的能量。如果把垃圾轉換成能源，既能點石成金，又不用擔心化石能源用盡，可說是一舉兩得（94年度再生能源教育宣導巡迴列車）！

第二節資源回收再利用

為什麼要資源回收？

資源回收是一種家喻戶曉的環保行動，究竟為什麼要實施資源回收呢？有哪些垃圾可以做資源回收呢？從秀朗國小全球資訊網得知，可回收的垃圾共分為八大類：紙、鋁罐、鐵罐、寶特瓶、塑膠、鋁箔包、廢電池、玻璃。這些可用的垃圾，由資源回收廠回收後，經過處理可重複再使用。

廢塑膠製品經過回收和加熱後，利用擠壓成形的產品，包括飲料吸管、塑膠條、管子、無縫槽、窗框、墊圈等塑膠產品。煤灰經高溫可製成煤灰丸，對於建築業和農業有很大的貢獻。廢玻璃可以重新製成玻璃、燈泡、電視機、鏡子...等。紙類能回收作為再生紙，還有利用廢棄物，當作的美勞的材料。喝完飲料的鋁罐、寶特瓶也可回收再利用。

實施資源回收具有環境保護的概念，要成功的首要條件便是做好垃圾分類。所以我們希望大家一起落實垃圾分類，做好資源回收的工作，從家庭做起，推廣到學校社區，甚至到全球。

第三節廚餘何處去

壹、何謂廚餘

廚餘就是吃剩的食物，或園藝植物殘渣。由於食物植物有許多種類，當然會有很多種廚餘，共分為兩大類，第一大類是生的；第二大類是熟的（北縣環境保護局）。

貳、廚餘的用處

從台北縣環保局得知，生的廚餘分為8類，分別是水果類、蔬菜類、園藝類、堅果類、殘渣類、硬殼類、混合類、其他類。生的廚餘主要是做堆肥用的，具有滿大的功用。

而熟的廚餘則分為7類，分別是米食類、麵食類、肉類、零食類、罐頭類、調味料類、粉狀類。熟的廚餘主要是做養豬飼料。

根據工研院網站得知，廚餘處裡的過程是先經過分類，絞碎。生的廚餘摻在土裡，將土攪拌後所做成堆肥。熟的廚餘分裝後，送到各個養豬場。工業技術研究院也利用廚餘做成固態衍生燃料，並用來發電。學長和學姐曾對廚餘做過實驗，發現廚餘的汁液，具有發電的功能（廚餘變黃金，頁16）。由此可見，廚餘的收集處理，不但可以減少垃圾量，也可增加廚餘的功能，所以廚餘生質能是一種實用的再生能源。

第四節小結

現在全國實施資源回收活動，無論是紙、鋁罐、鐵罐、寶特瓶、塑膠、鋁箔包、廢電池、玻璃、或廚餘，都要確實做好分類並回收。這些看似無用的破銅爛鐵，經過回收處理後，搖身一變成為有用的資源，可以供給人類使用。如果能夠資源回收再利用，不僅可以節省使用有限的資源，而且可以減少環境污染，還給地球一個乾淨的面貌。如此一來，破銅爛鐵變黃金就不再只是夢想，而會美夢成真。

秀朗國小做生質能的

實驗照片。

做生質能的實驗照片。

秀朗能源教育網：垃圾分類資源回收

養豬場

來源：勞工安全衛生簡訊第32期

秀朗國小資源回收活動

來源：秀朗能源教育網

永和市公所資源回收活動

來源：秀朗能源教育網

園藝植物殘渣

來源：台中區農推專訊 145 期

2005台北縣市中小學

小論文寫作比賽

綠精靈RE魔術秀─生質能源能源升值

指導老師：

余秀琴、連瑞琦、孫玉霞

五花八門煉金術

☆樹葉發電的秘密

何謂樹葉發電

發電功率及成果

☆生質柴油大發現

何謂生質柴油

生質柴油運用

國內外現況

未來發展

☆沼氣發電真神奇

何謂沼氣及沼氣的來源處

沼氣的發電方法及發電量

☆小結

位於新竹市工業技術研究院，的廢棄物衍生燃料場

圖片來源：再生能源手冊

精密的儀器測試樹葉生質能氣體

這是位在於台北市的山豬窟垃圾掩埋場，沼氣發電廠。

圖片來源：能源小站

圖片來源：再生能源手冊

第四章五花八門煉金術

從畫說中國歷史第一冊（頁18）得知，人類早在炎黃時代就有鑽木取火的記載，這就是最古老之生質能應用的例子。直到現今，人類對於生質能之應用更加廣泛，包括微生物、植物，甚至連人類在內的動物以及所有的生物都屬於生質能（能源，頁29）。又根據能源網站顯示，生質能占台灣再生能源總潛力的40﹪，由此可知，生質能的重要性。所以我們這一章主要在研究生質能中衍生燃料的製作與發電，包括樹葉發電（RDF-5）、生質柴油（RDF-6）、與沼氣發電（RDF7）。

第一節樹葉發電的祕密

壹、何謂樹葉發電

樹葉發電是生質能發電中最廣泛的一種，因為樹葉發電的處理過程比較簡單，屬於生物能的一種，也是生質能的一種。樹葉發電是樹葉發電又分成乾燥類與潮濕類兩種，潮濕類就是指可發電的腐爛樹葉呈潮濕狀態；而乾燥類是泛指樹葉呈乾燥狀。乾燥的樹葉分成許多種類，例如印度橡膠樹的葉子纖維多，含水量也比較多，較適合發電；而樟樹的葉子本身含有樟腦油，樟腦油主要的作用是用來乾燥、防腐，所以比較適合做為肥料。

貳、發電功率及成果

我們經過實驗結果發現，潮濕的樹葉發電量較固態的樹葉燃燒後蒸氣推動渦輪和馬達大，因為潮濕的樹葉本身較容易發霉，而發霉的樹葉會產生沼氣，沼氣能使樹葉較容易發電。而潮濕的樹葉本身就可以做成一種衍生燃料，既可以發電又可以產生熱，真是一舉兩得；而乾燥的樹葉也可以做成衍生燃料及堆肥，與廚餘有同樣的效果（工業技術研究院）。

第二節生質柴油大發現

壹、何謂生質柴油

根據工研院網站得知，所謂生質柴油便是指動、植物所產生的油脂或廢食用油脂與醇類經轉酯化（transesterification）後所產生的直鏈酯類，其性質和石化柴油相近，可直接作為石化柴油的替代燃料或以不同比例摻配於市售柴油當中。依據相關引擎排放研究資料顯示，在廢氣減量上（以石化柴油為基準），純生質柴油在總碳氫化合物中可減量80-90%；一氧化碳可減量30-40%；懸浮微粒可減量30-50%；只有在氮氧化物中會增加4-12%。由此可見，生質柴油是一種頗具環保特質的好能源。

生質柴油除了可以解決廢食用油處理的問題，還可以提供廢、休耕農地轉作的出路，其原料可藉由陽光而生生不息。因此，生質柴油對環境保護與能源供應具有巨大的貢獻。在生產製造方面，目前已商業化的生產技術主要是以鹼製程為主，其觸媒成本低，且可於較短的反應時間（約1小時）下，得到很高的生質柴油轉化率（約98%）。科技的研發進步，大大提高生質柴油的經濟效益。

貳、生質柴油運用

根據台灣經濟研究院網站得知，為解決能源危機的夢魘，先進已開發國家亦相當重視生質柴油的發展。以美國為例，農業部為加強推動生質能源，於民國89年10月宣布一項推動計畫，將以總額3億美元之現金補助相關公司，亦在位於馬里蘭州的農業研究服務處推出數項生質柴油的使用示範計畫。

此外，民國93年5月舊金山出現一座以供應由黃豆油及餐廳回收的蔬菜油製成生物柴油的加油站；泰國在南部巴蜀省塔沙凱縣則成立了世界上第一個椰子油加油站；英國也利用廢棄菜油提煉成汽車用燃油，行走了將近三萬公里，而英國政府正考慮對這種新「生物柴油」提供稅務優惠；巴西則已普遍利用大規模蔗糖發酵後產生的乙醇，並混合汽油來使用（60％酒精＋33％甲醇＋7％汽油）。

在原料方面，一般均以取得方便、價格便宜為主要考量，例如歐洲國家利用油菜仔油、美國則為黃豆油、部分熱帶國家則利用棕櫚油、日本由於缺乏大量油脂作物，就以廢食用油為原料，是目前唯一以廢食用油為原料量產的國家。從以上成功例子來看，我國也應該向外國學習，多生產生質柴油，以解決農業垃圾和廢食用油的問題，讓生質能在台灣發揚光大。

參、國內外現況

現在國外正積極研發生質柴油的技術，根據台灣經濟研究院網站得知，中國計畫按照「定點生產、定向流通」的原則，在黑龍江...等幾個產糧大省採取試點建設。目前吉林省已在民國93年5月開始動工興建80萬噸的玉米燃料乙醇工程；河南、黑龍江已分別具備20萬噸和10萬噸的生產能力。而車用乙醇汽油的混配、儲存、銷售…等，則正由中石油和中石化兩家公司負責落實。待全套方案獲國家計委審查通過後，將進入總體規劃實施階段。

現在台灣應迎頭趕上西歐、巴西等國家，並且積極推動使用生質柴油。根據工研院網站得知，初期生質柴油生產集中於歐洲，民國92年統計歐洲生質柴油一年所生產的能力約達210萬噸，其中德國約佔一半。近年來其他地區亦積極發展生質柴油，尤其在美國，根據美國黃豆協會的估計，民國年90年美國生質柴油的銷售量約為54萬噸。
而國內在生質柴油生產應用研究仍處起步階段，民國89年下半年由美國黃豆協會引進美國生產的生化柴油，並委託工研院能資所進行兩項計畫，分別是「台灣地區生質柴油應用評估計畫」及「台北市垃圾車使用生質柴油計畫」。與台北市政府環保局合作進行實際道路測試，並探討生質柴油對引擎及排放廢氣的影響，其結果顯示生質柴油在台灣具有很大的發展潛力。

此外，經濟部能源委員會亦大力推動制定再生能源發展方案，研擬再生能源發展條例和再生能源產銷管理辦法，能源委員會並委託工研院能資所進行「生物能源技術應用研究計畫」，希望能有效排除推動障礙，營造有利發展環境，致力達成再生能源發展目標。台灣現階段還在作生質柴油評估，但是研究小組從以上的例子相信，生質柴油在台灣具有發展潛力，可以讓台灣生活環境品質更美好。

肆、未來發展

台灣現在正研發生質柴油的技術，根據台灣經濟研究院網站得知，目前已獲得初步成果。民國93年10月初在嘉義縣民雄工業區，舉行全國首座「生質柴油示範廠」啟用典禮。這座示範廠每年生質柴油最大產量約3000噸，做出的產品可提供一般柴油車輛及農機具使用，將再生能源之潔淨利用推向另一項里程碑。

希望台灣能進一步使用生質柴油在運輸工具上，多加運用生質柴油，不僅減少空氣污染，還能節省資源，為人類打造一個完美無污染的美麗家園。

第三節沼氣發電真神奇

壹、何謂沼氣及沼氣的來源處
所謂的沼氣，就是指在一般地下水道、垃圾場、廚餘、畜牧農場所產生的一些甲烷氣體。而根據能源小站得知，沼氣一般的成份為：

甲烷	60%~70%
二氧化碳	23%~30%
硫化氫	1%~5%
水蒸氣等	少許

根據工研院能資所網站得知，台灣地區可生產沼氣的廢棄生質能來源包括畜牧業、垃圾掩埋場、食品業、農產廢棄物、生活廢水及部份有機工業廢水等。由此可見，沼氣雖然是一種廢物所產生的氣體，但是這種氣體也是能供給能量的。沼氣算是一種能源，只要大家好好利用，不但能節約能源，還能增加環境的品質，使世界欣欣向榮。

貳、沼氣的發電方法及發電量

   根據能源（頁37）得知，生物資源含有豐富的碳元素，是很好的燃料。自古以來人們就已知道，木柴、乾草…等可直接燃燒生火。但後來液體燃料的酒精和氣體燃料的甲烷氣出現後，取而代之，成為能量的來源。因此，這些資料證實了沼氣發電是有很悠久的歷史。又根據發電方法網站得知，沼氣是利用動物排泄物與垃圾堆中的沼氣當燃料，燃燒後產生蒸氣熱能來推動渦輪機的發電法。
    想要獲得良質的氣體燃料，必須把上述氣體中的不純物去除，以提高燃燒利用價值；上述不純物中水份會堵塞通氣孔道，和二氧化磷一樣含量多則降低整個燃氣之燃燒值（發熱量），此外硫化氫會腐蝕機械設備而且燃燒時生成有毒的二氧化硫，於人有害。沼氣轉化的方法，主要是以嫌氣釀酵，嫌氣發酵不但可以製出有用的燃氣，還可以製成肥料，同時對生質具有殺菌的功效。而台北市的山豬窟垃圾場是利用燃燒垃圾產生的沼氣來發電。
    台灣的沼氣發電技術早就經由農委會及工研院利用禽畜排泄物及農業廢棄物為原料大力推廣，到了民國84年，台灣地區已有1456處畜牧及農業單位有沼氣發電、汽電共生的設備，依計劃可產生14.3 MW 的電力；然而由於當時沼氣收集設備及脫硫技術未臻成熟等因素，九成以上之設備產生管線因結晶阻塞，導致鍋爐停擺索性棄而不用。沼氣量在93年達到最高峰，回收沼氣，預計一座四部機組的沼氣發電處理設施容量是5488000瓦，足以提供7000戶家庭用電量。（沼氣發電網站）
    目前人類常以化石能源、核能來發電為主，但是既不環保又有潛伏的危險性。雖沼氣發電過程較化石能源複雜，可我們不能以一時的方便，而對環境造成傷害，所以要多研發利用既環保又安全的沼氣發電。

第四節小結

透過一連串的實驗了解樹葉發電、生質柴油、沼氣發電，都可以做成衍生燃料。研究小組發現使用樹葉可以產生固態衍生燃料〈RDF-5〉，而且還可以發電；生質柴油是利用動植物、廢食用油脂、廢水...等，所製成的液態衍生燃料〈RDF-6〉；沼氣發電可是現在非常熱門新興的發電方法，透過動物糞便產生沼氣來發電，這就是氣態衍生燃料〈RDF-7〉。

潮濕的樹葉