他山之石─歐洲聯盟(European Union)

推廣生質能的作法           

《文:能源報導駐德國特約記者   翁鳳英 》

 

圖片來源:bmu德國生質能協會

(Fachverband Biogas e.V)

生質能已成為綠色能源重要一環

 

據估計,全球人口將會在2020年由現在的60億增加為80億,因而能源的需求也勢必急速上揚,預估也將會在該年提高至3050%。由於傳統化石燃料已不敷使用,開發諸如風力、太陽能、水力與生質能等綠色能源已成為解決全球能源短缺的唯一辦法。其中生質能發電的部分,是指使用所有有機物,經自然或人為化學反應後,產生能量以供應用。由於有機物來源廣泛,一般城市垃圾、農作物與動物糞便都可做為發電應用,並且在發電過程中不會產生再次污染的問題,充分體現「取之不盡、用之不竭」的原物料再生意義,因此成為綠色能源重要的一環。


生質能機械設備.

歐盟專責機構

 

生質能機械設備.

開發新能源是歐盟各國的共識

落實環保概念已多年的歐盟,除了一般民眾的環保意識較其他地區顯著高漲外,其先進環保技術與觀念亦領先全球。雖然歐陸各強國仍為催生一部歐洲憲法而紛擾不已,但是對於如何面對能源短缺,應配合大家節能,以及開發新能源的議題上卻是歐盟各國一致努力的方向。

 

以生質能的推廣為例,位於比利時布魯塞爾的歐洲生質能協會(European Biomass Association, AEBIOM)即是以歐盟層級所建立的生質能推廣專責單位。成立於1990年,AEBIOM的成員包括全歐洲主要國家的28個生質能協會,自2007年開始,並開始納入其他生質能企業為會員,至今透過該28個協會,AEBIOM已與全球超過4000個生質能研究單位與個人取得良好聯繫管道,為加速發展生質能建立綿密有效的體系。


 


歐洲生質能協會簡介

圖片來源:bmu

下設有董事會的AEBIOM主要管理層級來自歐洲各國,包括推行生質能有十年以上歷史的德國、芬蘭、法國、丹麥、奧地利和比利時等國,協會的主要目標在於廣為推行生質能的發展,原因在於利用生質原物料可帶動能源、物料、農業、木業和環保等產業的發展,不僅創造眾多的工作機會也帶來強大的產業利潤。 

除了定期發表專文與期刊和不定期發表新聞稿外,AEBIOM也戮力舉辦各項展覽和研討會,提供平台加強學術和技術交流。協會主要的活動包括:

發展並提倡生質能策略供全球各國應用;

協調國際生質能活動;

提供直接或間接的協助幫助各國境內的生質能機構成立;

宣導歐盟生質能法令,協調各國國內法與之取得接軌;

主導生質能研究並鼓勵經驗交流分享;

鼓勵生質能技術向歐洲以外的國家輸出。


生質能機械設備.

歐盟的生質能應用現況

圖片來源:bmu(Fachverband Biogas e.V)

經過處理的動物糞便可運用來產生生質能

根據AEBIOM的專任學者Dr.H.Kopetz的論文,作為產生生質能的生質能原物料與傳統石化能源最大的不同處在於,它的主要成份為碳水化合物,燃燒處理後所產生的碳會與空氣中的碳結合,不會有污染的情形發生。 

因此生質能原物料指的就是像是木材、植物、糞便和垃圾等物質,以不同的轉化技術如生物質氣化技術、燃燒和裂解等方式,而將生質能原物料轉變成生質油、生質熱能或生質電能等形式。 

目前歐盟各國的生質能原物料來自於三個層面:木料、農作物和廢棄物。以下就其應用分別說明,應特別注意的是,這三個來源的應用並非單面向,應考量其交叉能源的產生。


木料能是最常見的生質能原料


歐盟各國的生質能源物料來源

圖片來源:bmu

木料:木料是目前最廣為運用的生質能原料,形式有木條、木片、木屑和圓木球等,其中的圓木球因為其形狀統一具高能源密度,現在是全球生質能市場最被看好的物料。 

木料燃燒後提供熱能是最常見的作法,尤其現在圓木球的能源密度技術受到改良,而能提供可觀的熱能。現在已有歐洲家庭使用圓木球來供應家中的熱能需求,更有社區訂製採購中型圓木球,透過中央燃燒設備和網路供應整個社區。 

 

農作物:具生質能潛力的農物作包括油菜花、麥子和玉米,而現在更有新能源作物加入像是白楊、柳樹和芒草等。一般所知以油菜花和向日葵,經過粉碎和精化可用來提煉生質柴油,運用在交通層面,而利用後的農作物可再回歸土地成為肥料。 

 

廢棄物:包括動物的糞便,植物的遺體,城市垃圾和污泥等,可利用發酵的過程產生生質能瓦斯或電能。

 

經過多年的推行與發展,歐盟生質能源佔整體歐盟再生能源可由幾方面來數據取得了解。依2004AEBIOM秘書長Jean-Marc Jossart所發表的資料,生質能源佔歐洲總能源消耗量的4,1%,相當於1746Mtoe;佔再生能源的65,8%,相當於108811ktoe;佔再生熱能的95,7%,相當於50580ktoe;佔再生電能的15,6%,相當於436TWh;佔液化生質油料的100%,相當於3294ktoe(2005)

生質能機械設備

圖片來源:bmu

歐盟生質能法令概觀

圖片來源:bmu

麥桿也是生質能原物料之一.

儘管歐洲各國仍保有自己的環境國內法,但有鑑於歐陸地理形式的考量,以及各項能源技術的加強交流與結合,歐洲以德英法為首的國家,都以歐盟法令為依規希望達成與國內法相容的目標。 

歐盟再生能源白皮書:提出1995年至2010年之間,將再生能源占全歐能源消耗量從6%提升至12%,其中的生質能源量的提升更希望從1995年的44,9%增加至135%

歐盟垃圾掩埋法令:漸次地減少垃圾掩埋場的數量,從200561日開始,德國政府更強制規定所有的聯邦州垃圾必須前行處理,不得直接再採以掩埋方式,且必須在密閉的空間內進行處理後利用。 

共同農業政策:將能源作物納入歐盟農業政策並啟動補助措施,達到能源作物耕作面積達到兩百萬公頃的目標。 

氣體排放交易機制與生質能行動計劃書:依京都協定而訂立的氣體排放交易機制,是推動生質能的有效推手。 

油料品質指令:允許汽油含有10%的乙醇並要求油商從2011年至2020年每年降低1%的温室氣體排放。

向日葵近年也成為生產生質能重要來源之一.


結語 

即便生質能源至今的發展有令人感到美中不足之處,正如Dr.H.Kopetz在其論文中所提的,利用能源作物來提煉柴油有過度耗能的缺點,但是對於氣候變化的緩和、增加能源供應的穩定性以及提升產業的競爭力等方面,有其值得推廣之處。

而對於歐盟而言,目前的努力目標在於將生質能原物料用來發熱,目前歐盟國家有31%的熱能由電產生,33%由瓦斯供應,若能以生質能來供應熱能應可大大改善其效率以及整體的能源系統,更具體地來說可省下210Mtoe的石化能源和減少663Mt的二氧化碳排放。

 德國農舍利用堆肥牧草產生能源, 做到部份能源自給自足的目標

致謝:感謝翁鳳英賜稿