生質能源：芒草成為新能源【林慧綺】

作者：林慧綺｜政治大學科技管理與智慧財產研究所 107 級科管組｜研究興趣：商業模式創新、新能源、隨緣創新 

今年七月，歐洲迎來第二波熱浪，德國、法國、荷蘭等地氣溫都突破罕見的攝氏40度高溫，許多公共建設因為未曾設想過如此高溫的狀況而出現異常，鐵軌過度膨脹、河水溫度過高無法冷卻核反應爐等意外頻傳。隨著溫室效應加劇，人為造成的地球發燒讓世界各地極端氣候越演越烈，許多國家與企業開始關注綠色經濟產業發展，希望發展出可以替代石化燃料的可再生能源，落實低碳永續的新生活模式。

其中，可以達到碳中和的生質能源，被視為十分具發展潛力的可再生能源之一，英國Aberytwyth大學、台灣行政院農委會農試所皆有相關的研究團隊，致力於研究以芒草作為生質原料的生質能源應用。

正負抵消是為零

生質能源是由生物質（biomass）轉換而來的能源，而生物質（biomass）是指任何來自植物、動物、藻類等有機物質。換句話說，就是將生物界當中存在的碳，透過各種方法轉換成可以發電的燃料，比如將廢棄食用油轉化成生質柴油（biodiesel）作為交通工具的燃料，或是將芒草轉化成火力發電原料。

那麼同樣是燃燒，燃燒時同樣會產生溫室氣體之一的二氧化碳，為什麼生質能源被稱作是碳中和的發電方式呢？首先要從「碳」在自然界當中循環的方式說起，燃燒、呼吸會把二氧化碳釋放到大氣當中，提高大氣當中的二氧化碳濃度，而透過植物行光合作用等方式，可以吸收掉大氣中的二氧化碳，進而轉換成氧氣。自然界以這樣的方式，讓碳以二氧化碳的形式在地球上循環著。

傳統火力發電所使用的石化燃料，是由遠古時代的生物屍體經長時間在高溫高壓的地底下所形成，大量燃燒石化燃料會將數百萬年前封存在地底下的碳短時間內釋放至大氣層，釋放的速度遠大於自然界能吸收的速度，導致大氣中的二氧化碳濃度大幅上升。而若燃燒的是生質燃料，採用的生物質原料是源自當代的植物，植物在生長的過程中會行光合作用吸收掉大氣中的二氧化碳，被燃燒後再以二氧化碳的形式回到大氣中，二氧化碳的吸收與釋出在循環中達成中和。

截長補短的綠能戰隊

石化燃料仍為當今主流電力與動力來源，其影響範圍涵蓋人類的食衣住行，對於整體的經濟發展而言仍然是無法全面替代的。然而，地球上的石化資源並非取之不盡用之不竭，據研究指出，全球石油蘊藏量僅能再供應人類約50至100年，石化資源將在一個世紀內耗盡是無法忽視的事實。有鑑於此，當未來對於石油的需求遠大於最大產量時，石油價格將大幅提升，對於完全仰賴海外進口的台灣而言將更不利，因此發展綠色經濟不止可以找到對地球更永續的生活方式，對於缺乏石化原料的台灣而言，發展綠電也可以提高台灣的能源自主性，降低石化資源產量對於電價的衝擊力。

那麼生質能源作為具發展潛力的可再生能源之一，有可能全面取代石化燃料嗎？我認為發展綠能的短期目標不在於全面取代，而是在於有效降低對於石化燃料的依賴，並且不應期待某項技術能夠獨自解決問題，而是善加組合運用風力、太陽能、生質能源等可再生能源，提高綠色能源供應穩定度，逐步轉往經濟與環境都更加永續的能源使用模式。

太陽能、風力發電的發展相較於生質能較為成熟，尤其太陽能在近年的設置成本大幅降低，更容易吸引資方投入資源加速發展。然而，太陽能與風力發電共同存在的疑慮是較容易受氣候影響供電穩定度，進而增加電網波動。

相較之下，生質能較不受氣候波動影響，氣候不穩定時生質能電廠可以提供基載電力，作為逐步降低石化燃料的過渡時期裡，穩定電網波動的功臣。太陽能、風力發電成本相對低，但易受氣候影響供電量，生質能當前成本相對高，但供電穩定度較高，截其長、補其短，綠色能源的複合發展將可以更有效降低對於石化燃料的依賴。

雜草變綠寶，荒地成寶地

生質能源是碳中和的發電方式，但真的都是友善環境的嗎？我們較為熟悉的生質酒精，是將玉米、甘蔗、甘藷等作物經微生物發酵轉化而成，因為原料來源大多為糧食作物，引發「與民爭糧」的爭議。再者，若為擴大種植作物面積而砍伐雨林，傷害可以消化二氧化碳的地球之肺，將可能對全球暖化產生更大的負面效益。種種爭議讓生質能源的發展備受挑戰，而英國Aberytwyth大學與台灣行政院農委會農試所的研究團隊在芒草的身上找到曙光。 

芒草是台灣人十分熟悉的植物，在描寫鄭成功開台事蹟的歌仔戲本《鄭國姓開臺灣歌》當中有一句『早時大路造無透，專是大圳甲圳溝，疲田拋荒發菅草（即芒草），路邊全部種林投。』便是在描寫台灣荒廢的農田隨處可見芒草叢生。我們常用『荒煙蔓草』來形容荒廢的土地，而芒草在貧脊土地易生長、生命力強等特性，讓它的雜草形象深植人心。但也正因這樣的特性，讓芒草成為備受重視的新一代能源作物，歐美國家開始發展芒草作為生質原料的生質能源的實際應用，包含將乾燥植株與煤炭混合進行火力發電，降低煤炭使用比率。

芒草對環境的適應能力強，不用太多的照顧就能長得又快又多，可以種植在貧脊的土壤上，不僅不會與糧爭地，更可以為原本荒廢的土地創造新的經濟價值。台灣的芒草種類十分豐富，擁有的豐富遺傳多樣性，健康的芒草生態讓我們在培育能源用芒草上具備得天獨厚的優勢。再者，在地狹人稠的台灣發展芒草生質能應用，可以翻轉貧脊土地的價值，也將可能是休耕議題的解方。

《莊子．知北遊》：「若死生為徒，吾又何患，是其所美者為神奇，其所惡者為臭腐；臭腐復化為神奇，神奇復化為臭腐。」莊子如此闡述生與死的循環，而後又延伸比喻為將原本看似無用的廢棄資源賦予新的應用價值，我覺得就好比生質能與芒草之間的關係，生質能在動植物的生死循環之間找到發電的新可能，而芒草原本被視為一無是處的雜草，轉念之間，成為生質能源的新星，更可能是閒置土地的救星。