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藻類生質航空燃油的發展方向與挑戰 [趨勢新知]
種類:其他公告  發布單位:技術處  發布日期:2017-06-14 下午 02:00
作者:陳志洋/工研院IEK

國際再生能源組織(IRENA)2017年提出的報告認為生質航空燃料是在2050年之前讓航空業CO2排放量顯著減少的唯一真正選擇,在眾多生質燃料中,藻類燃料生命週期屬碳中和循環,亦即藻類在生長期間所吸收的二氧化碳總量,剛好等於燃燒過程中的二氧化碳排放量。加上生產藻類燃料顯示出低環境足跡和高能量效率,每單位面積可比傳統作物多產出10~100倍的油類,同時生長速度也比食物作物快20~30倍,也因此如DARPA、IATA(國際航空運輸協會)都宣布投入藻類生質燃油的研究。

藻類為海洋常見生物,可分為巨藻與微藻,現階段由藻類提煉生質燃油製程一般包含養殖、收集與脫水、萃取、轉酯化等步驟:

(一)藻類養殖
現階段藻類養殖主要包含封閉系統(如光生物反應器photobioreactors)、開放系統(如開放式池塘open ponds)、混合系統和連接生長系統等。

(二)藻類收集與脫水
藻類轉化為液體運輸燃料需要加工步驟,如收集、脫水乾燥,以提取燃料前體,通常進行提取的藻類必須先濃縮至一定含水量以下,最後的漿料的濃度取決於所採用的提取方法,也影響所需的能量輸入。使用的技術取決於藻類原料種類,單細胞藻類與大型藻類的方法有很大不同。

(三)藻類萃取
現有的萃取技術主要適用於分析和實驗室規模程序,或用於量少的高價值產品。現階段從藻類中萃取脂質的最常用的方法包含細胞生物質預處理與溶劑萃取。

(四)藻類轉酯化
可從藻類生產的的燃料包括氫氣和甲烷等氣態化合物,液態醇類和烴類、粘稠油以及焦炭等高含碳固體。目前應用的轉酯化技術有五大類:熱裂解、氣化、厭氧消化、超臨界流體和熱水解等。

我國位於溫帶氣候,水域中普遍存在高價值、高油脂藻類。由於我國生質料源相對缺乏,發展藻類生質燃油為實現地產地銷以及鞏固能源安全的可能選項之一。我國早期投入藻類養殖、採收、萃取技術已具有一定能量,唯現有廠商多應用於保健食品與美妝品。如何建立藻類燃料的商業化能量為未來努力方向,可思考結合國內既有微藻公司、中油、研究法人等,建立小型先導運行計畫或聯盟,由陸上運輸燃油切入驗證品質與營運模式穩定性,再行切入航空燃油。發展生質航空燃油,如何建立完整生產體系、穩定料源與品質為基礎,但我國因主要客戶與市場位於海外,應思考在全球價值鏈中的定位以及全球化布局策略,例如與既有石油業者的競合,以確認我國在產業鏈中扮演的角色以及合適的營運模式,方可由生產體系中聚焦合適的技術。


完整內容請詳見:【產業技術評析】藻類生質航空燃油的發展方向與挑戰

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