從糧食安全的角度談生質燃料的發展 - 農業知識入口網

　　為減少溫室效應對全球氣候帶來的衝擊，1997年聯合國在日本京都制定的「京都議定書」，要將大氣中的溫室氣體含量穩定在一個適當的水準。因此，利用不會產生二氧化碳的再生能源，如水力、風力發電等，取代化石燃料為其方針。在再生能源中，利用植物行光合作用固碳，製成燃料供人們循環利用的生質能源，成為當時最夯的話題。
　　但氣候劇變常造成糧食生產不穩定，加上全球人口不停增加。根據聯合國統計資料，全球人口將在2050年增加30 億，且全球幾個主要糧食作物的生產效率在近幾年仍停滯不前，單位面積產量幾已達瓶頸。在糧食生產不足以供全球人口使用的情形下，若再將糧食作生質燃料使用，恐造成更嚴重的糧食危機，受影響最大的將是貧窮落後國家的人口。因此，各國在近幾年開始思考生質燃料對糧食安全的影響。這必須從生質燃料的原料選擇、與糧食生產競爭的資源、採用的生產技術及其生產效率來探討。
　　美國及巴西自1970年代全球遭遇石油危機起，即已進行生質能源的開發，配合國家政策的支持，其生質能源產業的發展相當成熟。但為了生產生質燃料使用甘蔗、玉米、大豆等作物，最直接的衝擊就是降低糧食、飼料的供給，引起價格上漲。目前世界各國已檢討其生質燃料政策，避免生質燃料生產加速糧食危機的發生。臺灣的土地有限，在糧食價格節節攀升的情況下，農委會已調整政策，與其在臺灣高成本的環境下生產生質燃料，不如直接將土地用來生產糧食及飼料，提高糧食自給率，同時減少碳排放量。
　　在不影響糧食生產的前提下，生質燃料的發展方向必須進行調整。因此，利用非糧食用生物質進行加工生產生質燃料的方式，是目前發展生質燃料的新方向。這些利用農業廢棄物、作物殘株，減少土地及水資源利用所生產的生質燃料，又稱為第二代生質燃料(second-generation biofuels)。目前一些有潛力做為新一代生質燃料的材料來源，可大致分為植物纖維素及非糧用作物兩類。
　　從糧食安全的角度談生質燃料的發展從糧食安全的角度談生質燃料的發展
1. 植物纖維素
　　透過熱化學或生物反應將植物纖維素、半纖維素等碳水化合物轉化為糖類，以生產生質酒精。例如農作物殘株(稻稈、甘蔗渣等)、林業採伐加工殘餘物、牧草及桉樹、柳樹等生長快速的木本植物，都是合適的材料。使用這類材料生產生質能源，不需與現有糧食作物競爭土地，避免糧食價格受到影響，且減少溫室氣體的排放。但作物殘株可保護土壤，避免土壤流失，增加蓄水能力，而林業生產殘餘物運輸成本也是限制因素。
2. 非糧用作物
　　利用痲瘋樹(Jatropha)、蓖麻(Castor)等油料作物或藻類 (Microalgae)產生的脂質生產生質柴油。痲瘋樹是一種原產美洲熱帶地區的灌木，其樹籽榨油可製作生物柴油。痲瘋樹可生長在半乾旱氣候條件的貧瘠土地上，在亞洲和非洲的許多熱帶和亞熱帶地區已進行栽培，但如要高產仍需投入較多土地、人力等資源。藻類燃料(Algae fuel)是利用藻類行光合作用固碳產生油脂製作生質柴油。可在開放式的露天環境或封閉式的生物反應器中培養，分離其油脂使用。因為可在近海沿岸繁殖，減少對可耕土地的競爭，為藻類作為生質燃料來源的最大優勢，但技術上有許多問題仍待克服，包括藻類種類的選擇、栽培方式的效率等。
　　糧食及能源短缺是全球未來面臨的共同課題，如何在不影響糧食生產的情況下，進行生質燃料的生產，為今後生質燃料的發展方向。但第二代生質燃料的發展，不論是利用植物纖維素生產生質酒精，或是利用痲瘋樹、蓖麻及藻類的油脂生產生質柴油，仍有許多困難需克服。目前利用微藻生產的生質柴油以及利用植物纖維生產的生質酒精，其價格是一般汽柴油的數倍，生產成本過高仍是造成價格居高不下的原因，顯示生產技術上仍有改進空間。臺灣地狹人稠，糧食生產尚且不足，利用農林廢棄物作燃料、能源使用，或低土地資源投入的材料，來發展生質燃料，才是較合適的方式。