生質燃料─給人吃，還是給車吃？以玉米製造酒精汽油的現況與省思 - 農業知識入口網

產製酒精是相當古老的技術，人類最早的釀酒歷史可溯自距今9,000年前位於河南省漯河市舞陽縣的新石器時代賈湖遺址，這裡也是世界上發現最早的種稻遺跡。

時至今日，由於二氧化碳等溫室效應氣體，引起全球暖化問題，加上日益短缺的石油又愈來愈貴，使得能源問題日趨嚴重與國際化，於是
開發有助於減少溫室效應氣體排放的運輸用生質燃料（biofuels），如生質酒精（bioethanol）或生質柴油（biodiesel），以替代屬化石燃料（fossil fuels）的汽柴油，成為發展生質能源（bioenergy）極為熱門之議題。但是，今日世界製備可摻配市售汽油作為燃料的生質酒精仍是使用古老的方法及原料，即利用糖質作物（如甘蔗與甜菜等）或澱粉作物（如甘藷、稻米、甜高粱、玉米與木薯等）經醱酵程序而製成。不幸的是，這些作物也是人類的糧食。

糧荒威脅未解 奪糧毀地造能源
當生質酒精摻配於市售汽油中使用時，則稱其為「酒精汽油」（gasohol）。根據我國「酒精汽油與生質柴油及廢棄物回收產生石油等再生能源生產業產銷管理辦法」第二條第二款定義，「酒精汽油」為以醇類混合汽油作為燃料者，100％純生質酒精稱之為E100，20％生質酒
精混合80％市售汽油的燃料稱之為E20。根據統計，目前全球在2012年共生產831億公升的生質酒精，每公升價格在新台幣25.5元左右，世界前五大生質酒精生產國為美國 (占61％)、巴西(占26％)、中國大陸、加拿大及法國，其中美國以玉米為主要原料；巴西則是以甘蔗為主要原料。美國亦是全球玉米產量最大的國家，2012年共生產了2.73億噸，占全球總生產量的四成；但美國用掉了約29％的自產玉米來製造酒精，約占全球玉米總產量的一成，由此可見汽車「吃」掉的玉米相當可觀。

然而近年來糧食短缺，價格也持續飛漲，已有部分環保團體和非政府組織認為發展生質燃料是造成糧食短缺，價格上漲的主因之一，且雨林也會因開墾種植能源作物而遭受破壞，因此增加生質燃料的利用已造成「奪糧毀地」之效應；僅管也有提出反證者，但在正反雙方爭辯中，且仍有待精確的科學研究證明之際，各國亦已開始正視此一問題。聯合國世界糧食計畫署（WFP）就認為生產生質燃料的能源作物需求增加會導致糧食價格的上漲，因此要求各國政府皆要非常小心看待加速發展生質燃料與糧食供給之間的連結，而歐盟環境委員會執委亦坦承生質燃料所造成之環境與社會問題，比我們想像還大；因此歐盟也提出了「推動使用再生性資源產製之能源指令」，建立指導原則，明訂生質燃料之產製必須符合環境永續準則，由此可見，未來以非糧食作物（non-food crop）為料源製備生質燃料將會成為趨勢，第二代生質燃料（second generation biofuels）的概念即奠基於此。

二代生質燃料 善用非糧食作物
現行已商業化生產之生質燃料技術，被歸類為傳統生質燃料（conventional biofuels）技術，即第一代生質燃料（first generation biofuels），如前所述以利用糖質或澱粉作物經醱酵產製之酒精，但由於此類生質燃料是以糧食作物為主要原料，因此有耕地面積之侷限性及威脅糧食生產等因素，同時其作物在製備生質燃料過程中，會有無法利用之部分，以及製備後之殘渣產出。因此，為因應未來生質燃料之需求目標，以價格低廉、含豐富纖維素的非糧食作物或農林廢棄物（如麥桿、蔗渣、玉米桿、玉米穗軸、稻殼、稻草、芒草、牧草、木屑等）作為原料的第二代生質燃料技術受到矚目，特別是纖維素酒精（cellulosic ethanol）的發展技術，雖然在技術上已可利用稻草等農林廢棄物或牧草等料源所提取之纖維素進行製造，但因成本仍高，仍有不少障礙極待克服，但纖維素資源豐富，原料價格較低，且較大規模的製備亦可降低成本，深具發展潛力，較諸第一代生質燃料更兼具永續能源之發展及環保效益，各國皆競相投入研發。例如美國雖是以玉米為其生產酒精之主要原料，但已積極投入，以木材、植物莖葉、柳枝稷（switch grass）等非玉米原料生產生質酒精。

臺灣綠色公務車先行 能源政策不爭糧地
我國在推廣生質酒精方面，則於2007年推動「綠色公務車先行計畫」，凡位於臺北市內之公務機關適用車輛均強制使用E3酒精汽油（即於市售汽油中添加3％的生質酒精），並在8個加油站供應E3。2009年起再推動都會區E3計畫，在北高兩市14個加油站以雙軌模式提供E3酒精汽油供民眾選用；統計至2013年3月，我國共使用了2 .4萬公升的E3酒精汽油，未來將視狀況進行全面推廣。目前我國除酒廠外，雖有相關生質酒精公司之成立，但現階段並未有業者設廠進行商業化生產或向經濟部申請核准者。

而我國在因應相關環境議題爭議之生質燃料永續發展策略方面，依據行政院2007年「產業科技策略會議」結論，即以「不與人爭糧、不與糧爭地」的原則，強化非糧食料源生質燃料技術研發作為我國生質燃料發展方向，主要發展內容包括開發自產料源關鍵技術，如藻類、酵素、微生物與纖維素酒精製程，並開發多元進料廢棄物裂解柴油製程，同時使用多元料源與分散式的轉換技術，包括纖維素生質醇類技術與生質物裂解柴油技術等。因此，生質酒精的發展與利用雖可減少對化石燃料之低賴，並降低溫室氣體排放，但仍需有永續經營的理念，要能兼具能源、環保與經濟的三重貢獻，而「不與人爭糧、不與糧爭地」就是發展生質酒精的最高指導原則。

文╱吳耿東 國立中興大學森林學系助理教授 圖╱胡文偉