生质柴油制造工程与品管

1、 生質柴油製造工程與品管主 講 人：蔡文田 教授服務機關：國立屏東科技大學 生物資源研究所 日 期：Sep., 2007National Pingtung University of Science and Technology 主 題：國內生質能源研發應用現況 Current status of biomass energy and its application research cases in Taiwan 1演講大綱 生質能源介紹台灣能源供給與消費統計分析台灣生質能源生產現況及推動目標國內於生質能源研究現況國內於生質能源應用案例未來發展與展望 National Pingtung Un

2、iversity of Science and Technology 2生質能源介紹屬於一種再生能源(Renewable Energy)再生能源定義(再生能源發展條例草案)： 指太陽能、生質能、地熱能、海洋能、風力、非抽蓄式水力或其他經中央主管機關認定可永續利用之能源生質能定義(再生能源發展條例草案)： 農林植物、沼氣、一般廢棄物與一般事業廢棄物等直接利用或經處理所產生之能源為何需要生質能源 能源價格升高 清淨空氣品質 保護全球氣候 不受限制供應 提供工作經濟National Pingtung University of Science and Technology 3台灣能源供給與消費統計分

3、析我國自有能源貧乏，超過98%依賴進口；2006年自產能源佔1.78%，主要為水力，其次為天然氣。我國能源供給快速成長，平均年成長率約6%，但近年來已趨緩。住商與運輸部門之能源消費均大幅成長，前者為電力需求殷切，後者為柴汽油需求增加。2005年能源供給量為13,535萬公秉油當量 石油51.3 煤及產品31.9 核能發電7.3 水力發電1.5 天然氣（含液化天然氣）8.0。 註：2006年能源供給量為13,842萬公秉油當量 National Pingtung University of Science and Technology 4National Pingtung University

4、of Science and Technology 5National Pingtung University of Science and Technology 6National Pingtung University of Science and Technology 7台灣生質能源生產現況及推動目標National Pingtung University of Science and Technology 8國內於生質能源研究現況生質柴油(biodiesel fuel) 工研院(ITRI)、中國石油公司、台灣海洋大學、台灣科技大學、屏東科技大學、成功大學 沼氣(biogas)/生物產氫

5、 農委會畜產(養豬)研究所、屏東科技大學、ITRI、高雄第一科技大學、逢甲大學、成功大學、中興大學.垃圾衍生燃料(RDF) ITRI、屏東科技大學(稻穀)氣化發電 台灣大學、ITRINational Pingtung University of Science and Technology 9國內於生質能源研究現況-1廢棄物熱裂解產油 台灣大學、ITRI、大葉大學、屏東科技大學、中華技術學院生質酒精 台糖公司、嘉義大學、核能研究所、台灣大學、中興大學National Pingtung University of Science and Technology 10能源作物 農委會農業試驗所、農委

6、會畜產研究所、中研院分生所、屏東科技大學、嘉義大學 註：國內教學學術研究機構已設”綠色”能源中心 台灣大學：生物能源研究中心 中興大學：生物能源研究中心 屏東科技大學：綠色能源研究發展中心 中華技術學院：再生能源中心 清雲科技大學：綠色能源研究中心 . ： 能源（科技）（與資源） （與環境）研究中心國內於生質能源研究現況-2National Pingtung University of Science and Technology 11生質能源生產鏈與技術鏈關聯圖 National Pingtung University of Science and Technology 12高週波感應加熱裂

7、解轉化實驗系統 National Pingtung University of Science and Technology (蔡文田 教授實驗室提供)13主要程序參數農業廢料種類 (rice straw, rice husk, bagasse and coconut shell)農業廢料粒徑 (0.125 0.420 mm)熱裂解溫度 (400 800)升溫速率 (100 -500/min )停留時間 (1-8 min)N2流量 (500 1500 cm3/min)冷凝循環水槽溫度 (-20 0)National Pingtung University of Science and Tech

8、nology 14高週波感應加熱裂解農業廢料研究發表Tsai, W.T.* , Mi, H.H, Chang, Y.M., Yang, S.Y., Chang, J.H. (2007), Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in bio-crudes from induction-heating pyrolysis of biomass wastes, Bioresource Technology, 98(5), 1133-1137.Tsai, W.T.* , Lee, M.K., Chang, Y.M. (2007), Fast pyrolysis

9、 of rice husk: product yields and compositions, Bioresource Technology, 98(1), 22-28.Tsai, W.T.* , Lee, M.K., Chang, Y. M. (2006), Fast pyrolysis of rice straw, sugarcane bagasse and coconut shell in an induction-heating reactor, J. of Analytical and Applied Pyrolysis, 76 (1-2), 230-237.National Pin

10、gtung University of Science and Technology 151617國內生質能源生產及應用案例垃圾(MSW)焚化發電生質柴油(biodiesel fuel)沼氣(biogas)生質酒精 (公賣局屏東酒廠)垃圾衍生燃料(RDF) (花蓮縣豐濱鄉)稻穀氣化發電 (雲林縣農會)廢輪胎熱裂解產油(屏東縣屏南工業區)廢塑膠熱裂解產油(南投縣南崗工業區) National Pingtung University of Science and Technology 182006年台灣地區垃圾焚化廠營運統計19Fig. Changes of MSW clearance and i

11、ts clearance rate in Taiwan since 1986 National Pingtung University of Science and Technology 20何謂生質柴油(biodiesel fuel)？ 利用動植物油脂，於鹼性觸媒(KOH或NaOH)存在下，與醇類(通常為甲醇)行轉酯化反應(transesterification)生成甘油(glycerol)及生質柴油(甲基酯類, methyl esters；或稱脂肪酸甲酯) National Pingtung University of Science and Technology 21生質柴油鹼化學製造程

12、序主要參數 反應溫度 (25 - 120)醇與植物油比值 (1:1 6:1)醇種類 (methanol/ethanol)植物油種類 (corn, canola, sunflower, soybean)觸媒種類 (NaOH/KOH)觸媒使用量(0.005% - 0.35%)混合程度 (RPM)National Pingtung University of Science and Technology 22生質柴油的優點可直接替代石化柴油或混合石化柴油使用再生能源的一種可被生物分解排氣污染性低 (B100硫含量低於0.002wt%，幾無PAHs排放)註：經濟部已於2007年3月2日公佈生質柴油-脂

13、肪酸甲酯CNS國家標準 (K5155)National Pingtung University of Science and Technology 23Fig. Generation sources of waste edible oil. 24* The feedstock must be tested for its acid value, iodine value and water content prior to the transesterification.Fig. Process diagram of biodiesel production by transesterific

14、ation process National Pingtung University of Science and Technology 25沼氣(biogas)能源都市垃圾衛生掩埋場工業(食品/化學製造)廢水厭氣處理場生物污泥厭氣處理場養豬廢水厭氣處理場有機廚餘厭氣發酵處理有機廢水發酵生物產氫National Pingtung University of Science and Technology 26The categories and energy utilization status of biogas in TaiwanNational Pingtung University of

15、 Science and Technology 27Status of biogas for electricity generation in Taiwan aNational Pingtung University of Science and Technology 28Flow diagram of biogas extraction and power generation process in the landfill.National Pingtung University of Science and Technology 29未來發展與展望 隨著資源回收四合一制度之大幅推動，若2020年時之回收率達75%，則垃圾(MSW)焚化發電所佔生質能源生產比率將下降，故藉時MSW焚化場可考慮大量使用固態生質燃料、農林廢料。隨著國際油價長期上升趨勢，生質柴油及生質酒精將為我國未來生質能源生產之重心，始可達到2020年生質能目標；然而預期未來國內生質燃油生