1、 生質(zhì)柴油製造工程與品管主 講 人：蔡文田 教授服務(wù)機(jī)關(guān)：國(guó)立屏東科技大學(xué) 生物資源研究所 日 期：Sep., 2007National Pingtung University of Science and Technology 主 題：國(guó)內(nèi)生質(zhì)能源研發(fā)應(yīng)用現(xiàn)況 Current status of biomass energy and its application research cases in Taiwan 1演講大綱 生質(zhì)能源介紹臺(tái)灣能源供給與消費(fèi)統(tǒng)計(jì)分析臺(tái)灣生質(zhì)能源生產(chǎn)現(xiàn)況及推動(dòng)目標(biāo)國(guó)內(nèi)於生質(zhì)能源研究現(xiàn)況國(guó)內(nèi)於生質(zhì)能源應(yīng)用案例未來(lái)發(fā)展與展望 National Pingtung Un

2、iversity of Science and Technology 2生質(zhì)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(fā)展條例草案)： 指太陽(yáng)能、生質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能、風(fēng)力、非抽蓄式水力或其他經(jīng)中央主管機(jī)關(guān)認(rèn)定可永續(xù)利用之能源生質(zhì)能定義(再生能源發(fā)展條例草案)： 農(nóng)林植物、沼氣、一般廢棄物與一般事業(yè)廢棄物等直接利用或經(jīng)處理所產(chǎn)生之能源為何需要生質(zhì)能源 能源價(jià)格升高 清淨(jìng)空氣品質(zhì) 保護(hù)全球氣候 不受限制供應(yīng) 提供工作經(jīng)濟(jì)National Pingtung University of Science and Technology 3臺(tái)灣能源供給與消費(fèi)統(tǒng)計(jì)分

3、析我國(guó)自有能源貧乏，超過(guò)98%依賴(lài)進(jìn)口；2006年自產(chǎn)能源佔(zhàn)1.78%，主要為水力，其次為天然氣。我國(guó)能源供給快速成長(zhǎng)，平均年成長(zhǎng)率約6%，但近年來(lái)已趨緩。住商與運(yùn)輸部門(mén)之能源消費(fèi)均大幅成長(zhǎng)，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(wàn)公秉油當(dāng)量 石油51.3 煤及產(chǎn)品31.9 核能發(fā)電7.3 水力發(fā)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(wàn)公秉油當(dāng)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臺(tái)灣生質(zhì)能源生產(chǎn)現(xiàn)況及推動(dòng)目標(biāo)National Pingtung University of Science and Technology 8國(guó)內(nèi)於生質(zhì)能源研究現(xiàn)況生質(zhì)柴油(biodiesel fuel) 工研院(ITRI)、中國(guó)石油公司、臺(tái)灣海洋大學(xué)、臺(tái)灣科技大學(xué)、屏東科技大學(xué)、成功大學(xué) 沼氣(biogas)/生物產(chǎn)氫

5、 農(nóng)委會(huì)畜產(chǎn)(養(yǎng)豬)研究所、屏東科技大學(xué)、ITRI、高雄第一科技大學(xué)、逢甲大學(xué)、成功大學(xué)、中興大學(xué).垃圾衍生燃料(RDF) ITRI、屏東科技大學(xué)(稻穀)氣化發(fā)電 臺(tái)灣大學(xué)、ITRINational Pingtung University of Science and Technology 9國(guó)內(nèi)於生質(zhì)能源研究現(xiàn)況-1廢棄物熱裂解產(chǎn)油 臺(tái)灣大學(xué)、ITRI、大葉大學(xué)、屏東科技大學(xué)、中華技術(shù)學(xué)院生質(zhì)酒精 臺(tái)糖公司、嘉義大學(xué)、核能研究所、臺(tái)灣大學(xué)、中興大學(xué)National Pingtung University of Science and Technology 10能源作物 農(nóng)委會(huì)農(nóng)業(yè)試驗(yàn)所、農(nóng)委

6、會(huì)畜產(chǎn)研究所、中研院分生所、屏東科技大學(xué)、嘉義大學(xué) 註：國(guó)內(nèi)教學(xué)學(xué)術(shù)研究機(jī)構(gòu)已設(shè)”綠色”能源中心 臺(tái)灣大學(xué)：生物能源研究中心 中興大學(xué)：生物能源研究中心 屏東科技大學(xué)：綠色能源研究發(fā)展中心 中華技術(shù)學(xué)院：再生能源中心 清雲(yún)科技大學(xué)：綠色能源研究中心 . ： 能源（科技）（與資源） （與環(huán)境）研究中心國(guó)內(nèi)於生質(zhì)能源研究現(xiàn)況-2National Pingtung University of Science and Technology 11生質(zhì)能源生產(chǎn)鏈與技術(shù)鏈關(guān)聯(lián)圖 National Pingtung University of Science and Technology 12高週波感應(yīng)加熱裂

7、解轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) National Pingtung University of Science and Technology (蔡文田 教授實(shí)驗(yàn)室提供)13主要程序參數(shù)農(nóng)業(yè)廢料種類(lèi) (rice straw, rice husk, bagasse and coconut shell)農(nóng)業(yè)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(shí)間 (1-8 min)N2流量 (500 1500 cm3/min)冷凝循環(huán)水槽溫度 (-20 0)National Pingtung University of Science and Tech

8、nology 14高週波感應(yīng)加熱裂解農(nóng)業(yè)廢料研究發(fā)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(guó)內(nèi)生質(zhì)能源生產(chǎn)及應(yīng)用案例垃圾(MSW)焚化發(fā)電生質(zhì)柴油(biodiesel fuel)沼氣(biogas)生質(zhì)酒精 (公賣(mài)局屏東酒廠)垃圾衍生燃料(RDF) (花蓮縣豐濱鄉(xiāng))稻穀氣化發(fā)電 (雲(yún)林縣農(nóng)會(huì))廢輪胎熱裂解產(chǎn)油(屏東縣屏南工業(yè)區(qū))廢塑膠熱裂解產(chǎn)油(南投縣南崗工業(yè)區(qū)) National Pingtung University of Science and Technology 182006年臺(tái)灣地區(qū)垃圾焚化廠營(yíng)運(yùn)統(tǒng)計(jì)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(zhì)柴油(biodiesel fuel)？ 利用動(dòng)植物油脂，於鹼性觸媒(KOH或NaOH)存在下，與醇類(lèi)(通常為甲醇)行轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)(transesterification)生成甘油(glycerol)及生質(zhì)柴油(甲基酯類(lèi), methyl esters；或稱(chēng)脂肪酸甲酯) National Pingtung University of Science and Technology 21生質(zhì)柴油鹼化學(xué)製造程

12、序主要參數(shù) 反應(yīng)溫度 (25 - 120)醇與植物油比值 (1:1 6:1)醇種類(lèi) (methanol/ethanol)植物油種類(lèi) (corn, canola, sunflower, soybean)觸媒種類(lèi) (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(zhì)柴油的優(yōu)點(diǎn)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(wú)PAHs排放)註：經(jīng)濟(jì)部已於2007年3月2日公佈生質(zhì)柴油-脂

13、肪酸甲酯CNS國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) (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(wèi)生掩埋場(chǎng)工業(yè)(食品/化學(xué)製造)廢水厭氣處理場(chǎng)生物污泥厭氣處理場(chǎng)養(yǎng)豬廢水厭氣處理場(chǎng)有機(jī)廚餘厭氣發(fā)酵處理有機(jī)廢水發(fā)酵生物產(chǎn)氫N(xiāo)ational 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(lái)發(fā)展與展望 隨著資源回收四合一制度之大幅推動(dòng)，若2020年時(shí)之回收率達(dá)75%，則垃圾(MSW)焚化發(fā)電所佔(zhàn)生質(zhì)能源生產(chǎn)比率將下降，故藉時(shí)MSW焚化場(chǎng)可考慮大量使用固態(tài)生質(zhì)燃料、農(nóng)林廢料。隨著國(guó)際油價(jià)長(zhǎng)期上升趨勢(shì)，生質(zhì)柴油及生質(zhì)酒精將為我國(guó)未來(lái)生質(zhì)能源生產(chǎn)之重心，始可達(dá)到2020年生質(zhì)能目標(biāo)；然而預(yù)期未來(lái)國(guó)內(nèi)生質(zhì)燃油生