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荷蘭發展「生物經濟」,將能源轉型做好做滿

2016.04.28
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文:熊昔湘 Cindy Hsiung

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利用生物質所製成的生質燃料,是生質能源的其中一種。
(圖片來源:Flickr#Sam Beebe

上集提到,儘管生質能源是歐盟各國努力的目標,但各界仍有很多聲音強烈反對歐盟政策性推動生質燃料,主要是因為種植能源作物所造成的間接土地使用變更影響。接下來我們要來談談荷蘭對於生質能源這個議題的作法。

從「歐盟再生能源」到「荷蘭生物經濟」

荷蘭身為歐盟成員國之一,本身是國土有限、氣候條件上不適合種植主流能源作物的溫帶小國(註1) ,除了本國的農業或工業廢棄物,其他生產生質燃料所需的來源作物或原料,必須倚賴進口後再加工製成。荷蘭政府和產業界對於發展生質燃料產業的態度,從初期被動性的配合歐盟政策、自2007年後轉為積極銜接至更遠大的產業目標──生物經濟(biobased economy),主要有兩個原因。

其一,荷蘭是典型的資源有限小國,但也是出口經貿大國,一向擅長於加工進口原料或半成品,製成能源、化學和農食品後行銷全世界。此特質與條件下,荷蘭擁有相當成熟的煉油、化學、農業和物流產業;其鹿特丹港和阿姆斯特丹港都是歐洲吞吐量最大和設備最好的港口之一,具備了發展生質燃料產業的優良基礎。2005年至2014年間,荷蘭從幾乎沒有產量,躍升為歐盟第三大生質柴油第六大生質乙醇生產國(註2)。

其二,國家的關鍵產業(能源、化學、農業等)長期以來倚賴石化資源,除了同為氣候變遷的「幫兇」,跟交通運輸一樣,這些產業也面臨著石化資源未來能否穩定供應的風險,因此這些產業加入這場「能源轉型」(energy transition)的產業革命,逐漸以生物質取代礦物質源料,才有真正的永續發展。

以化學界為代表的荷蘭關鍵產業,於2007年四月公布了「能源轉型綠皮書」(Groeneboek Energietransitie),宣示產業界願意竭盡所能投入生質能於非食用性用途的應用發展(biomass for non-food applications),目標是2030年時達到30%的生質原料和生質能源使用率。

荷蘭政府遂於2007年九月,由農業部長代表多個政府部會,發布政府對於國家轉型為生物經濟的願景書(Government Vision on the Biobased Economy for Energy Transition),整合當時多項鼓勵產業提高能源效用的補助項目,並新編列創新研究預算,包括八千萬歐元針對生物經濟內涵和五千五百萬歐元針對園藝產業的研發基金(註3)  。

如果國家的交通運輸、能源、化學、營建、農業、食品、藥品等產業,全面轉向從生物質取得生產和能源原料,一個有別於「石油經濟」的「生物經濟」就有了雛型。

如何提高生質燃料的永續性

受到政策性的鼓勵,生物質在非食用性的應用上,呈現更多元、更精細、更大規模的研究與商業發展,成為諸如燃料、塑料、顏料、建材、纖維等的原物料。問題是,同一項生物資源可能有多種互相競爭的用途,如何確保資源的最佳使用?生質燃料是生物質最有效的應用方式嗎?

對於這個問題,荷蘭政府在上述提到的願景書裡,重新介紹了「生物質的階梯式應用」(cascading use of biomass)的概念,其概念解釋要怎麼運用生物質,應就生物質體內其各種可有效利用成分的附加價值,排出使用順序,在此運用排名中燃料應該派在最後,因為燃料的附加價值遠比作為藥品、食品等低 。

簡單說,對荷蘭政府而言,國家對於生物質研發應用的鼓勵,應朝附加價值高的方向,同時扮演整合資源、提供產業間跨領域合作與分享的平台,而不是只針對交通運輸產業的需求。


階梯式的生物質永續應用概念,可以用一個金字塔圖來表示:每一種生物質都有多種成分,應用時應按每種成分所能產生的附加價值、由高至低排出優先順序;而通常附加價值最高的部分,其量也會越少,因此呈現出金字塔形的應用量。例如:棕欖油應先被用於醫療、食用、煮食和化學用途後,餘下的回收廢油才製成生質柴油,就比收割棕欖油後直接生產生質柴油,來得符合生質能資源的永續應用。(圖片來源:the Netherlands, Ministry of Agriculture, Nature and Food Quality(2007))

此外,願景書也提出另一個提高生質燃料永續性的理念-「供應鏈的封閉系統」(closing the chain),強調生質資源的重複使用:農工商生產的副產品或廢棄物,如木屑、洋蔥皮、油脂等,都應經過生物化學處理而重新成為農業、化學、能源、燃料等產業的原料,這個理念跟近日常聽見的「循環經濟」相同。生質燃料如以這些副產品或廢棄物製成,就是永續性更高的所謂第二代生質燃料。

生質燃料大未來?

荷蘭生質燃料的發展和許多其他國家的看法相同,認為以生質燃料替代石化燃料只是短期方案。要解決交通運輸的排放問題,需要更多長遠與多方規劃:

1. 改變人貨移動的方式,同時加強公共交通運輸的品質。
2. 彈性燃料車輛和電動車輛達商業規模、並使用可再生電能或甚至是氫電能。
3. 提升生質燃料技術,往更多第二代甚至是第三代發展。
4. 針對噴射燃料(jet-fuel)的替代方案努力,以生質煤油(bio-kerosene)取代石化煤油,從而降低快速成長中的航空運輸排碳量。

荷蘭和歐盟各國的生質燃料產業,與其視之為改善世界環境的好創新,說穿了更是因為政策性手段而硬生生發展出來的產業。由於生質燃料從原料取得到成為商品之間的操作方式迴異,一路以來充滿爭議,有人堅持其造成生態損害、迫害弱勢農戶的家園和貧窮問題等,也有人認為關於生態破壞的科學研究和關聯性評估其實並不清楚。

但是回顧歐盟自2005年訂定生質燃料法以來歷經不同階段的修正,反映其對於反對者的聲音和論點的重視,和對於永續發展的認真。無論這個政策未來將如何發展,事實上生質燃料早已默默成為人們日常生活的一部分:在加油站加到車裡的油早已含有生質燃料,去吃飯的餐廳所用完的廢棄油已回收製成生質柴油,還有更多實例每日上演中,只是一般人不一定注意到。從好的一面來看,生質燃料政策和其迂迴曲折的永續性議題發展的經驗,其實也是成就永續生物經濟的重要砌塊(building block)。

註1:荷蘭本國只有少量生質燃料作物栽培面積,比較值得一提的只有大約一萬公頃,針對木質纖維素生質燃料而栽培的草蘆、柳枝稷、芒草等。
註2:2014年荷蘭共產250萬噸生質柴油,為歐盟第三大生產國,占歐盟總產量10.85%;2014年荷蘭產出565百萬公升生質乙醇,是歐盟第六大生產國,占歐盟總產量6.42%。
註3:資料來源:Ministry of Agriculture, Nature and Food Quality (2007), Government Vision on the Biobased Economy for Energy Transition: ‘Closing the Chain’.

全文轉載自荷事生非,原文刊載於低碳生活部落格,標題:荷蘭能源知識家:生質燃料篇(下)

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作者簡介:熊昔湘 Cindy Hsiung,N年前來荷蘭馬斯垂克大學唸歐洲公共事務碩士後,我回到台北加入荷蘭駐台辦事處農業組,同時在淡江大學歐研所緩緩地完成了分析荷蘭生質燃料政策變遷的博士論文。然後,我這個在台灣出生、香港長大、歐洲流浪、重返台灣多年又搬到荷蘭的移居老手,終於夠老到開始體會環境轉換所帶來的內心衝擊。但是,原來在人生轉彎處重新認識自己是一件很幸福的事… 目前我的本業是人妻,副業是農食品產業和生質能源領域的顧問和翻譯。

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生質燃料在荷蘭是否能成為明日之星?

2016.04.28
合作轉載

文:熊昔湘 Cindy Hsiung

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即便人們不常注意,生質燃料早已默默成為當代日常生活的一部分。荷蘭加油站未必會標示所售之燃料是否含生質燃料,但消費者可在燃料供應商網站找到相關資訊。例如法國能源公司Total 在荷蘭市場的官網上,關於95無鉛的簡介就有說明該油品依法得含最高6.25%生質乙醇(註一 )。(©熊昔湘攝影)

歐盟在氣候變遷議題上的態度一直以來具有全球性的影響力。例如當年《京都議定書》,第一承諾期(2005~2012)的溫室氣體減排目標,歐盟已開發國家中最有雄心壯志者(8%),同時,第二承諾期(2013~2020)也是最高標的締約國之一。在世界關注的眼光下,歐盟因應減排目標而制定的相關氣候和能源政策、執行和變遷以及如何落實在各會員國的國內法和執行策略,是很有意思的研究課題。近期在媒體越趨熱烈的關注下,每年秋天舉行的全球氣候高峰會,也彷彿成為196個締約國一年一度的成績總檢查(註二)。

在不夠的時間內,要有效快速地降低全球氣候變化的人為因素,各國各單位將其一重點放在交通運輸。高度仰賴石化能源的家用車、商用車、運貨卡車、飛機、船…這些現代生活的基本配備,是溫室氣體最主要的排放來源之一,而其中,超過90%的二氧化碳排放來自於陸路運輸(註三)。


1990年,歐盟國家整體的溫室氣體來源中有15%來自汽車和飛機等交通運輸的排放,2012年時已增至21.9% 。(圖片來源:Greenhouse gas emission statistics

為了降低陸路運輸所產生的大量溫室氣體,除了鼓勵民眾多多搭乘大眾交通工具和要求車商提高車輛能源效率之外,同時必須從裡而外地扭轉車輛對石化燃料的倚賴。因此,針對汽車燃料的替代方案,訂定強而有力的政策,是歐盟和世界各國刻不容緩的任務。

生質燃料,明日之星?

2000年初,原油價格節節攀升、未來油產不確定性說聲如洪鐘,而電動車商業量產還是個夢,如何能在繼續使用柴油車和汽油車的情況之下,降低石化燃料用量、從而減少溫室氣體排放?答案似乎就在「生質燃料」(biofuel)。

「生質燃料」是生質能源(bio-energy)的其中一種,以生物質(biomass)所製成,專門用於交通運輸。生質燃料目前主要有兩類型:替代(石化)柴油的生質柴油(biodiesel)(註四) ,和替代汽油的生質酒精或乙醇(bioethanol)(註五)。生質燃料可以依比例和車用柴油或汽油混合,或者100%完全取代,不會導致引擎問題。在歐盟各地,一般加油站就可取得生質燃料,無須改裝汽車引擎或使用習慣。

對於歐盟來說,推動生質燃料不僅能減排、降低對進口石油的依賴,更能藉帶動科技發展和相關產業、提升農業經濟效益等。因此過去近十年一載,生質燃料被歐盟視為替代交通運輸石油的最佳未來能源之一(註六)。

從「生質燃料」到「再生能源」:歐盟能源政策的一脈方向與修訂變遷

歐盟遂於2003年通過「生質燃料法」(European Biofuel Directive, 2003/20/EC),針對交通運輸的替代能源而立法,規定會員國必須逐步以生質燃料替代石化燃料。

然而,此法引起多方韃伐,主因在於歐盟國家在全球各地尋求能源作物的熱潮,引起投機人士從中炒作,直接或間接造成國際原物料價格上漲、飢荒、砍伐雨林等經濟、人道和生態爭議不斷。

沸沸揚揚一番後,歐盟於2009年通過「再生能源法」(Renewable Energy Directive, 2009/28/EC),取代「生質燃料法」,擴大交通運輸能源的替代方案至其他新能源,例如再生電能和氫能。生質燃料的部分,除了仍設定量化目標,要求會員國的交通運輸能源於2020年底時至少須達10%的使用比例,此外也較前法更清楚鼓勵使用不與食物鏈產生競爭的原料,准許來源自廢棄物、非食用性植物纖維素、木質纖維素等所謂第二代生質燃料,在納入目標使用率之計算時,得以雙倍計算。例如荷蘭在2011年的生質燃料使用比例是4.31%,這個數字其實包括了2.6%第一代和1.7% 第二代。目前歐盟28國平均已達5.4%的生質燃料比例(註七)  。

根據2009年的再生能源法,可算為替代比例的再生能源,必須符合一套針對生質燃料而訂的永續標準(sustainability criteria)。例如燃料商所供應的生質燃料,其排碳量必須比所替代的石化燃料低35%、所涉及的能源作物必須來自相對貧瘠的土地等。

話雖如此,各界仍有很多聲音強烈反對歐盟政策性推動生質燃料,因為種植能源作物所造成的間接土地使用變更影響(ILUC)(註八),並未納入永續性評估。針對這一點,執委會已於2012年提案修法,經過三年的多方爭持,終於在今(2015)年中旬初步通過,彌補再生能源法的永續性漏洞。修正案正式通過後,會員國對於第一代生質燃料的使用將不能高於7%、第二代的雙倍計法將被取消、燃料供應商必須繳交ILUC評估報告等。

繼續閱讀:荷蘭發展「生物經濟」,將能源轉型做好做滿

註一:Total Brandstoffen

註二:聯合國氣候變化綱要公約(UNFCCC)締約國之間的第21次大會(Conference of Parties, COP)將在2015年11月30日至12月11日,於法國巴黎舉行。目前UNFCCC共有196個締約國,包括195個國家及一個國際組織(歐盟)。

註三:European Environmental Agency

註四:生質柴油多以含油量高的生物質,如大豆、油棕、葵花籽、微藻等,透過轉酯化反應所製成,或以動物油脂透過精煉過程所製成。

註五:生質酒精(乙醇)多以含醣或澱粉量高的生物質,如甘蔗、甜菜、玉米等,透過發酵過程所製成。

註六:現在生質燃料仍是替代車用石化燃料的最佳方案(之一),因為其他方案如油電混和和電動車,車主必須先換車才有機會降低碳排放。生質燃料是唯一在不用換車、繼續使用柴油or汽油的情形下,而能(稍微)降低排放的方式。 受到多方韃伐的是生質燃料的取得/製造過程,歐盟只能努力規範取得和製造的永續性,並未整個取消生質燃料的使用目標。

註七:歐盟28國於2013年的生質燃料總使用量為1,320萬噸油當量,平均占各會員國交通燃料實質用量之4.9%,其中20.2%為生質乙醇、78.4%為生質柴油,及少量的其他生質燃料;計入第二代生質燃料的雙倍計算後,則平均使用率為5.4%。
Biofuels Barometer 2015
Share of renewable energy in fuel consumption of transport

註八:假如某地本來種植食用作物,後來改種能源作物,因而產生了直接土地用途變更;為了彌補對於食用作物的需求而必須在其他地方闢地栽培,因此也產生了間接土地用途變更,稱為indirect land use change(ILUC)。

全文轉載自荷事生非,原文刊載於低碳生活部落格,標題:荷蘭能源知識家:生質燃料篇(上)

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未來,是現在每個當下的總和,也許不是一帆風順,但透過想像、行動與堅持的累積,可以開創出我們期盼的模樣。

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