The Future of Biofuels: A Global Perspective
By W. Coyle

壹、前言

　　受到國際原油價格高漲影響，提煉自植物的生化燃料（生質能源）已成為眾所矚目的焦點議題，全球生化燃料總量由2000年的48億加侖（約1億1,428萬桶），增加至2007年的160億加侖（約3億8,095萬桶），增幅333％，估計占2007年全球原油供給量的3％，比例仍然不高。目前生產生質能源的地區主要集中在美國、巴西與歐盟等地，約占全球90％，近年已逐漸向亞洲的馬來西亞與中國大陸等地擴散，主要原料作物以玉蜀黍、甘蔗與蔬菜類油脂等作物為大宗。

　　隨著生質能源被大量推廣使用，已產生局部替代傳統石化燃料的功能，但亦伴隨著產生國際糧食價格上揚的效果。根據國際貨幣基金會（International Monetary Fund）估算結果，玉蜀黍、小麥與大豆等產品，由於全球性對其作為糧食與燃料用途，在雙重需求拉動效果下，2006年的國際糧食價格普遍上漲10％。為此，亞洲的中國大陸已著手規劃延緩擴大使用可食用之玉蜀黍類，作為生質酒精來源的相關方案，同時轉向以其他非食用類作物，作為生質能源的發展目標，如樹薯、高粱糖漿類等作物；至於印尼政府則在2007年中，藉由提高棕櫚油脂出口關稅的管制方式，試圖降低其境內食用油脂價格逐漸高漲的壓力。此外，中美洲國家墨西哥為了避免因進口高價位玉米粉而產生糧食物價通膨問題，特別在2007年初即採取控制國內重要食品玉米粉薄烙餅（tortilla）價格的相關措施。

　　展望未來全球生質能源產業發展，將受到某些重要關鍵因素影響，諸如石油價格走勢、生質能源原料成本、各國政府對生質能源政策支持程度，以及生化燃料提煉技術進步等因素，這些因素並關係著未來第二代生質能源與石油之間的替代與競爭結果。

貳、高油價時代誘導生質能源產業發展

　　一般認為全球高油價是推動生質能源產業發展的最主要動力來源，過去6年間，由於石油價格持續飆漲，導致許多人關注在能源利用效率、能源保育觀念，以及鼓勵發展替代能源3項議題上。早期石油價格上揚多屬於短期性質，在突發性暫時上升後即回跌，其原因多半來自地區性軍事衝突，故油價上漲現象多半僅持續數週或數月後即會回穩下跌。在此背景下，不易激發國際社會研發新式替代能源的動機，消費者亦不會珍惜石油相關產品的使用。

　　現今國際油價上漲的壓力主要來自需求面，主要需求因素可歸納為全球中型經濟體國家的經濟實力快速發展，有能力追逐更高品質的生活水準，以致大量消費能源，估計約有三分之二的能源消費需求係來自中國大陸與其他中型經濟體國家。為滿足全球能源大量需求，發展生質能源即成為高油價下，替代能源的重要手段之一。

參、原料成本與生質能源產業發展

　　原料成本為生質能源產業發展的最重要關鍵因素，2003~04年間，以巴西蔗糖、美國玉蜀黍為原料生產的酒精能源為例，其原料成本分別占37％、40~50％之高，而且隨著一般物價高漲，這些生產成本同樣水漲船高。除了原料是主要成本外，次要的成本為產銷與提煉過程中的能源耗費支出，估算約占總成本的20％。生質能源的原料成本與原油價格之間的關係，可用以簡略說明生質能源產業的發展過程。在2004年以前，國際原油價格雖然年年上升，但玉米的國際價格卻可維持穩定水準；然而自2006年9月以後，各類（酒精與柴油等產品）原料成本逐漸遞增，致生質能源的產業發展明顯受阻，競爭能力減弱不少。

　　為促進生質能源的產業發展，除了必須直接控制降低其生產成本外，亦可透過增加副產品收益方式，提高產業競爭機會。以酒精生質能源生產者為例，伴隨產出之酒糟（DDG）副產品，可為生產者創造出10~15％的收益。此外，尚有諸多總體效益，如某些作為生質能源的綠色植物，可吸收淨化空氣中的二氧化物廢氣；提煉生化燃料物質後的甘蔗渣，可作為燃料產出電力；至於生質柴油的甘油副產品，可廣泛作為製藥、食品加工與飼料配方的基礎原料。藉由積極直接降低原料成本，以及創造副產品的個體與總體效益，勢必有助於生質能源產業的正面發展。

肆、政府支持與生質能源產業發展

　　美國與巴西為全球生質能源產業的二大發展國家，長期間該兩國政府投入眾多人力、物力與財力於生質能源的產業上，政策發展目標包括發掘多樣性的能源類型、提高能源質量安全性，以及確保環境與鄉村平衡發展的目標等。為穩定生質能源產業良性發展，提供生產者投入生質能源產業誘因，美國、歐盟、巴國與印度等國政府皆導入諸多政策措施工具，不僅思考如何在生產面降低原料成本，並積極在產品面開發各種銷售途徑與鼓勵消費者多加使用。

　　在生產面之具體協助措施，包括透過補貼生產者、低利貸款、賦稅減免等方式，藉以協助生產者克服高成本負擔、消除規模不經濟之限制條件，以及降低自然環境之天候變遷風險等衝擊，如歐盟給予每畝地18.7歐元的能源生產貼水、印度給予蔗糖提煉生質酒精之工廠40％的設備低利貸款。至於產品與消費面之協助措施，則包括推動能源政策立法，強制要求與鼓勵石油與生質能源混合使用的相關規定，保證生質能源消費市場的基本份額；降低生質能源的消費稅，鼓勵消費者多加使用，如美國政府分別給予使用回收食用油、混合酒精與蔬菜提煉柴油等生質燃料，每加侖0.5、0.51與1.0美元的退稅優惠等。此外，在貿易邊境管理措施方面，加拿大、歐盟與美國等國家，實施相關進口限制措施，訂定9~45％不等的進口關稅，藉以保護境內生產能源產業發展。

伍、生質能源與環境保育爭議

　　據美國明尼蘇達大學的研究指出，若將全美的玉蜀黍與大豆田區，完全用於生產酒精、柴油等生質能源原料用途，則分別可替代12、6％的石化燃料。部分人士指出，使用偌大的土地資源，卻僅創造出如此有限的生化燃料是否具有意義？更甚者，一些中低度所得地區，若為了生產此類原料，因而侵入生態脆弱的雨林或野生動植物棲息地等次邊際土地，所造成的後果更是難以想像。

　　但另一方面，有些人士則指出，使用生質能源對友善環境的具體表現，在於可有效減少二氧化碳的排放。研究報告指出，人類製造二氧化碳總量中，占最主要部分25％，係來自使用交通工具的排放結果。過去40年當中，為全球交通工具使用快速成長的時期，目前仍持續高度成長；特別是在一些中型經濟體國家中，由於中產階級的崛起，以及都市化的發展結果，更助長交通工具的大量使用。雖然使用生質能源亦會製造二氧化碳，但理論上其所產出的二氧化碳可迅速由原來的植物所吸收，故可維持二氧化碳產出與吸收的平衡狀態。至於使用石化燃料所產出的二氧化碳，恐長期造成植物生存空間損害的後果。

　　目前對於生質能源的生產、製造與加工過程，以及其使用後造成的結果，相關之分析與評價結果雖然尚不能完全定論；但根據一些初步的研究報告指出，其對於環境的友善程度，所帶來的正面效益應大於負面影響。

陸、展望第二代生質能源產業發展

　　就目前科技而言，生質能源產業發展仍然充滿瓶頸，如生產成本過高、燃料產出動能不足、現有汽車引擎設計與適用限制，以及其對環境保育的正反兩面評價仍有爭議。具體而言，每畝地不同作物的生化燃料產出高低有別，歐盟的油菜籽為100加侖、美國的玉蜀黍為400加侖、巴西的蔗糖為600加侖；至於生質酒精與生質柴油所產出的動能，大約僅為石化汽油與石化柴油的67％與90％，且其售價相對較石化油品價格為高。另就運輸成本而言，以生質酒精為例，由於酒精會吸收管線上的水分，以及分解管線表面上不潔的物質，因而易受潛在致污物玷污的影響，故生質酒精無法透過低成本的管路運輸配送，研發相關低成本配送方式，為生質產業未來發展的重要一環。

　　展望未來，推展生質能源產業應進行全面性的評估與考量。首先，在生產技術層面，結合尖端農業生物技術，進行植物細胞體的相關改良工程，可將生質酒精產出水準提高至每畝地超過1,000加侖以上，有效節約土地利用，故政府應全力協助與支持必要的基礎研發工作。其次，對於體積龐大之原物料的運輸、儲貯與加工成本等亦須詳實精算，冀以了解產銷成本與利益組合關係。最後，有關土地資源利用、環境維護等相關外部成本亦須合理估算，以全盤精準掌握生質能源產業的內外部完整成本。

柒、結語

　　生化燃料為未來重要的替代燃料之一，尤其是處在當前高油價時代，更顯得其特殊意義，但其產業未來發展，受到國際總體環境諸多複雜變數影響。若單就生化燃料產業發展而言，如何提高收益性與創新技術研發，將是二項最關鍵的因子所在，其中猶以技術創新與研發更是重要的前提，亦即研究發展最小投入、最大產出的生產模式，有效降低生產成本、提高單位產能，以達成技術效率水準。至於技術效率具二項意涵，首先是提高單位面積原物料的收穫數量；其次則為提高單位原物料製成生質能源的比例。申言之，發展創新技術的生質能源產業，同時兼具能源產業發展、土地資源節用與生態環境維護的三贏效益，將是第二代生質能源產業發展契機所在。

　　（原刊載於美國農業部Amber Waves 2007年11月號”The Future of Biofuels: A Global Perspective”，感謝美國在台協會（AIT）協助取得農業部經濟研究署（ERS）同意轉載；譯稿疏漏處由譯者負責。）