(示意圖/圖片來源:Pixabay)

在上次的文章中(全球生質能最新發展趨勢(上)),我們提到了全球生質能發展的整體概況,本文將依照固態、氣態與液態生質能,分別說明2017全球的發展狀況。

1. 固態生質能

全球工業用熱能約有7%來自生質能,其中大部分來自固態生質能,產業應用則大多集中於造紙業、木材業、食品業及香菸業。

歐盟會員國為達再生能源指令訂定的目標,已使歐洲成為區域型生質熱能最大消費區域。2016年歐洲最大生產者與使用者分別為德國、法國、瑞典、義大利、芬蘭及波蘭,但受到歐洲暖冬影響,整體需求下降,雖然作為供暖用途的木顆粒市場成長趨緩,但全球供暖用木顆粒需求仍有高達70%來自於歐洲市場。

固態生質燃料應用除了可作為工業或家庭供暖與熱能用途外,同樣可以用於發電,尤其在大型生質能發電方面,主要以固態生質燃料作為發電燃料,其中又以木顆粒及棕櫚殼為大宗,及都市廢棄物發電。在歐盟在再生能源指令(Renewable Energy Directive)的推動下,固態生質能發電量於2016年仍持續成長,其趨勢主要將大型火力電廠燃油或燃煤改為木顆粒,例如:英國Drax電廠通過歐盟執委會批准,正準備將第3個燃煤機組轉換成木顆粒。

亞洲方面,近年日本與韓國對木顆粒進口量有顯著增加,主要來自於電廠燃煤機組混燒需求。日本每年約進口30萬噸木顆粒,其中70%來自加拿大,另每年自越南與其他東南亞國家進口約60萬噸棕櫚殼。韓國政策鼓勵電廠減少燃煤並採用生質燃料混燒發電,因而其生質能發電量近年大幅成長,也直接促進生質燃料進口量大幅成長。

美國為生質能發電量最大的國家(全球生質能最新發展趨勢(上)),同時也是全球最大木顆粒出口國,2016年美國木顆粒產量約690萬噸,其中480萬噸出口至其他國家,同年上半年美國約80%木顆粒則是賣給英國Drax電廠。2016年加拿大出口也成長至250萬噸(成長率47%),拉脫維亞則是歐洲最大木顆粒生產國,出口量為190萬噸,主要出口至丹麥、英國、瑞典及義大利。

2.氣態生質能

氣態生質燃料以沼氣為主,目前全球沼氣產量最多國家主要在美國與歐洲,美國主要為垃圾掩埋場所產生之沼氣,歐洲則著重於將農業剩餘資材及動物糞便經厭氧發酵後產生,而瑞典與英國則是將廢食材回收後生產沼氣。相較之下,亞洲與非洲地區雖然在沼氣方面起步較晚,但近幾年成長率逐漸提高。

根據European Biogas Association(EBA)對歐洲沼氣工廠的統計,歐洲沼氣工廠家數穩定成長,截至2015年止,於歐盟運作的沼氣工廠共計17,376家,相較2014年成長3%,而其中542家為當年度新增家數(圖1),部分國家成長速度較為明顯,例如:英國新增77家沼氣工廠(成長17%)、比利時新增20家(成長11%)及荷蘭新增16家(成長6%)。

2015年同時有92座沼氣工廠升級為再生質甲烷(註),其中以德國擁有最多生質甲烷工廠,2015年底共計185家。顯示歐洲在沼氣發電產業技術發展成熟,短期內仍會穩定成長。

(資料來源:European Biogas Association (EBA))
1 歐盟地區營運沼氣工廠家數統計

隨著部分亞洲國家廢水排放標準轉趨嚴格,使得政府及產業開始思考如何使用沼氣發電裝置,處理廢水與廢棄物問題。例如:印度與馬來西亞係以廢水或棕櫚油廢水作為沼氣發電來源。非洲相關沼氣發電案例有南非於2015年推出Bronkhurstspruit計畫,由牛隻廢棄物經厭氧發酵產生沼氣。

3.液態生質能

液態生質燃料主要作為運輸用燃料,通常用作與傳統運輸燃料(如:汽油或柴油)混合使用。

2016年全球液態生質燃料產量為1,353億公升,較2015年成長約2%。全球生質燃料產量中,約72.88%為生質酒精,22.76%為生質柴油,僅約4.36%為氫化植物油(Hydrotreated Vegetable Oil,HVO)(表1)。

美國與巴西為目前液態生質燃料產量最大之國家,約占全球生質燃料產量70%,生質燃料產量居次之國家依序為德國、阿根廷、中國大陸與印尼(表1)。

1 2016年全球液態生質燃料產量排名前16大國家
(資料來源:REN21 (2017), “Renewables 2017 Global Status Report”)

過去一年,全球生質酒精產量幾乎沒有顯著變化,美國與巴西產量仍最多,分別占全球產量58.82%與27.38%,中國大陸、加拿大與泰國則是繼美國與巴西後,生質酒精產量居次國家。亞洲以中國大陸產量最多,約99%生質酒精之料源來自澱粉,所有酒精生產與分配由國營石油公司控制。

全球生質柴油產量在2016年產量回升,達308億公升(成長7.32%)。美國與巴西同為生質柴油產量最大國家,分別占全球生質柴油產量17.86%與12.34%,其他產量較多國家依序為印尼、德國與阿根廷(均為9.74%)。亞洲方面,中國大陸則因工業活動減少,使得柴油使用量減少,間接導致混合使用之生質柴油需求減少,產量下降至3億公升。

HVO又稱為綠色柴油,為目前國際上正在推動之新一代生質燃料油,2016年全球HVO產量為59億公升(成長22%),主要集中於荷蘭、美國、新加坡與芬蘭。

從上面固態、氣態與液態生質能產業的發展狀況來看,歐美等已開發國家大致上主導了生質能產業的供應者與消費者的腳色,目前歐洲同時是固態與氣態生質能的主要消費市場,美國與加拿大則是全球木顆粒(固態生質能的一種)的主要供應國,美國同時也是全球液態生質燃料的主要供應國。

受到近年來化石燃料價格下跌影響,固態、氣態與液態生質能產量與消費量都有減緩的現象。不過無論從固態、氣態與液態生質能來看,歐美在生質能產業發展開始進入成熟期,使得成長開始減緩。另一方面,亞洲市場受到政策鼓勵(如:日本與韓國政府鼓勵燃煤電廠混燒生質能)或受限於環保標準轉趨嚴格等因素,可能將是未來生質能產業發展的潛力地區。

下一篇「2017全球生質能最新發展趨勢(下)」的最終回,我們將會進一步探討近年來生質能發展過程面臨的重大挑戰,包括價格競爭、補貼政策改變、及新應用領域的發展等內容。

 

註:將沼氣進一步去除二氧化碳、矽氧烷與硫化氫等雜質,壓縮後成為生質甲烷(Biomethane),生質甲烷可以直接作為天然氣替代品。

參考文獻

  1. Bloomberg New Energy Finance (2016), “H1 2016 Global Biomass Market Outlook.”
  2. Bloomberg New Energy Finance (2017), “1H 2017 Global Biomass Market Outlook.”
  3. REN21 (2016), “Renewables 2016 Global Status Report.”
  4. REN21 (2017), “Renewables 2017 Global Status Report.”

【延伸閱讀】

2017全球生質能最新發展趨勢(上)

2017全球生質能最新發展趨勢(下)

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