能源季刊

能源季刊2006.031推廣能源作物生產的問題與政策調和黃瀕儀∗黃宗煌**1.前言自十九世紀中葉的工業革命開始，由於石油、煤炭及天然氣等化石能源的大量開發利用，礦物性原料迅速替代了生物性原料，使得傳統生物能源的應用逐漸地萎縮。然而，貯量有限的耗竭能源（depletableenergy）如石油、天然氣和煤炭應得到保護，如果照目前的趨勢繼續開採，資源終將會枯竭。因此，發展再生能源（包括太陽能、風力、生質能、地熱及水力）是未來全球追求永續能源發展的重要策略之一。其主要功能包括：（1）加強能源安全：豐富及分散能源、增加能源的原生能力（降低進口依賴度）以及低耗竭性；（2）降低全球及區域污染與溫室氣體排放；（3）提高特定能源需求的滿足度（如加強基礎建設）；（4）增加地方與區域的就業機會。目前發展生物能源做為化石燃料的替代品，是國際社會所重視的策略，在實務上亦有多年的經驗，農產品重新替代化石原料，不但為子孫後代保護了數量有限的礦物資源，並有利於解決與經濟、環境及能源等社會關係重大的問題，確保經濟與環境的永續發展。生質能（biomass）的推廣與利用，至少具有農業、能源和生態保育等三方面的效益：（1）農業上效益休耕和粗放耕種是先進國家解決糧食過剩的兩項傳統農業政策措施，但是利用農產品生產生物能源，則為解決糧食過剩締造了第三條可行的道路，同時也為台灣加入世界貿易組織WTO後所面臨的農業問題（例如市場競爭、農民所得因農產品價格降低而減少、休耕補貼與土地廢耕），開啟另一個轉機。（2）能源上的效益人類不斷為改善生活、增進社會福祉而奮鬥，能源在經濟發展及社會進步過程中扮演了極為重要的角色，但由於人口不斷增加，能源消耗量因生活及工業生產需要而大幅增高，以及由此而來的環境污染和石油資源儲存量及分配等問題，引起了所謂的能源危機（EnergyCrisis）。從資源政策方面看，貯量有限的礦物資源如石油、天然氣和煤炭應得到保護。因此，發展並利用可再生能源迫在眉睫，植物是將太陽能、水力及二氧化碳轉化為生質能源的最佳有機體，所以開發利用農產品做為生物能源有著巨大的潛力。總而言之，生質能的發展對於能源多元化、能源自主性（或能源安全）多少有一定的效果。∗作者為中國文化大學經濟學系副教授。**作者為國立清華大學經濟學系教授。能源季刊2006.032（3）生態環境的效益開發利用農產品做為生物能源會帶來物質和能量的良性循環，對生態環境有著積極的作用。有些農產品在生產過程中雖然會產生溫室氣體，也會因使用過量的農化資材而造成一些環境污染問題，但用以生產出來的生物能源，則比當前的主要化石能源更為乾淨，不會對環境造成破壞。此外，作為生物能源的農產品種植面積可拉長輪作幅度，即同一塊地上作物種類的更換可以更加頻繁，這不但有利於恢復地力，還有利於減少病蟲害，減少肥料和農藥的使用量，從而有利於保護土地和水體。另外，一旦可以成功地做為生物能源的原料，將可誘導農產品新品種的開發和利用，如此將有利於形成生物多樣性，作物生產所衍生的生態景觀將更加豐富多彩，動物的生存環境也將多樣化。最初以農產品做為生物能源的主要動機是為了解決糧食過剩的問題，而現在出於資源和環境方面的動機則已反客為主，遠比前者重要。生物能源是僅次於煤炭、石油、天然氣而居世界能源消費量第四位的能源，在整個能源系統中佔有重要地位。進入21世紀，人類面臨著經濟成長和環境保護的雙重壓力，因而改變能源的生產方式和消費方式，對於建立永續能源系統的發展，促進社會經濟的發展和生態環境的改善，兼具有重大的意義。2.各國發展生物能源的概況及策略應用及發展生物能源已經贏得國際社會的重視，例如歐盟委員會的白皮書對於「未來能源來自可再生能源載體」中即已提出一項具體目標：「到2010年歐盟範圍內來自於生物體的能源將增加二倍」。歐盟各國在歐洲議會決議二○二○年時生質燃料將占運輸部分能源之十二％。一般而言能源作物係指能快速生長、易於栽培與採收、高單位面積產量、且容易轉化為發電燃料與運輸用燃料之植物。應用能源作物及其油脂所開發出來的生物能源及相關產品，包括：生質柴油（Bio-diesel）、酒精汽油(Gashol)、生物潤滑油、電力及熱量、生物材料製品、洗滌用品、塗料等。生質柴油係由動植物原油或廢食用油脂，經轉化所產生之酯類，直接使用或混合柴油使用作為燃料者，又稱陽光燃料（SunFuel）。隨著生產技術的改進，不但能夠生產出高質量的生質柴油，還能生產出高質量的甘油。甘油可用於製藥和生產生化產品；高質量的甘油價格十分昂貴，對生質柴油的經濟效益影響甚大。歐洲係生產生質柴油全球龍頭，其生產與應用於柴油引擎車輛以利改善空氣污染，行之有年（參見表1及表2）。酒精（或稱乙醇）係以玉米、小麥、薯類、糖蜜或植物等為原料，經發酵、蒸餾而製成，將乙醇進一步脫水再經過不同形式的變性處理後成為變性燃料乙醇，而燃料乙醇可加入汽油中做為品質改善劑（此即所謂的「酒精汽油」）。因此，燃料乙醇不是一般的酒精，而是它的加工產品。車用的酒精汽油是在汽油中加入一定比例的變性燃料乙醇而形成的一種新型混合燃料，目前世界一些國家作為汽車燃料來用。在這種燃料中，乙醇既是一種能源，又是一種良好的汽油增氧劑和高辛烷值調和組分，用以代替四乙基鉛和甲基第三丁基醚(MTBE)。用乙能源季刊2006.033醇作增氧劑，可顯著降低汽車尾氣中的有害物質，達到淨化空氣的功效。表1.國外生質柴油推廣現況與目標國外原料生質柴油品質規範目標/現況歐聯油菜（rape）EN14214目前產量20億公升1700座加油站美國黃豆廢食用油ASTM6751B2-B20（USEnergyBill）15州，123座加油站加拿大菜籽油（canola）CGSB3.520B1-B5目標：2010年5億公升巴西箆麻仔油(castoroil)棕櫚油(palmoil)——目標：佔石化柴油5%，7萬公秉/年日本廢食用油——目標：2007年5千萬～1億公升泰國棕櫚油廢植物油草案（EN＆ASTM）目標：2006年B52012年B10（850萬公升/天）澳洲動植物油回收油目標：2010年3億5000萬公升/年資料來源：工業技術研究院能源與技術研究所與美國黃豆協會。表2.2004年各國生質柴油產量國家產量（仟公噸/年）德國（Germany）1,035法國（France）348義大利（Italy）320丹麥（Denmark）70捷克（Czech）60奧地利（Austria）57斯洛伐克（Slovakia）15西班牙（Spain）13英國（UnitedKingdom）9立陶宛（Lithuania）5瑞典（Sweden）1.4美國（UnitedState）113.4臺灣（Taiwan）4總計2053.4資料來源：EBB,EuropeanBiodieselBoard,2005；臺灣新日化公司。巴西大力推廣酒精燃料或酒精和汽油混合燃料，成功的降低機動車對環境的污染，成為唯一不供應純汽油的國家，減少對能源的進口。酒精燃料的開發研究，使巴西不但可以少受世界石油危機的影響，獨立自主地發展該國的經濟，並成為酒精燃料的出口大國。西政府統計的資料，巴西現在使用酒精汽油混合燃料的汽車有一千五百五十多萬輛，其中完全使用酒能源季刊2006.034精燃料的汽車有二百二十多萬輛，目前酒精燃料的價格幾乎是汽油的一半，因此酒精引擎的汽車越來越受消費者歡迎，酒精汽車產量也越來越高。酒精汽油根據巴的使用，減少排放污染源，使得曾經被列為世界千萬人口以上大城市空氣污染最嚴重之一的巴西聖保羅市，如今反而成為全世界空氣品質最好的城市之一。高成本及不具市場競爭力，仍是現階段推動生質能源的最大障礙，有鑑於此，先進國家特別針對如何降低再生能源成本及提升其市場競爭力，提出了相當具體的措施。歸納國際先進國家所採行的措施，大抵涵蓋下列各項：（1）技術創新機制的建立利用租稅或投資抵減的方式，鼓勵生質能源的技術研發與創新，促進生質能源的使用。在法國獲選之生物燃料發展計畫可享有石油產品國稅(TIPP)的稅額減免，且預計透過賦稅減免投入等值於3億2千萬歐元(約新台幣128億)的補助，於2007年起總計將生產較現今多出80萬公噸的生物燃料。美國農業部(USDA)及能源部(DOE)，近來提供1,500萬美元(約新台幣50億)做為可再生能源(RenewableEnergySources)有關的研發(R&D)補助；油脂化學會(AOCS)發行生質柴油手冊(TheBiodieselHandbook)，提供有關其原料、製造技術與方法，產品性質、環保關連、排廢氣品質與管理，以利提升生質柴油製造與管理技術。（2）移除生質能源融資障礙，擴大公共或私人部門的融資機制。（3）發展再生能源市場生質能源價格補貼或化石燃料課徵環境稅或碳稅，提高生質能源市場競爭力。美國2004年10月通過生質柴油課稅優惠措施(Taxincentive)法案(2005年1月生效)，而促使大幅奬勵使用生質柴油供為柴油車輛(公車、卡車、垃圾車等)及其他柴油引擎設施之用。在德國依據GermanMineralOilDutyAct，對純生質燃料的部份予以免稅的優惠措施，以利推廣。法國訂有減稅優惠措施，以抑制CO2排放，益於京都議定書要求。在西班牙生質燃料均為免稅。（4）建立品質規範與參配比例之訂定建立生質能源品質規範與訂定參配比例，促進生質能源發展。歐盟於1993年大力推動乙醇汽油計劃，要求成員國在汽油燃料中添加5%的乙醇，在法國，其70%以上的車輛採用B5混合柴油；德國常採用混合柴油(生質柴油與石化柴油的混合油)或B100(純生質柴油)。美國於1998年通過法案，予以允許使用B20(即20%生質柴油與80%石化柴油的混合柴油)為燃料及燃料添加劑。加拿大生質柴油協會(BiodieselAssociationofCanada)擬促進其政府立法或規定所有石化柴油均以添加2%的生質柴油。巴西政府通過法律規定，用於汽車燃料的汽油中必須添加無水酒精，其比例逐年增加，從最初的20％，增加到現在的25％。另外，料源的穩定是生質能發展的基礎，生產20萬噸的生物燃料需要80萬噸的種子，歐盟於2004年推行每公頃45歐元的能源文化補助(ACE)；在法國規定工業用菜籽生產用地能源季刊2006.035所生產菜籽油不得供為飲食用途，以利促進生質柴油的推廣。長期而穩定的收入保障是動員農民的不二法門，法國的生物燃料廠承諾將以食用油菜市價95%以上的價格像農民收購生物燃料用油菜，有助於鼓勵農民將耕地用於由菜種植增加農民所得與就業機會，另外農民將對自身可參與溫室效應的減少感到自豪。生質能源在永續能源發展策略中的重要性日增，對傳統能源的替代性及其影響不容忽視，生質能源的產業發展及其風險管理攸關國家永續能源、環境及經濟發展，推廣能源作物種植，如果能充分利用這些龐大的休耕農地發展能源作物，可大幅提高農業「綠色產值」，生質能源是成熟可行的技術，而且具有經濟效益及市場化基礎，可創造能源、農業、環保三贏，但在推廣能源作物種植的過程中，面臨之問題與挑戰與最適政策整合必須加以考慮。3.推廣能源作物種植的問題與挑戰料源對生質能源產業是生產要素，推廣能源作物種植需與生質能源的發展配合，無可避免地存在若干必須事先預防或納入決策考慮的風險與不確定性，才能使國家的能源供應體系趨於健全，並使供應結構邁向永續發展的路徑。一般而言，再生能源在研究發展、生產、和利用等階段，都可能面對性質不同的風險與不確定性（見表3）。這些不確定性是發展生質能源的挑戰，亦是推廣能源作物種植所面臨的問題，如何降低不確定性是一大考驗。另外，由於使用生質能源所衍生的外部效益（externalbenefit）與外部成本（externalcost）（見表4），都是吾人規劃最適能源結構或最適政策整合必須加以考慮的因素，因此，未來外部效益與外部成本的評估，將是一件頗富挑戰性、又具政策性意義的工作。表3.發展生質能源的不確定性研發階段生產階段使用階段•投資報酬率的不確定•產量的不確定性•價格的不確定性•創新時點的不確定•需求的不確定性•供給的不穩定性•要素（如土地、資本）取得的不確定性