《聯合報》2010 秋季「展望」系列專刊之七：尋找生質能 希望在微藻
日期: 2010/12/27
秋季展望系列》尋找生質能 希望在微藻
【聯合報╱記者陳幸萱／臺北報導】
記者周永受／攝影
在發現化石能源會造成溫室效應與環境汙染後，各界開始尋找低碳排放、可再生利用的能源。生質能（biomass energy）一直是其中頗受重視、但也有許多爭議的一種替代能源；到底生質能有什麼優、缺點？宣稱零二氧化碳排放的生質能，真能解決全球暖化問題嗎？
國家科學委員會主辦，台灣大學物理學系暨天文物理研究所承辦，聯合報、科學月刊、科學發展月刊、科學人雜誌、NEWS 98、Discovery 頻道協辦的「2010 展望秋季系列演講」，上周五第七場由成功大學生物科技中心副主任、化工系特聘教授張嘉修主講「『生質能』是否可在未來能源結構中扮演關鍵角色？—探討生質能源對建構未來低碳社會之衝擊」。
永續能源 替代化石燃料
「為什麼我們需要生質能？」張嘉修首先引用數據指出，早期人類主要能源就是生質，利用燃燒木柴、樹葉、稻草等獲得能源。而 18 世紀工業革命開始，蒸氣機使煤炭成為主要能源；後來人們發現石油更好用，不僅可當能源、還可以製造塑膠、纖維、橡膠等化學品，石油於是變成人類主要能源。
但公元 2000 年後，二氧化碳排放、氣候劇烈變化的議題逐漸受到重視。許多科學家發現，二氧化碳和溫度增加的趨勢非常相近，化石燃料造成環境汙染慢慢成為共識。張嘉修表示，若再考慮化石燃料的儲量和生產量，石油、天然氣可再使用的年限可能都不超過 100 年；從能源、環境及永續發展三個方向來看，尋找無汙染的永續能源已成為人類重要課題。
生物精煉 製造燃料食物
「目前主要運用能源的方式不符合永續」，張嘉修說，未來石化能源的使用會慢慢減少，朝「生物精煉」 的趨勢發展。他指出，現在一般是由石化工廠將原油煉成石油，當成燃料使用，在燃燒過程中會產生二氧化碳。但若藉由太陽能使植物或藻類生長，將植物和藻類進行生物精煉後，產生燃料，燒完後產出的二氧化碳又被植物、藻類吸收，就變成一個永續發展的循環。
生物精煉的原料是由太陽光、水和二氧化碳產生的生質，透過微生物發酵、氣化、熱裂解等製程，可產生酒精、丁醇、氫氣和甲烷等不同燃料。生物精煉還可產生化學品、食物或飼料。張嘉修說，若石油沒了，生質不只能應對能源問題，也可用來製造我們所需日常用品。
培養微藻 臺灣得天獨厚
以動物、植物、微生物或其相關產品、代謝產品做為原料，所產出的燃料就是生質能源。張嘉修指出，很多生質能的製造是利用糖、澱粉、纖維素或動、植物油。舉凡甘蔗、甜菜、玉米、蔗渣、芒草等，都可經過微生物發酵或物理化學製程，產生生質酒精、生質柴油、綠色汽油或綠色柴油，被我們使用。
張嘉修還提到，以微藻類生產生質能，已成為最近世界熱門的發展方向。他表示，藻類可以在海水中培養、不占土地，也不消耗淡水資源；利用特殊的環境控制，能使其產生大量油脂或碳水化合物，進而生產生質能源，同時真正降低二氧化碳的排放量。
張嘉修表示，雖然藻類如何大量培養、收集、榨油的技術還有待克服，但將是未來很有發展性的一種生質能源。他還指出，臺灣四面環海，且溫度與氣候合宜，是培養藻類的絕佳環境。
未來糧食資源 要靠海洋
「未來的糧食與資源要靠海洋！」張嘉修說，生質能源目前雖然比較貴，但需考慮使用後帶來的減碳利益、能源自主效益與就業機會，等到石油飆到天價、原油儲量降至警戒線，或人們面臨環境惡化危機時，生質能將是最好的替代能源之一；而微藻生質能，更是目前最被看好的新趨勢。
秋季展望系列》研究不設限 喜愛跨領域
【聯合報╱記者陳幸萱／臺北報導】
成大生物科技中心副主任張嘉修 記者周永受／攝影
投入能源研究 10 年，成大生物科技中心副主任張嘉修認為，做研究最重要的是不追求熱門題目、找對研究方向，及跨領域的團隊合作。而不設限研究的方向，也使他跨足領域愈來愈廣，和各界有更多合作機會。
張嘉修是嘉義縣新港鄉人，自稱「鄉下人」，從小在嘉義長大。他說自己國中時成績極好，但進了嘉義中學後就開始玩，跟朋友打籃球、到各補習班看美女，連媽媽都問他為什麼一直在換補習班？結果大學考上東海化工系，是倒數第二志願。
到了大學，他痛定思痛，認為還是該好好念書；結果也取得不錯的成績，畢業後直接到美國深造。因為對生物化學工程有興趣，於是從化工轉到生化領域，之後投入能源研究。
談到研究心得，張嘉修認為不應追求熱門題目，而是要「看對方向」。他說，自己在 1998 年左右開始投入能源研究，當時石油一桶才 20 幾塊美金，能源是相當冷門的議題。但到了 2008 年，油價一度飆漲到每桶 140 美元，現在也還維持在每桶 70 ~ 80 美元；加上環境議題受重視，替代能源的研究價值逐漸凸顯。
不為自己的研究方向設限，也使他跨足的領域愈來愈廣。「研究的東西跟什麼有關，就跨到那個領域。」張嘉修說，自己開始做藻類研究，是因想減少其他生質能研究中產生的二氧化碳；研究後才發現，藻類不只可減少汙染、也可以做為能源，有許多附加價值。
從氣體燃料、液體燃料到藻類研究，張嘉修也強調跨領域團隊合作的重要。他說，自己目前的研究幾乎都是跨領域整合，由生物、物理、化學等不同領域一起合作。「如果一件事只從一個角度思考，就沒辦法做得很完整、很創新，」他笑著比喻，「打群架會比單打獨鬥有發展。」
原文轉載自【2010-12-27／聯合報／D2版／親子書房／展望】
資料來源 行政院國家科學委員會