能源是21 世紀最重要的十大問題之一。交通運輸在全球二氧化碳排放比例佔23％，以生質燃料取代傳統化石能源以降低碳排放，為當前趨勢。美國法令規定汽車燃料油中必須加入10％ 生質酒精（乙醇）。然而，以替代燃料的化學特性來看，丁醇比乙醇性質更為接近汽油，更適合混入汽油中。工研院研發「ButyFix ™近無碳損纖維素生質丁醇技術」，採用農林廢棄物產製丁醇，高效率、低成本、接近100％的減碳效益，獲得全球「科技界奧斯卡」之稱的「全球百大科技研發獎」(R&D 100 Awards) 肯定，並以1.5億新台幣技轉成立鼎唐能源科技，獨步全球的創新。
文／陳淑芬
協力／童遷祥、工業技術研究院、鼎唐能源科技股份有限公司
在2050年，要維持地球暖化不超過攝氏2度，所減的碳量，必須是當前一半以上，當其時，全球汽車數量將從當前的10億輛成長到20億輛。創造更多能源讓人們享受活動自由，同時又不增加環境負擔，是大勢所趨。
生質能源，二氧化碳的地球淨循環
為什麼生質能源可以降低碳排放呢？生質能源利用地球上現有的植物為原料，植物的生長過程中吸收了二氧化碳，成為生質能源後又將碳排放於大氣中，「二氧化碳先吸收後排放」，在地球大氣環境中循環，是「零排放」的概念。
而目前使用的化石能源如石油、天然氣，將數十萬年前植物所吸收的碳，排入大氣中，加劇當前地球暖化的問題。
能源淨獲得以及淨減碳的爭議，目前各方意見分歧。生質能源咸認清潔能源，可是目前趨勢的玉米酒精、黃豆生質柴油，將食物拿來做燃料，可說是「與民爭糧」、「與糧徵地」，從生產到成品，經過精確計算後，減碳效果其實有限。
怎麼說呢？由於開發農場的過程難免會影響到生態環境，尤其若是將可以吸收大量二氧化碳的「地球之肺」亞馬遜雨林砍伐種植甘蔗，製造甘蔗酒精時又必須給予能量，過程中又造成碳的排放，甘蔗能減的碳，加上砍掉雨林少吸的碳都要加入計算，精算下來，最終的淨能量、淨減碳又能夠節省到多少？
生質廢棄物成為生質丁醇燃料
比乙醇酒精質佳效率高
目前已有混合燃料車可以加到100％生質丁醇燃料，從美東成功駛至美西。當前美國已經在第二代生質能投入約60億美金，並在再生能源法制定後，規定汽油需加入10％玉米酒精，因為對於某些汽車，超過10％生質乙醇的燃油酒精會影響汽車的性能。
由於美國是汽油消耗大國，法令明定之後，成為生質燃料的消耗大國。目前，以甘蔗生產生質燃料的第二消耗大國巴西，則規定汽油中添加甘蔗酒精達20％，不過，巴西幾乎所有汽車可混入酒精量皆可達85％；排名第三的歐盟則規定要加入5 ～ 7％，預計2030年須達20％。
至於單一國家中排名第三的消耗大國中國，由於必須擁有政府特許才可製造，目前發展出來的1.5代生質能源（不是人的食物、也不是農林廢棄物），採用進口的木薯（樹薯，只有熱量沒有營養）來生產。
生質能源中，液態的生質燃料擁有最高的經濟效益，可與汽油混合做為汽車燃油，其中生質丁醇又比生質乙醇更具有市場潛力。由於酒精係由2 個碳構成的醇類，酒精與水完全互溶，儲存的油槽與運輸管線必須保持完全無水，否則會造成酒精與汽油混合不佳。
生質酒精中，水的含量為5％，要加入汽油則必須將水脫到低於1％成為燃料乙醇。至於丁醇則是4個碳的醇類，與水不互溶，性質上也比酒精更接近汽油，相較於酒精，丁醇不具腐蝕性，可以添加更高比例於汽油中，更適合做為替代燃料。
農林廢棄物成為生質燃料，是大趨勢
減碳，是全球性的行動。當前人為生產的生質燃料，是否能夠與傳統化石能源（石油、天然氣等）競爭、甚至完全取代，端看各國人們為了減碳所願意負擔的成本是多少？因此，「技術進步，讓成本降下來，才能真正替代化石類，應用才能更為廣泛。」前工研院綠能研究所所長、現任鼎唐科技執行長童遷祥表示。
根據國際能源總署IEA 的預測，在2050年，生質燃料將佔全球運輸能源供應的27％，相當於將從現有的7千萬噸使用提升到7億噸。而生產生質燃料的過程中，原料就佔了總生產成本的60％，由於「將原料發酵、製成酒精或丁醇的技術」已達成熟，能夠改進的空間有限，因此，「如何提升原料的效能，才能夠降低成本。」以策略見長的童遷祥解釋道。
獨步全球，碳排放幾近於零
童遷祥在擔任工研院綠能研究所所長期間，從原料端下手，致力研發低成本第二代生質燃料。運用農林廢棄物，結合工研院的「纖維素水解產醣」技術與「近無碳損丁醇發酵技術」，開發出「ButyFix ™近無碳損纖維素生質丁醇技術」，突破全球各研究機構在纖維素解聚以及丁醇發酵的瓶頸，在製作過程中幾近零碳排放，成為獨步全球的創新技術。
「菌的房子」高分子單體與發酵液。有別於生質酒精，使用後須重新培養菌再發酵；ButyFix™的菌可以重複使用，養了近500天還是維持著活性。
玉米能夠成為生質燃料，是因為有澱粉質，可供發酵成為酒精，玉米渣可供養牛，「所以美牛好吃、還有油花，因為牠吃的是蛋白質，」童遷祥笑說。農林廢棄物的纖維渣像是蔗渣、玉米桿、稻稈等，也需要菌株發酵產醣，「若是不利用，唯有燒掉一途，更添地球暖化負擔。」童遷祥解釋道，每一種生物都有碳，在發酵時，菌會排二氧化碳，當前技術仍難以阻止碳排放，而無法被使用。
工研院新技術的珍貴之處，就在於突破了傳統發酵的碳轉化率67％的限制，經由特別馴養的菌種，可將原料94％的碳都轉化為可供使用的產品，超越當前國際的技術水準，因而獨步全球。也因此，工研院決定將這個技術轉移，由綠能所所長童遷祥出馬創立公司，成為繼張忠謀創立台積電之後，工研院最高職位長官創業又一範例。
連谷歌都佩服的創新技術
「幾近零排碳」（近無碳損）提升了原料的利用率，是這個技術的重要創新精隨所在。也為ButyFix™帶來另一個錦上添花的榮耀，是獲得谷歌的「射月」（Moonshot，又稱為探月計畫）支持──全球聰明人聚集的谷歌旗下「Google X」實驗室的「延伸項目」，聚集一旦成功、絕對能夠改變世界的發明。「射月」在不到一個月的時間，就認可這個技術，並於網站提供相關影片，為所有獲得認可的新創技術宣傳、媒合投資者，是目前台灣第一個奪得「射月」的技術。
特別的是，這個經過基因改造的特殊菌株，發酵後首先產生的是價格高於丁醇數倍的「丁酸」，其用途廣泛一如化石能源，可製成香料、可降解塑膠等諸多日常用品，也可以製成環氧樹脂，取代含雙酚A的化合物，塗於容器內壁。
目前鼎唐正致力於驗證技術的商業化（量產），並與工研院合作優化相關技術，將來，來自蕞爾小島台灣的鼎唐，或有可能成為繼荷蘭的殼牌石油（全球最大石化品牌公司）之後，成為全球生質能源的最大品牌！
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