最近丹麥的一篇漫畫，造成了國際間緊張的氣氛。「尊重」可能是今天和平共存的首要條件。然而此一事件卻引發了另一個值得重視的重要議題：石油危機。

瑞典已宣布將在二○二○年停止使用石油與核能，而將全面使用再生能源。美國希望在二○三○年時，能有五十％的能源是由生質物 (biomass) 所提供。在沒有發展出成熟的能源替代物之前，油價肯定會持續的上揚。再加上日益嚴重的溫室效應與環境污染，再生能源終將取代石化能源。我們的政府也應該正視這個問題，集思廣益、妥善規劃、訂出明確的研發方向與因應進度表。

考量配合現有的石油使用設備，如何將生質物轉化為石油替代物，是目前各國正在研發的方向。生質物泛指生物產生的有機物或廢棄物，通常是包含一般的碳水化合物。過去十幾年來生質柴油的研發在歐洲得到重視。美國預計在二○一○年能加入十％的生質柴油在石化柴油中使用。

生質柴油可以從植物油、動物脂肪、回收的食物油脂與低碳醇 (如CH3OH) 進行作用得到，經由轉酯化反應生成脂肪酸酯類與甘油。首先要估算生物柴油的能量釋放與將生質物轉為生物柴油的能量需求之比值。文獻報導：油菜籽約為一．九，而大豆則約為三，具有經濟效益。而且生質柴油是一項環保的再生燃料，所產生CO2的淨產量為零，是值得我們重視發展的方向。

然而這個轉酯化反應過程，通常使用氫氧化鈉或硫酸作催化劑。氫氧化鈉具腐蝕性，且容易與脂肪酸皂化，增加分離的難度。至於每年化學工業需要消耗一千五百萬噸的硫酸，不僅造成大量能源的浪費，其所產生的污染也是問題。因此研發可回收、重複使用、容易分離的強質子酸催化劑，用來取代硫酸是刻不容緩的。另外為了方便分離與回收，研發非均質相的催化劑是值得的方向。

近年來，生物燃料電池也是發展的重點之一。主要是利用微生物的代謝過程，將電子從電子提供者的醣類分子轉移至電子接收者的石墨電極的過程，產生電流。最近，Lovley 與 Chaudhuri 從海灣的沖積物中分離出一種Rhodoferax ferrireducens 細菌，可以有效的還原鐵離子、氧化葡萄糖 (果糖、蔗糖、纖維素…等) 產生CO2與氫離子，並可將高達八十％的電子傳至石墨電極產生穩定的電流。可貴的是，這個系統不需要傳遞電子的中間物來輔助傳遞電子。少一個步驟，就節省一份能源。

台灣的生質物之資源在那裡？巴西政府因地制宜，大量種植甘蔗，利用製糖廢料生產乙醇，如今他們的生質能源已經佔全國使用能源的三十％。這是一個成功的範例。美國在部分地區將玉米轉換為乙醇，並加入在汽油中約十％，發現果效良好。多使用一份生質產物，就少一份石化燃料，積少成多。

台灣地小人多，要大片種植能源作物，恐非易事。但是人多，廢棄物就隨著增加。再加上農作物的殘渣，過剩的農產品，牲畜的排泄物…等，都可成為生質燃料的來源。將廢棄物轉換成生質燃料，應成為研發重點。另外廣增山區植樹，不但有助於生態平衡，或許可供急需之用。然而筆者認為台灣四面環海，或許可以考慮進行能源海藻的研發。

假如我們使用葡萄糖作生質物，其最終產物是水與二氧化碳。而水與二氧化碳可以經由植物行光合作用，反應生成葡萄糖。因此CO2的淨產量為零，所使用的能量基本上是太陽能。大自然最奧妙的就是「循環」，循環才可能維持大自然的平衡。「尊重」也是我們與大地和平共生的首要條件。至於生質物轉換為石油替代物 （如生質柴油、乙醇、氫分子）的過程，其關鍵步驟在於有效率的使用能量轉換，以達到最高作工效率。

研發高效能與品質的催化劑是非常值得投資的。向大自然學習，從大自然得啟示，是研發的基礎。正如同七○年代後，模擬自然光合作用的機制，研發人造光合作用的系統，提升光電轉換效率，能更有效的使用太陽能。而生物燃料電池同樣的提供我們探討微生物催化機制的樣本，微生物催化能有效使用資源，降低成本，是研發再生能源非常寶貴的資源。

（作者為中央研究院原子與分子研究所研究員）
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