作者：能源與資源研究中心 張振昌 主任

生質氣體
      生物氣體或稱生化氣體，泛指包括糞肥、污水、都市固體廢物及其他生物可降解的有機物質，在缺氧的環境下，經醱酵或無氧消化過程所產生的氣體，這些氣體主要包含甲烷及二氧化碳，又稱為「沼氣」或「堆填氣體」。

   「無氧消化」是處理可降解廢物的方法之一，由於這個方法產生出的沼氣可作為有用燃料，同時又可以將導致疾病的病原體消滅，又因為燃燒甲烷比燃燒煤更清潔，二氧化碳排放量低，因此這個方法頗為流行。甲烷本身也是溫室氣體之一，且它的全球變暖潛能也比二氧化碳高，因此生物氣體的收集在廢物管理中，扮演了重要角色。如果把這些氣體放回大氣中，這些氣體中的碳成份會被植物吸收進行光合作用，且不會比燃燒化石燃料釋出更多碳元素。

     在近幾年，不少發達國家均有擴展採用經收集污水及垃圾堆填區，及經機械生物處理的家居廢物所得的生物氣體作燃料，同時又因為能源價格高漲、再生能源補貼及歐盟管制堆填區的使用，更進一步推動生物氣體的應用。
 
堆填氣體
      堆填區的廢物深埋在地底，在地底的缺氧環境下，這些有機廢物會被降解，產生堆填氣體，並會慢慢釋出。如不妥善處理，這些氣體會構成的危險包括：爆炸性危險、助長全球變暖（甲烷是溫室氣體之一）及揮發性有機化合物會產生光化學煙霧。

      而其主要成份有：甲烷 (55-75%)、二氧化碳 (25-45%)、氮氣(0-0.3%)、氫 (1-5%)、硫化氫(0-3%)及氧氣(0.1-0.5%)。生物氣體只要經過淨化，其特性便能與天然氣無異，氣體供應商需去除生物氣體中的水份、硫化氫及微粒等雜質，為求使氣體更能完全燃燒，供應商會減少氣體中的二氧化碳含量。

     未經上述淨化程序處理的氣體有時會與天然氣混合燃燒。當生物氣體淨化至能作管道運輸的質素後，這些氣體便稱之為「可再生天然氣」。這些經淨化的氣體在應用上也與天然氣無異，包括發電、爐具等，而經壓縮的氣體也能成為壓縮天然氣的代替品，可用在汽車的內燃機或燃料電池上。

圖1：生物製程生質能源技術

圖2：本校「能源與資源研究中心」團隊接受學校資助所開發的“利用生物氣體產生氫氣的發電展示系統”