在全球暖化與石油耗竭的趨勢之下，世界各國紛紛投入生質燃料技術發展與產業的建構，以減緩大氣中溫室氣體上升的速度並降低對石油依賴。在世界發展的潮流下，我國也不落人後。隨著政府的規劃，生質柴油的推廣與產業建構已逐步展開。自2004年開始，能源局與環保局陸續在16個縣市推動『生質柴油道路試行工作計畫』，由環保清潔車輛率先試用。2007年一月，高雄市在『能源作物綠色公車計畫』規劃下，公車開始使用生質柴油。
隨著緊接而來的『綠色城鄉(Green County)應用推廣計畫』於2007年七月底在桃園縣和嘉義縣市正式展開，我國生質柴油(Biodiesel)的發展也正式邁向另一個新紀元。
何謂生質柴油
生質柴油是利用大豆油、菜籽油、棕櫚油等植物油或動物脂肪油、廢食用油為原料，與醇類(甲醇或乙醇)經過轉酯化反應(Transesterification reaction)所合成出一種可再生的環保油品，其主成分為長鏈脂肪酸甲酯(Fatty Acid Methyl Ester, FAME)。生質柴油具有良好的環境效益，因為它可以在大自然環境中被生物分解，若不小心洩漏時較不易污染地面和水體。此外，使用生質柴油，可以減少引擎所排放的污染物，特別是二氧化碳與硫氧化物等溫室氣體的排放。
生質柴油並非新的替代能源。早在1989年，柴油引擎發明人，德國工程師 Dr. Rudolf Diesel，在巴黎博覽會上展示的全世界第一台柴油引擎就是使用花生油作為燃料。Dr. Diesel所設計之柴油引擎的理念，即是希望能夠使用植物油與礦物油等不同的油料作為燃料。他認為，若能大量使用農作物所提煉出來的油脂作為燃料，將有助於鄉村經濟的發展。然而，生質柴油的理念卻因為無法面對石化燃料探勘與開採技術疾速發展所帶來低價化石燃料(fossil fuel)的競爭，因此失去舞台。直到最近，全球暖化等環保訴求和居高不下的原油價格，生質柴油再度找到可以發揮的舞台。
生質柴油的環境效益與使用優點
根據美國環保署所做的研究顯示，與石化柴油相比，使用生質柴油可以降低引擎尾氣中一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)與懸浮微粒(PM)等污染物的排放。此外，因為生質柴油主要使用能源作物和廢油脂為原料，所以生質柴油中所含之硫的比例遠低於石化柴油，因此可以有效降低燃燒廢氣中二氧化硫和硫化物的排放。
圖、Bioenergy Carbon Cycle示意圖
資料來源: Oak Ridge National Laboratory, ORNL
另外，從碳循環的角度來思考，生質柴油的製造與使用是存在於密閉的碳循環(Carbon Cycle)系統中。生質柴油燃燒後所產生的二氧化碳返回生態系統中，供能源作物行光合作用成長，可以避免大氣中的二氧化碳濃度持續上升。
除了具有環境保護的效益外，生質柴油還具有下列的優點:
* 閃火點(Flash Point)較石化柴油高，具有較好的運輸和儲存安全性。
* 具有較好的潤滑性能，可降低引擎系統磨損，延長使用壽命。
* 十六烷值(Cetane Number)較高，具有容易起動、燃燒均勻等良好的燃料性能。
* 無須更改車輛引擎即可直接添加使用，加油站也無須更改儲存與加油設備。
* 生質柴油以特定比例與石化柴油摻配使用，可以降低油耗、提高動力。
在種種的優勢之下，生質柴油成為現有的燃料中，最具銜接傳統石化燃料與尚未成熟的氫能等未來節淨能源科技之間的最佳替代燃料。
生質柴油市場發展概況
飆漲的原油價格是生質柴油產業發展的重要推手
2001以來，國際原油價格不斷上漲，2006年原油年平均價格約為2001年2.5倍的驚人幅度上漲。而美國西德州中級原油(WTI)期貨價格在2006年七月甚至一度上漲到77美元/桶的高價位，雖然2006年底一度降回60美元/桶附近，但2007年又再度昇至70元/桶上下，近三年始終在65美元/桶價位徘迴。
原油價格高居不下的情勢使得替代能源再度受到矚目，成為各國政府與企業資金投入的熱門領域。在替代能源中，生質柴油與生質酒精(Bioethanol)等生質燃料(Biofuel)，因為技術發展成熟，且具有可以直接取代現有能源系統中汽油、柴油使用的特性，產業發展十分快速。
綜觀近幾年油價起伏情勢可以發現，造成高油價的主因在於主要生產地區政治局勢不穩定所造成的供給不穩定，和中國與印度等新興成長國家快速增加的需求，而造成市場供需失去平衡所致。另一方面，屢創新高的原油期貨交易，也成為投資者牟利的金融工具。而油價走高的情勢短期來看並不會改變。根據國際能源總署(IEA)在2007年七月的所發布的預測，未來幾年原油需求的增加速度遠高於供給，供給將日趨吃緊，高油價將會持續，未來繼續上漲的可能性很大。這個局勢，是生質柴油等替代能源產業得以持續發展的契機。
全球生質柴油產業快速成長
根據統計，2006年全球生質柴油總產量約為65億公升，較2005年的39億公升成長67%，連續兩年成長率超過60%，成長速度驚人。而近年來全球生質柴油產業發展之所以能快速發展，除了原油價格長期高居不下之外，在能源自主與環保等訴求的驅使下，各國政府政策強力支持為最主要的因素。這個因素促使生質柴油產業得以在全球吸引大量的資金投入基礎建設，產能不斷擴充；產量也在政策目標的需求刺激下快速增長。
歐洲，全世界最大市場所在
在現今的全球市場分佈中，歐洲為生質柴油最主要的生產與消費地區。2006年全歐洲生質柴油總產量佔全球總產量的85%，總產能56億公升，較2005年成長67%。歐盟為了因應京都議定書中溫室氣體減量壓力，在Directive 2003/30/EC(Promotion of the use of biofuels or other renewable fuels for transport)設定要在2010年達到生質燃料使用佔總燃料使用5.75%的目標。
為達成此目標，歐洲目前仍不斷的擴充產能。根據EBB(European Biodiesel Board)的資料顯示，截至2007年七月，全歐洲共有185座生質柴油廠在運作生產，另有58座廠在興建中，預計2007年總產能可望達到116億公升，生質柴油占歐洲地區總運輸燃料市場中5.75%的目標，可望在2008年提前達成。
主要國家發展動向
德國位居龍頭
就國家而言，柴油引擎的發源地，德國，是目前全球最大的生質柴油生產與消費國。2006年總生產量約佔全球的49%，總產能30億公升，較2005年成長51%，連續四年都有將近50%以上的成長率。德國生質柴油產業之所以能持續成長，主要歸因於國家政策長期的支持。
德國在1992年修訂礦物油稅法(Mineral oil tax Law)，該法對純的生質柴油提供免稅的優惠；德國在2004年重新修訂優惠條件，將整個範圍擴大到所有有摻配生質燃料的油品，此舉成功的帶動生質柴油產業發展。
德國長期的稅賦優惠已經達到推動生質柴油產業建構的成效，目前整個產業已日趨成熟。著眼於此，德國政府也開始修改生質燃料免稅優惠政策，自2006年8月開始對生質柴油徵收部分的稅額，未來也將逐步減少優惠措施。這一個政策雖然曾使生質柴油銷售受到頓挫，但由於原油價格仍然居高不下，生質柴油仍具競爭力，因此並沒有對整個產業造成重大的影響。短期來看，德國政府放手讓生質柴油與傳統化石燃料自由競爭的政策方向並不會改變。世界上有意推動生質柴油產業的國家，目前也都在持續觀察德國生質柴油發展的狀況，作為未來研擬發展政策的參考依據。
美國成長快速
美國近年來除了致力於生質酒精的發展(目前僅次於巴西，為全世界第二大生質酒精生產國)之外，對生質柴油的發展也頗為重視。不同於歐洲地區以油菜籽為主要料源，美國生質柴油主要以大豆為料源。
美國目前是全球第二大生質柴油生產國，2006年總生產量約佔全球的15%，總產量將近10億公升，較2005年成長2.3倍。在產能方面，成長也十分驚人。據NBB(Nation BioDiesel Board)所做的統計，截至2007年一月，美國共有105家生質柴油製造廠正式運轉，年產能約為33億公升；另外尚有77家在建設中，預計2008年年中總產能將會大幅提升到64億公升。
美國國會在2005年8月制定的EPACT 2005法案中，設定了要在2012年達到75億加侖生質燃料的使用目標；而布希總統在2007年的國情咨文中也提到要在未來十年內將石油的總消耗量減少20%，由生質燃料來取代。這些政策目標使相關促進產業發展的法案和措施在各州紛紛立法通過；也帶動了整個生質柴油產業的發展。整體而言，美國生質柴油產業還有很大的發展能量與空間。
新興地區逐步發展
除了德國和美國之外，法國、英國與義大利等國家是目前較大的生質柴油生產國，總產量約占全球的24.1%。法國及義大利2006年的年產量分別為8.4及5.1億公升，較2005年分別成長69%及154%。英國、西班牙、奧地利、捷克、丹麥等國家的產量也都有明顯的成長。
在亞洲方面，馬來西亞、印尼和泰國這三個全球棕櫚油最主要的生產(總產量約佔全球85%)和輸出國，目前也都開始投入生質柴油產業的發展。這幾個國家目前也都計畫挾其掌握料源優勢，朝向成為生質柴油輸出國發展。這些新興地區所佔的產量比例在2006年達到9.4%，總產量約9.6億公升，較2005年成長將近9倍。
未來四年市場仍將持續成長
根據據Global Industry Analysts所做的預估，2010年全球生質柴市場將成長至180億公升，相較於2005年的65億公升，成長幅度將近285%。造成市場成長的因素主要來自於政府獎勵補助與強制摻配的相關法令與目標。以下將全球有生質柴油相關法令規劃或計畫的國家，針對其規劃作概略的介紹與可能用量的推估。
目前，歐盟對於生質燃料推廣的目標是在2010年達到總運輸燃料市場中5.75%的佔有率。要達到此目標，生質柴油將扮演極為重要的角色。估計約會有105億公升的需求量。
在美洲方面，美國若要達成2017年以前減少汽油20%的使用量的目標，將會需要約1350億公升的替代燃料，因此除了生質酒精之外，生質柴油也將扮演重要角色。
巴西政府除了發展生質酒精外，也對生質柴油的發展有相關的規劃。根據目前的生質柴油計畫，預計在2008年達成B2(將石化柴油混用2%的生質柴油，B代表Biodiesel，2代表2%)的摻配量，並在2013年達成B5，屆時將有每年10億公升的需求量。
在加拿大，生質柴油仍處於初期發展階段，目前部份的巴士公司採用進口的B20生質柴油來試行。加拿大政府在環保的需求下，在「Climate Change Action Plan.」也訂定了在2010 前達成2%的摻配目標，估計會有5億公升的需求量。若施行順利，將在2015年前達到10億公升的需求。
市場應用趨勢
目前市場上的生質柴油產品仍以與石化柴油摻配為主，其摻配比例在各地方有不同規格，常見如歐洲與美國部份地區的B20。由於生質柴油與現有引擎相容性高，其它如B50、B85、B100等產品，在歐盟等發展較成熟的市場也可看到。
生質柴油是以酯類為主的混合物，不過，由於其料源廣泛(如豆油、菜仔油、廢棄的食用油等多種高油脂粗料來源)，不同料源所產出的產品差異性大；加上製程的不同，混和物成分比例往往有所差異。為此，多數使用生質柴油的國家也訂定出生質柴油的特性、成分標準。目前，國際標準多半以由歐盟提出的EN 14214與美國的ASTM D 6751為主。
技術發展概況
轉酯化(Transesterification)技術具有高轉化率、反應時間短、觸媒成本低等優勢，是目前生質柴油商業化製程中最常見的技術。轉酯化技術所使用的催化劑可分為使用化學催化劑的鹼製程和使用生物催化劑的酵素(生物)轉化製程兩種。
鹼製程為目前最常見之商業化製程
在鹼製程中，最常見的觸媒包含鹼金族氫氧化物(NaOH、KOH)、鹼金族烷基氧化物(CH3ONa)、碳酸鈉與碳酸鉀等觸媒。鹼觸媒製程反應快(少於一小時)，且產率高(>98%)，目前被廣泛使用於商業化製程。
在這些觸媒中，CH3ONa可以在較短反應時間(30分鐘)得到相當高的產率(>98%)，但其缺點在於反應須在無水環境中進行，因此商業化生產時條件較為嚴苛；而NaOH和KOH雖然反應速率不及CH3ONa，但因為價格便宜，且在較高濃度(1~2mol%)也可以達到相同產率，因此適合商業化製程使用。然而鹼製程雖然反應快、產率高，但是需要較高的能源消耗，也須要產品中鹼液去除和鹼液廢水處理等繁雜的程序；還有甘油副產物回收較為困難的缺點。
發展中的酵素轉化生物製程
酵素轉化製程是以脂肪酵素(lipase)作為催化劑，將三酸甘油酯藉由酯基交換作用產生甘油和生質柴油。相較於鹼製程，酵素轉化製程具有較低耗能、無廢水排放和適用於各種植物油、廢食用油甚至動物油等廣泛料源等優點。此外，所生產的生質柴油與其副產品甘油中沒有鹼液殘存，可以減少產品純化的程序。
酵素轉化主要可以分為使用分離純化過的胞外脂解酵素(extracellular lipase)和使用全細胞的胞內脂解酵素(intracellular lipase)。經分離純化的胞外酵素具有高活性，且反應單純，反應速率和轉化率較高，但由於純化酵素目前仍屬於高價商品，發展易於回收再生使用的酵素固定化技術是目前技術發展的重點。
相較於胞外脂解酵素需要經過分離純化的程序，使用全細胞的胞內脂解酵素，具有不須對細胞進行繁雜處理、生物反應器容易放大、製程成本較胞外酵素低等優點，是具有潛力的生物轉酯化製造技術。整體而言，生物轉酯化技術在商業化使用前仍有酵素單價高、轉化反應時間長、酵素使用壽命短等挑戰需要克服。
避免與民爭食爭議，藻類生質柴油極具潛力
藻類油脂很早以前就被應用於化妝品工業，而其應用於燃料的研究發展起始於1978年美國能源部所支持，希望能從水藻中提煉出生物柴油的“水生植物計畫”(Aquatic Species Program, ASP)。不幸地，ASP計畫在1996年時因為所生產的藻類生質柴油成本較當時石化柴油超出許多，沒有市場競爭力，礙於研究資源的分配而被終止。
直到近年來生質柴油產業快速發展，大規模耕種植能源作物造成與農糧作物爭地造成與民爭食和森林資源破壞的爭議之下，具有成長快速、單位面積產油量高的優勢，並且可以培養在不適合耕作的土地上生產藻類，所以藻類生質柴油又逐漸受重視。
使用藻類來生產生質柴油的流程和ㄧ般能源作物類似，首先需將藻體中所含的油脂以溶劑(己烷或苯)萃取出。萃取出之粗油再經過脫膠，去除非中性脂肪之磷脂質，再經轉酯化程序，轉化為生質柴油。藻類總脂肪中的中性脂肪-三酸甘油脂，即為生質柴油之主要料源；而經油脂萃取後的剩餘藻細胞，因含有蛋白質及碳水化合物，可以做為動物飼料之添加物。
由於藻油萃取後的製程與ㄧ般能源作物類似，藻類生質柴油技術的發展主要在於藻類品種篩選、培養、採收等層面。在能夠商業化生產前，還有基因改良的藻種生產力無法提高、藻類之培養不穩定、微藻之採收、養殖池之設計問題以及光生物反應器造價昂貴且不實用等困難尚待克服。
參考文獻
* 盧文章；”生質燃料技術發展趨勢”；2006生物應用工程產業年鑑 (2006)
* 胡苔莉、吳佩芬；”以藻類提煉生質柴油之應用技術發展趨勢”；2007生物應用工程產業年鑑(2007)
* 謝志強；"全球生物能源發展概況"； 2007生物應用工程產業年鑑(2007)
* Gerhard Knothe et. al., "The Biodiesel Handbook"；(2004)
隨著緊接而來的『綠色城鄉(Green County)應用推廣計畫』於2007年七月底在桃園縣和嘉義縣市正式展開，我國生質柴油(Biodiesel)的發展也正式邁向另一個新紀元。
何謂生質柴油
生質柴油是利用大豆油、菜籽油、棕櫚油等植物油或動物脂肪油、廢食用油為原料，與醇類(甲醇或乙醇)經過轉酯化反應(Transesterification reaction)所合成出一種可再生的環保油品，其主成分為長鏈脂肪酸甲酯(Fatty Acid Methyl Ester, FAME)。生質柴油具有良好的環境效益，因為它可以在大自然環境中被生物分解，若不小心洩漏時較不易污染地面和水體。此外，使用生質柴油，可以減少引擎所排放的污染物，特別是二氧化碳與硫氧化物等溫室氣體的排放。
生質柴油並非新的替代能源。早在1989年，柴油引擎發明人，德國工程師 Dr. Rudolf Diesel，在巴黎博覽會上展示的全世界第一台柴油引擎就是使用花生油作為燃料。Dr. Diesel所設計之柴油引擎的理念，即是希望能夠使用植物油與礦物油等不同的油料作為燃料。他認為，若能大量使用農作物所提煉出來的油脂作為燃料，將有助於鄉村經濟的發展。然而，生質柴油的理念卻因為無法面對石化燃料探勘與開採技術疾速發展所帶來低價化石燃料(fossil fuel)的競爭，因此失去舞台。直到最近，全球暖化等環保訴求和居高不下的原油價格，生質柴油再度找到可以發揮的舞台。
生質柴油的環境效益與使用優點
根據美國環保署所做的研究顯示，與石化柴油相比，使用生質柴油可以降低引擎尾氣中一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)與懸浮微粒(PM)等污染物的排放。此外，因為生質柴油主要使用能源作物和廢油脂為原料，所以生質柴油中所含之硫的比例遠低於石化柴油，因此可以有效降低燃燒廢氣中二氧化硫和硫化物的排放。
圖、Bioenergy Carbon Cycle示意圖
資料來源: Oak Ridge National Laboratory, ORNL
另外，從碳循環的角度來思考，生質柴油的製造與使用是存在於密閉的碳循環(Carbon Cycle)系統中。生質柴油燃燒後所產生的二氧化碳返回生態系統中，供能源作物行光合作用成長，可以避免大氣中的二氧化碳濃度持續上升。
除了具有環境保護的效益外，生質柴油還具有下列的優點:
* 閃火點(Flash Point)較石化柴油高，具有較好的運輸和儲存安全性。
* 具有較好的潤滑性能，可降低引擎系統磨損，延長使用壽命。
* 十六烷值(Cetane Number)較高，具有容易起動、燃燒均勻等良好的燃料性能。
* 無須更改車輛引擎即可直接添加使用，加油站也無須更改儲存與加油設備。
* 生質柴油以特定比例與石化柴油摻配使用，可以降低油耗、提高動力。
在種種的優勢之下，生質柴油成為現有的燃料中，最具銜接傳統石化燃料與尚未成熟的氫能等未來節淨能源科技之間的最佳替代燃料。
生質柴油市場發展概況
飆漲的原油價格是生質柴油產業發展的重要推手
2001以來，國際原油價格不斷上漲，2006年原油年平均價格約為2001年2.5倍的驚人幅度上漲。而美國西德州中級原油(WTI)期貨價格在2006年七月甚至一度上漲到77美元/桶的高價位，雖然2006年底一度降回60美元/桶附近，但2007年又再度昇至70元/桶上下，近三年始終在65美元/桶價位徘迴。
原油價格高居不下的情勢使得替代能源再度受到矚目，成為各國政府與企業資金投入的熱門領域。在替代能源中，生質柴油與生質酒精(Bioethanol)等生質燃料(Biofuel)，因為技術發展成熟，且具有可以直接取代現有能源系統中汽油、柴油使用的特性，產業發展十分快速。
綜觀近幾年油價起伏情勢可以發現，造成高油價的主因在於主要生產地區政治局勢不穩定所造成的供給不穩定，和中國與印度等新興成長國家快速增加的需求，而造成市場供需失去平衡所致。另一方面，屢創新高的原油期貨交易，也成為投資者牟利的金融工具。而油價走高的情勢短期來看並不會改變。根據國際能源總署(IEA)在2007年七月的所發布的預測，未來幾年原油需求的增加速度遠高於供給，供給將日趨吃緊，高油價將會持續，未來繼續上漲的可能性很大。這個局勢，是生質柴油等替代能源產業得以持續發展的契機。
全球生質柴油產業快速成長
根據統計，2006年全球生質柴油總產量約為65億公升，較2005年的39億公升成長67%，連續兩年成長率超過60%，成長速度驚人。而近年來全球生質柴油產業發展之所以能快速發展，除了原油價格長期高居不下之外，在能源自主與環保等訴求的驅使下，各國政府政策強力支持為最主要的因素。這個因素促使生質柴油產業得以在全球吸引大量的資金投入基礎建設，產能不斷擴充；產量也在政策目標的需求刺激下快速增長。
歐洲，全世界最大市場所在
在現今的全球市場分佈中，歐洲為生質柴油最主要的生產與消費地區。2006年全歐洲生質柴油總產量佔全球總產量的85%，總產能56億公升，較2005年成長67%。歐盟為了因應京都議定書中溫室氣體減量壓力，在Directive 2003/30/EC(Promotion of the use of biofuels or other renewable fuels for transport)設定要在2010年達到生質燃料使用佔總燃料使用5.75%的目標。
為達成此目標，歐洲目前仍不斷的擴充產能。根據EBB(European Biodiesel Board)的資料顯示，截至2007年七月，全歐洲共有185座生質柴油廠在運作生產，另有58座廠在興建中，預計2007年總產能可望達到116億公升，生質柴油占歐洲地區總運輸燃料市場中5.75%的目標，可望在2008年提前達成。
主要國家發展動向
德國位居龍頭
就國家而言，柴油引擎的發源地，德國，是目前全球最大的生質柴油生產與消費國。2006年總生產量約佔全球的49%，總產能30億公升，較2005年成長51%，連續四年都有將近50%以上的成長率。德國生質柴油產業之所以能持續成長，主要歸因於國家政策長期的支持。
德國在1992年修訂礦物油稅法(Mineral oil tax Law)，該法對純的生質柴油提供免稅的優惠；德國在2004年重新修訂優惠條件，將整個範圍擴大到所有有摻配生質燃料的油品，此舉成功的帶動生質柴油產業發展。
德國長期的稅賦優惠已經達到推動生質柴油產業建構的成效，目前整個產業已日趨成熟。著眼於此，德國政府也開始修改生質燃料免稅優惠政策，自2006年8月開始對生質柴油徵收部分的稅額，未來也將逐步減少優惠措施。這一個政策雖然曾使生質柴油銷售受到頓挫，但由於原油價格仍然居高不下，生質柴油仍具競爭力，因此並沒有對整個產業造成重大的影響。短期來看，德國政府放手讓生質柴油與傳統化石燃料自由競爭的政策方向並不會改變。世界上有意推動生質柴油產業的國家，目前也都在持續觀察德國生質柴油發展的狀況，作為未來研擬發展政策的參考依據。
美國成長快速
美國近年來除了致力於生質酒精的發展(目前僅次於巴西，為全世界第二大生質酒精生產國)之外，對生質柴油的發展也頗為重視。不同於歐洲地區以油菜籽為主要料源，美國生質柴油主要以大豆為料源。
美國目前是全球第二大生質柴油生產國，2006年總生產量約佔全球的15%，總產量將近10億公升，較2005年成長2.3倍。在產能方面，成長也十分驚人。據NBB(Nation BioDiesel Board)所做的統計，截至2007年一月，美國共有105家生質柴油製造廠正式運轉，年產能約為33億公升；另外尚有77家在建設中，預計2008年年中總產能將會大幅提升到64億公升。
美國國會在2005年8月制定的EPACT 2005法案中，設定了要在2012年達到75億加侖生質燃料的使用目標；而布希總統在2007年的國情咨文中也提到要在未來十年內將石油的總消耗量減少20%，由生質燃料來取代。這些政策目標使相關促進產業發展的法案和措施在各州紛紛立法通過；也帶動了整個生質柴油產業的發展。整體而言，美國生質柴油產業還有很大的發展能量與空間。
新興地區逐步發展
除了德國和美國之外，法國、英國與義大利等國家是目前較大的生質柴油生產國，總產量約占全球的24.1%。法國及義大利2006年的年產量分別為8.4及5.1億公升，較2005年分別成長69%及154%。英國、西班牙、奧地利、捷克、丹麥等國家的產量也都有明顯的成長。
在亞洲方面，馬來西亞、印尼和泰國這三個全球棕櫚油最主要的生產(總產量約佔全球85%)和輸出國，目前也都開始投入生質柴油產業的發展。這幾個國家目前也都計畫挾其掌握料源優勢，朝向成為生質柴油輸出國發展。這些新興地區所佔的產量比例在2006年達到9.4%，總產量約9.6億公升，較2005年成長將近9倍。
未來四年市場仍將持續成長
根據據Global Industry Analysts所做的預估，2010年全球生質柴市場將成長至180億公升，相較於2005年的65億公升，成長幅度將近285%。造成市場成長的因素主要來自於政府獎勵補助與強制摻配的相關法令與目標。以下將全球有生質柴油相關法令規劃或計畫的國家，針對其規劃作概略的介紹與可能用量的推估。
目前，歐盟對於生質燃料推廣的目標是在2010年達到總運輸燃料市場中5.75%的佔有率。要達到此目標，生質柴油將扮演極為重要的角色。估計約會有105億公升的需求量。
在美洲方面，美國若要達成2017年以前減少汽油20%的使用量的目標，將會需要約1350億公升的替代燃料，因此除了生質酒精之外，生質柴油也將扮演重要角色。
巴西政府除了發展生質酒精外，也對生質柴油的發展有相關的規劃。根據目前的生質柴油計畫，預計在2008年達成B2(將石化柴油混用2%的生質柴油，B代表Biodiesel，2代表2%)的摻配量，並在2013年達成B5，屆時將有每年10億公升的需求量。
在加拿大，生質柴油仍處於初期發展階段，目前部份的巴士公司採用進口的B20生質柴油來試行。加拿大政府在環保的需求下，在「Climate Change Action Plan.」也訂定了在2010 前達成2%的摻配目標，估計會有5億公升的需求量。若施行順利，將在2015年前達到10億公升的需求。
市場應用趨勢
目前市場上的生質柴油產品仍以與石化柴油摻配為主，其摻配比例在各地方有不同規格，常見如歐洲與美國部份地區的B20。由於生質柴油與現有引擎相容性高，其它如B50、B85、B100等產品，在歐盟等發展較成熟的市場也可看到。
生質柴油是以酯類為主的混合物，不過，由於其料源廣泛(如豆油、菜仔油、廢棄的食用油等多種高油脂粗料來源)，不同料源所產出的產品差異性大；加上製程的不同，混和物成分比例往往有所差異。為此，多數使用生質柴油的國家也訂定出生質柴油的特性、成分標準。目前，國際標準多半以由歐盟提出的EN 14214與美國的ASTM D 6751為主。
技術發展概況
轉酯化(Transesterification)技術具有高轉化率、反應時間短、觸媒成本低等優勢，是目前生質柴油商業化製程中最常見的技術。轉酯化技術所使用的催化劑可分為使用化學催化劑的鹼製程和使用生物催化劑的酵素(生物)轉化製程兩種。
鹼製程為目前最常見之商業化製程
在鹼製程中，最常見的觸媒包含鹼金族氫氧化物(NaOH、KOH)、鹼金族烷基氧化物(CH3ONa)、碳酸鈉與碳酸鉀等觸媒。鹼觸媒製程反應快(少於一小時)，且產率高(>98%)，目前被廣泛使用於商業化製程。
在這些觸媒中，CH3ONa可以在較短反應時間(30分鐘)得到相當高的產率(>98%)，但其缺點在於反應須在無水環境中進行，因此商業化生產時條件較為嚴苛；而NaOH和KOH雖然反應速率不及CH3ONa，但因為價格便宜，且在較高濃度(1~2mol%)也可以達到相同產率，因此適合商業化製程使用。然而鹼製程雖然反應快、產率高，但是需要較高的能源消耗，也須要產品中鹼液去除和鹼液廢水處理等繁雜的程序；還有甘油副產物回收較為困難的缺點。
發展中的酵素轉化生物製程
酵素轉化製程是以脂肪酵素(lipase)作為催化劑，將三酸甘油酯藉由酯基交換作用產生甘油和生質柴油。相較於鹼製程，酵素轉化製程具有較低耗能、無廢水排放和適用於各種植物油、廢食用油甚至動物油等廣泛料源等優點。此外，所生產的生質柴油與其副產品甘油中沒有鹼液殘存，可以減少產品純化的程序。
酵素轉化主要可以分為使用分離純化過的胞外脂解酵素(extracellular lipase)和使用全細胞的胞內脂解酵素(intracellular lipase)。經分離純化的胞外酵素具有高活性，且反應單純，反應速率和轉化率較高，但由於純化酵素目前仍屬於高價商品，發展易於回收再生使用的酵素固定化技術是目前技術發展的重點。
相較於胞外脂解酵素需要經過分離純化的程序，使用全細胞的胞內脂解酵素，具有不須對細胞進行繁雜處理、生物反應器容易放大、製程成本較胞外酵素低等優點，是具有潛力的生物轉酯化製造技術。整體而言，生物轉酯化技術在商業化使用前仍有酵素單價高、轉化反應時間長、酵素使用壽命短等挑戰需要克服。
避免與民爭食爭議，藻類生質柴油極具潛力
藻類油脂很早以前就被應用於化妝品工業，而其應用於燃料的研究發展起始於1978年美國能源部所支持，希望能從水藻中提煉出生物柴油的“水生植物計畫”(Aquatic Species Program, ASP)。不幸地，ASP計畫在1996年時因為所生產的藻類生質柴油成本較當時石化柴油超出許多，沒有市場競爭力，礙於研究資源的分配而被終止。
直到近年來生質柴油產業快速發展，大規模耕種植能源作物造成與農糧作物爭地造成與民爭食和森林資源破壞的爭議之下，具有成長快速、單位面積產油量高的優勢，並且可以培養在不適合耕作的土地上生產藻類，所以藻類生質柴油又逐漸受重視。
使用藻類來生產生質柴油的流程和ㄧ般能源作物類似，首先需將藻體中所含的油脂以溶劑(己烷或苯)萃取出。萃取出之粗油再經過脫膠，去除非中性脂肪之磷脂質，再經轉酯化程序，轉化為生質柴油。藻類總脂肪中的中性脂肪-三酸甘油脂，即為生質柴油之主要料源；而經油脂萃取後的剩餘藻細胞，因含有蛋白質及碳水化合物，可以做為動物飼料之添加物。
由於藻油萃取後的製程與ㄧ般能源作物類似，藻類生質柴油技術的發展主要在於藻類品種篩選、培養、採收等層面。在能夠商業化生產前，還有基因改良的藻種生產力無法提高、藻類之培養不穩定、微藻之採收、養殖池之設計問題以及光生物反應器造價昂貴且不實用等困難尚待克服。
參考文獻
* 盧文章；”生質燃料技術發展趨勢”；2006生物應用工程產業年鑑 (2006)
* 胡苔莉、吳佩芬；”以藻類提煉生質柴油之應用技術發展趨勢”；2007生物應用工程產業年鑑(2007)
* 謝志強；"全球生物能源發展概況"； 2007生物應用工程產業年鑑(2007)
* Gerhard Knothe et. al., "The Biodiesel Handbook"；(2004)
