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澳洲邊際土地潛在的生質柴油作物

potential biodiesel crops for marginal land in Australia

作者：Daniel K.Y. Tan¹, Inakwu O.A. Odeh¹, Tihomir Ancev¹

Faculty of Agriculture and Environment, University of Sydney, NSW, 2006 Australia. www.usyd.edu.au Email daniel.tan@sydney.edu.au

農業與環境學院，雪梨大學，新南威爾斯州，2006澳大利亞

摘要：省略，因為本文不長，為免重覆故予省略。

介紹：目前，澳大利亞進口30％的石油產品，預計到2030年，將增加至76％；現時只有0.5％的澳大利亞的運輸燃料來自生物物質（2010年地球科學與ABARE）。如果澳大利亞的石油產量繼續下降，油價上升，2029年至2030年時，石油淨進口成本可能接近$ 70億，（2011年聯邦科學與工業研究組織）。在澳大利亞，生產從生物物質生產的乙醇和生質柴油作為可再生能源， 替代汽油和柴油。目前，主要的生物柴油原料來源於牛油，廢食用油和油菜籽油。缺乏合適的優質原料是生質柴油行業的重要限制。柴油總消費量在2009年為19 GL〈百萬公秉〉，進口品佔48% （2010年地球科學與ABARE）。儘管以微藻為原料生產生質柴油研究有進展，從實驗室到商業化生產的問題，也在擴大。（Campbell等人， 2011 ; Razif 等2011）。在美國和歐洲，用大豆和油菜籽生產生質柴油。但是，為了避免“糧食與燃料”的爭論在澳洲出現，一些作者提出，生物能源應該取材於農業邊際土地種植的作物。（Holtum 等， 2011 ; Odeh等 2011 ; Yan等， 2011 ; Farina等， 2012）。本文討論一些適合在澳洲貧瘠的土地上生產生質柴油的原料植物。

1.麻瘋樹

痲瘋樹是熱帶多年生喬木，屬於大戟科。這是一個土生土長於美洲熱帶地區，現在歸化在非洲和亞洲的熱帶和亞熱帶地區的許多地方，（Koh和Ghazi.2011）。在澳大利亞，麻瘋被樹被​​西澳大利亞（WA）農業保護局禁止種植，由於其遺傳和生態相似於痲瘋 gossypiifolia，在昆士蘭州北部的一種顯著的雜草（Bebawi 等， 2011）。痲瘋樹在印度和其他發展中國家，由於缺乏生物能源政策和研發，最近的失敗強調進行大規模的投資之前，需要先投資研發（Kant和Wu 2011 ）。

2.辣木

辣木屬亞熱帶多年生喬木，屬於Moringaceae科。這是一個土生土長於印度，非洲，阿拉伯，東南亞及南美洲等地（Umer等， 2008）。辣木有可能生長在Albany，Carnarvon，Esperance和Geraldton地區和西澳大利亞北部熱帶地區，並已被原住民團體以及Albany及Carnarvon的實驗站種植。（Biswas 2009）生命週期評估顯示， 1000公升從辣木種子油料生產的生質柴油，生產過程中的溫室氣體（GHG）排放量相比較，乾旱條件下，比有灌溉的情形下降33％（1,171公斤CO ₂ 當量比1,543公斤CO ₂ 當量） （Biswas 2009）

3.水黃皮（雞血藤紅豆，原名水黃皮）是一種豆科樹，澳大利亞（Scott et al. 2008）提請大眾注意，它可作為一個可能的生物燃料原料。它屬於豆科家族，蝶形花亞科，是一個土生土長的印度，緬甸，馬來西亞，印度尼西亞和澳洲北部。有報導水黃皮是澳洲北部土著人使用的木材和魚毒的來源（Scott et al. 2008）。水黃皮能夠形成一個廣泛的根瘤菌部落在它根部的球形結節中。它的種子中含有約40％的可萃取的油脂，主要是甘油三酸酯的形式。有豐富的C18：1脂肪酸（油酸），棕櫚酸和硬脂酸的含量相對較低，使得它可用於製造生物柴油（Kazakoff 等人 2010）。澳洲樹種的種子生產潛力據估計，約20,000粒/樹/年或每公頃12.6噸。計算的基礎為10歲以上的樹木350棵/公頃。因此，只要種植面積7000平方公里，就足以滿足澳洲現在每年柴油消耗量19 GL（Scott等 2008）。〈史蛋按：應為35,000平方公里，7,000平方公里是指使用B20生質柴油所需之面積。〉

在印度，水黃皮已被當作生質燃料使用有很長的時間了。它非常適合貧瘠的土地，它被視為耐鹽水和耐旱品種。盆栽試驗時樹苗生長良好，在生理鹽水濃度高達20 DS / m水黃皮根瘤不會受到影響，直到灌溉量到用水10 DS / M（Kazakoff 等。 2010）。它需要的年平均最低降雨量在500-800毫米之間，（6-10歲時，在布里斯班2007-8年旱災時，它們渡過了4個月無雨期間（Murphy et al. 2012）。水黃皮可以生存的最高氣溫超過45°C。2011年布里斯班遇到洪水後恢復生機，但不被視為“耐霜凍樹種”（ Murphy et al.2012〉在澳洲，水黃皮為了抗旱，它會在乾旱季節落葉，經歷一個冬季休眠期。植物不在春天長出新葉，直到最低氣溫持續高於15°C（Murphy et al. 2012）。成熟的植物能忍受中等的水澇，儘管一些死亡率可能會發生。開花期間若下大雨，水黃皮種子產量將受到嚴重影響。2010年11月/ 12月在昆士蘭州東南部大雨期間，水黃皮花零落是因為下雨或缺乏昆蟲授粉（Murphy et al.2012）。蜜蜂是水黃皮授粉的主要媒介。（Raju et al. 2006）

在印度，煉油後的水黃皮豆渣被當作為牛，羊和家禽的飼料添加劑。豆渣是種子用溶劑萃取後剩餘的成分，含有多達30％的蛋白質（(Scott et al.2008）。作為一個土生土長的樹，水黃皮種植可能滿足碳農業倡議（CFI）的規定，由於積極的固碳活動和種植者在CFI計劃（Murphy et al. ）自願參與可能獲得碳權的規則。可持續發展的機會存在於水黃皮林農能供應生質柴油給當地城鎮、牧場及在澳大利亞北部的礦場。與大量投資於生質柴油加工廠與基礎設施（Odeh et al.2011）還需要進行研究是：確定如何使這些生質柴油行業與設現有畜牧產業作最好的結合。

從現有優異的優良品種的育種計劃，目前正在開展，由在昆士蘭大學的ARC卓越中心，綜合豆類研究所CILR執行。試驗林已經建立在昆士蘭州南部（Gatton、Yandina、Eudlo與Caboolture），在昆士蘭州中南部的Roma和西澳大利亞州北部的Kununurra。使用CSIRO的MK 3.0 A1B排放情景模擬暗示，所有年降雨量在300-600mm的邊際土地都適合水黃皮生長。到2040和2070年時，區域氣候將與邊際土地有本質的不同。這表明在當前的氣候下，在澳大利亞所有地區長期投資於這種作物未必是可行的。〈Oden and Tan2007；Oden et al. 2011

印度芥菜

印度芥菜（雪裡紅）是一年生的油籽作物，屬於十字花科。它的起源中心被認為是在中亞喜馬拉雅山，擴散到二級中心：印度，中國和俄羅斯（Odeh and Tan 2007）。它非常耐旱（年降雨量300-400毫米），有許多品種，比油菜籽可以表達更大的滲透調節力（Niknam等， 2003）。印度芥菜在非常乾燥的條件下比油菜籽的產量多出50％，但不包含在正常降雨條件下的新南威爾士州西北部（Robertson et al. 2004）。用於生產生質柴油的印度芥菜育種計劃於2006年，在雪梨大學開始，還有許多研究夥伴。印度芥菜現在是Narrabri研究站的四年輪作計畫的一部分。芥菜與台灣無關，也非史蛋熟悉事項，以下省略了。

結論

未來生質柴油的生產必須來源於農作物的產出，如辣木，水黃皮和印度芥菜，它們可以生長在貧瘠的土地。這將確保建立一個可持續的生質柴油工業，不會與農業部門生產食物和纖維的部分競爭土地與其他資源。此外，可持續的生質柴油生產將依靠適當的規模，經濟的運轉，和有利可圖的操作，就是對石化燃料和非化石燃料價格的波動回應的彈性，以及政府在可再生能源和碳減排有關的政策彈性。

資料來源：Ausralian Society of Agronomy http://www.regional.org.au/au/asa/2012/climate-change/8049_tandk.htm

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這是一篇澳洲雪梨大學教授在第16屆澳洲農學會議的會議論文，對生質燃料來源的評估報告，作者提出4種有潛力的油料作物。

1.       麻瘋樹：被澳洲視為有侵略性的野草，被禁止種植。在印度和其他發展中國家，最近有許多的失敗案例，原因都是欠缺前期的研發作業，就冒然投資。作者沒有提到成功的案例，顯然，麻瘋樹被視為備胎之一。

2.       辣木：作者指出種植辣木是很耗資源的。生產1000公升生質柴油可以減少2,700公斤碳排放，不灌溉時它要消耗，也就是增加碳排放1,171公斤，施加灌溉時，排放量更上升到1,543公斤，不言可喻，種辣木製生質柴油是不划算的。辣木是多用途樹種，人們種辣木不是為了生質柴油，所以辣木種子油作生質柴油是低價的副產品，在滿足高檔市場後才會流到生質柴油市場。

3.       水黃皮：作者著墨最多，敘述最詳細的項目，他敘述水黃皮通過了乾旱、水災及高溫的考驗而存活下來。他提及水黃皮研究在昆士蘭大學的豆類研究中心進行，也提及種子的產量，原作者的筆誤他也照抄。最後他還建議生質柴油業者要永續經營就要與畜牧業者緊密合作。另外對造林者，他則提醒氣候變遷引起降雨帶的遷移，要投資者審慎決定造林地點。

4.       印度芥菜：芥菜籽的產生油率不高，但是它在嚴苛的環境下，還有相當的生產力。在土壤貧瘠地區，它可以參加輪種以改善地力，使貧瘠土壤逐漸變成農地，或者使貧瘠的農地得到休息。種芥菜的目的是改善土壤，得到生質柴油則是過程中的中間收益，而非主要目的。

作者雖然指出4種潛在植物，但被寄予厚望及被現為主要料源的只有水黃皮一項而已。