棕櫚油業概況
棕櫚(Palm)在所有產油作物中，其栽種土地面積占有比最小，僅4.5%；同時，占全球植物油產量的最大比例，超過36%。一般而言，棕櫚每公頃栽種面積之年均產油量為3.74噸，是向日葵、油菜籽、大豆等作物的50~100倍（圖一）。根據GRO Intelligence於2016年統計顯示，棕櫚油是全球消耗最多的食用植物油，其消耗量約為6,800萬噸，占主要油脂31%（包含棕櫚油與棕櫚仁油，詳見圖二與圖三）。棕櫚油又名棕油，雖被歸類為植物油，但分析其組成就類似牛油與豬油等動物油脂一樣富含飽和脂肪，棕櫚油的飽和脂肪占比高達50%（圖四）。印度尼西亞和馬來西亞為棕櫚油主要生產國家，約占世界產量85%。僅在印度尼西亞，油棕樹覆蓋1,300萬公頃的土地，是瑞士面積規模的三倍。
圖三、1995~2015年全球植物油消耗概況
棕櫚生物質資源化利用
棕櫚從栽種到榨油的過程中，主要會產生的生物質(Biomass)廢棄物計有：棕櫚複葉(Palm Fronds)、棕櫚樹幹(Palm Trunks)、空棕櫚果簇、棕櫚果殼、棕櫚中層果皮纖維(Mesocarp Fiber)與果粕(Palm Kernel Cake; PKC)、與榨油製程流放水(Palm Oil Mill Effluent; POME)，如圖六(a)所示。棕櫚油生產過程中產生大量殘留生物質廢棄物，每生產一噸的棕櫚油會產生近五噸的廢棄物。隨著棕櫚油需求的提升，這些榨油廢棄物(Palm Oil Mill Waste)產量也隨之增加，據Agensi Inovasi Malaysia預估，2020年將由目前8.5千萬噸提高至1.1億萬噸（圖六(b)）。
幾十年來，這種榨油廢棄物在很大程度上被忽視，施以焚化或就地掩埋。為妥善利用這些廢棄物，其資源化技術正急速發展中。但其中值得注意的是，將棕櫚油或是其廢棄物作為生質柴油提煉原料其實是不恰當的，透過研究分析（圖七）可以瞭解，棕櫚在栽種與榨油的過程歷經的碳足跡與作為燃料所產生的二氧化碳排放量幾乎等同於或超過化石燃料，雖然目前廢棄物直接作為燃料使用較無高技術性需求並可降低成本，但長久下來對於環境的衝擊卻不容忽視。
圖七、棕櫚油與其廢棄物作為生質柴油對二氧化碳排放之影響
生質基活性碳是目前生物質材料開發利用、農業副產品和工業廢棄物利用研究的熱門問題。根據其來源不同可分為農業廢棄物類、木材類、竹類等。農業廢棄物是指在農業生產和加工過程中產生的或剩下的物質，幾乎沒有任何經濟價值，且處理方法會導致嚴重的環境問題。但其灰分含量少、含碳量高，因此常作為製備活性碳的原料。木材類原料一般是指木材產品生產加工過程中剩餘的邊角料和鋸末等廢棄物以及林業殘餘物，在製備活性碳前需進行預處理。竹類因種植方便、生長速度快，且製備的活性碳性能優異，已被廣泛研究與商品化。
為了製備孔隙結構發達、比表面積大、吸附性能優良的活性碳，其原料應具有有機含量低、含碳量高、本身易活化等特點。從資源和環境的角度考量，原料尚需滿足物產豐富、可再生、易降解、無污染等特點。木質素是自然界存在的豐富資源，其含碳量高是製備活性碳的理想材料。如圖十一所示，從不同棕櫚部位的纖維組成分來看，棕櫚果殼的木質素含量超過50%，最適合作為…...以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
作者：黃功勛／工研院材化所
★本文節錄自「工業材料雜誌」372期，更多資料請見下方附檔。