一、前言
隨著全球減碳壓力增加，傳統化石燃料已不再是永續能源的首選，各國政府與企業紛紛尋找低碳替代方案，以達成 2050 年碳中和（Net Zero）目標。根據 Frost & Sullivan 的研究報告顯示，替代燃料市場正迅速崛起，成為解決碳排放問題的重要關鍵，並為多個產業帶來嶄新的成長機會。尤其是，運輸業每年排放約8億噸的二氧化碳，約占全球排放量的七分之一。

然而，實現零碳排放的願景充滿挑戰，不僅面臨供應鏈的重塑，還需克服能源價格波動和技術不成熟等障礙。在此背景下，各國政府已積極制定政策，推動替代燃料的發展，例如生質柴油（Biodiesel）、可再生柴油（Renewable Diesel, HVO）、生質液化天然氣（Bio-LNG）及電子燃料（e-fuels）。預計到2030年，替代燃料的需求將因技術進步而大幅成長。

在眾多替代能源技術中，又以生質燃料（Biofuels）、電子燃料（e-fuels）、生質氣體（Biogas & Biomethane） 逐漸成為市場關注焦點，並被視為未來能源轉型的重要支柱。以下將簡述替代燃料的發展現況和未來市場潛力。

二、替代燃料的發展趨勢
運輸業作為全球能源消耗和碳排放的重要來源，產生了全球15%的溫室氣體（GHG）排放。隨著經濟發展，乘用車、貨運、物流與旅遊業的交通需求預計將持續增加。然而，運輸業若要實現2050年的淨零排放目標，仍須面臨諸多挑戰，尤其是航空、航運及重型貨運等領域，難以透過電氣化或從碳排放源捕獲二氧化碳。

(一)替代燃料發展現況
1.生質燃料（Biofuels）
生質燃料指利用生物質（如植物油、廢棄食用油、農業廢棄物）轉化為燃料，主要包括生質柴油（Biodiesel）、可再生柴油（Renewable Diesel, HVO）、乙醇（Ethanol）和永續航空燃料（SAF, Sustainable Aviation Fuel）。Frost & Sullivan預估，全球對生質燃料的需求在2023年至2030年間將增長47.6%，其中可再生柴油因其高品質、低硫含量及與石油柴油相似的化學成分，至2030年可達458.6億美元。

2.電子燃料（e-fuels）
電子燃料（Electrofuels, e-fuels）是以低排放電力產生的氫氣與其他碳源進行合成的低碳燃料。因可利用現有基礎設施與設備，避免高昂的轉型成本，適用於航空與航運等長途運輸領域。根據國際民航組織（ICAO）的預測，到2035年，電子燃料有可能占全球航空燃料的3%至17%；到2050年，電子燃料占比將提升至8%至55%。

目前，電子燃料的高製造成本是其廣泛應用的主要障礙。製造電子燃料的成本約為傳統化石燃料的3至4倍。然而，隨著技術進步及新型設計方案的出現，預計到2030年，這一成本差距將逐漸縮小。

3.生質氣體（Biogas & Biomethane）
沼氣主要來自有機廢棄物（如農業廢棄物、畜牧廢水、食品垃圾）的厭氧消化過程，透過進一步純化後可轉化為生質甲烷（Biomethane）。生質甲烷（Biomethane）又稱可再生天然氣（Renewable Natural Gas, RNG），是甲烷的純化形式，可直接應用既有的天然氣基礎設施，亦可轉化為生質壓縮天然氣（Bio-CNG）或生質液化天然氣（Bio-LNG）作為運輸燃料。
雖然，生質甲烷製造成本相對高於傳統天然氣，但價格不易受地緣政治及能源危機波動，且可促進廢棄物循環利用，作為潔淨能源載體、長途運輸及工業領域的替代燃料皆具發展潛力。

(二)替代燃料創新生產技術
1.太陽能轉化技術
太陽能轉化為燃料技術（Solar-to-Fuel Technology）是利用聚光式太陽能（Concentrated Solar Power, CSP）透過光化學或熱化學反應，將二氧化碳與水轉化為電子燃料，實現碳循環再利用。隨著太陽能的發展速度以及燃料轉換技術的突破，將進一步提升該技術的經濟效益，特別是擁有豐富太陽能資源的國家。

2.碳捕獲轉化技術
利用碳捕獲與封存（Carbon Capture and Storage, CCS）技術將捕獲工業排放的二氧化碳直接轉化為電子燃料，減少了碳封存的風險與成本，並可提供額外收入來源。透過碳捕獲技術與電子燃料生產相結合的模式，不僅提升了經濟效益，還促進了資源的高效利用。

3.藻類轉化技術
藻類生質燃料以其高效的生物轉化能力與環境友好特性，成為最有發展的替代燃料領域之一。藻類生質燃料主要是將藻類透過酯交換（Transesterification）、厭氧消化（Anaerobic Digestion）或熱裂解（Pyrolysis）等技術轉化為生質燃料。藻類可在開放的池塘或封閉的光生物反應器（Photobioreactor）中栽培，其生長不會與糧食生產競爭土地或水資源，且能有效吸收二氧化碳，在減碳與能源供應上具有雙重效益。

隨著基因工程及大規模栽培技術不斷進步，藻類生質燃料的生產成本逐漸降低，應用潛力也顯著提升。隨著全球對低碳燃料需求的增加，Frost & Sullivan 預估藻類生質燃料市場將在未來三至五年內大幅成長。

4.廢棄物轉化技術
透過熱裂解（Pyrolysis）或氣化（Gasification）等技術，將農業廢棄物（如稻草和玉米秸稈）進一步生成永續航空燃料（Sustainable Aviation Fuel, SAF）；或透過厭氧消化（Anaerobic Digestion），將有機廢棄物轉化生質甲烷（Biomethane）。不僅能將廢棄物轉化為高附加值產品，還可有效減少燃料全生命周期的溫室氣體排放。

三、主要市場政策與法規推動
(一) 美國
「降低通膨法案」（Inflation Reduction Act, IRA）提供替代燃料生產與使用的稅收優惠，如SAF信用額度、低排放航空技術補助計畫（Low-Emission Aviation Technology competitive grant programs） 、碳捕獲再利用和封存（Carbon Capture, Utilization and Storage, CCUS）和產氫等計畫。並在2021年啟動永續航空燃料大挑戰（Sustainable Aviation Fuel Grand Challenge）計畫，目標於2030年前SAF生產量達110億公升，以減少航空業碳排放。此外，還有由加州等州政府推動的「低碳燃料標準」（Low Carbon Fuel Standard, LCFS），以及「可再生燃料標準」（Renewable Fuel Standard, RFS）要求煉油商將一定比例的生質燃料混入汽柴油。

(二)歐洲
2023年歐盟通過「再生能源指令 III」（Renewable Energy Directive III, RED III）修訂案，目標於2030年前再生能源佔比達42.5%以上；運輸部門的再生能源佔比須達29%以上，其中先進生物燃料和電子燃料佔比須達5.5%¹ 。
此外，在ReFuelEU Aviation計畫中制訂航空業的SAF目標，在2025年前需混合2% SAF，2030年前增加至6%，其中電子燃料佔1.2%。

(三)亞太地區
印尼與馬來西亞依賴棕櫚油生產生質柴油，並對出口課稅，以補貼國內生質柴油成本。此外，印尼、馬來西亞和泰國規劃利用棕櫚油工業廢棄物開發沼氣市場。
印度則擴大乙醇生產，目標至2025年/2026年達到20%乙醇混合率的目標，並提供補助以支持生產。另一方面，印度將客運車隊轉換為使用壓縮天然氣(Compressed Natural Gas, CNG)，並增加13 MTPA (Million Tons Per Annum)的生質甲烷用於公車和卡車。
亞太地區尚未有強制性SAF標準，但亞太航空協會（Association of Asia Pacific Airlines）正呼籲各國政府應積極推動相關立法及制定獎勵措施，以至2030年可實現大規模採用SAF。

[1]European Commission (2023). Renewable Energy Directive. https://energy.ec.europa.eu/topics/renewable-energy/renewable-energy-directive-targets-and-rules/renewable-energy-directive_en