飛天車即將登場，科幻電影夢想成真？

本文由 美國穀物協會 委託，泛科學企劃執行。

你加過「酒精汽油」嗎？

2007 年，從台北的八座加油站開始，民眾可以在特定加油站選加「E3 酒精汽油」。

所謂的 E3，指的是汽油中有百分之 3 改為酒精。如果你在其他國家的加油站看到 E10、E27、E100 等等的標示，則代表不同濃度，最高到百分之百的酒精。例如美國、英國、印度、菲律賓等國家已經開放到 E10，巴西則有 E27 和百分之百酒精的 E100 選項可以選擇。

為什麼要加酒精呢？

單論玉米乙醇來說，碳排放趨近於零。為什麼呢？因為從玉米吸收二氧化碳與水進行光合作、生長、成熟，接著被採收，發酵成為玉米乙醇，最後燃燒成二氧化碳與水蒸氣回到大氣中。這一整趟碳循環與水循環，淨排放都是 0，是個零碳的好燃料來源。

當然，我們無法忽略的是燃料運輸、儲藏、以及製造生產設備時產生的碳足跡。即使如此，美國農業部經過評估分析，2017 發表的報告指出，玉米乙醇生命週期的碳排放量比汽油少了 43%。

「玉米乙醇」納入 SAF（永續航空燃料）前瞻性指引的選項之一

航空業占了全球碳排的 2.5%，而根據國際民用航空組織（ICAO）的預測，這個數字還會成長，2050 年全球航空碳排放量將會來到 2015 年的兩倍。這也使得以生質原料為首的「永續航空燃料」SAF，開始成為航空業減碳的關鍵，及投資者關注的新興科技。

只要燃料的生產符合永續，都可被歸類為 SAF。目前美國材料和試驗協會規範的 SAF 包含以合成方式製造的合成石蠟煤油 FT-SPK、透過發酵與合成製造的異鏈烷烴 SIP。以及近年討論度很高，以食用油為原料進行氫化的 HEFA，以及酒精航空燃料 ATJ（alcohol-to-jet）。

每種燃料的原料都不相同，因此需要的技術突破也不同。例如 HEFA 是將食用油重新再造成可用的航空燃料，因此製造商會從百萬間餐廳蒐集廢棄食用油，再進行「氫化」。

就引擎來說，我們當然也希望用到穩定的油。因此需要氫化來將植物油轉化為如同動物油般的飽和脂肪酸。氫化會打斷雙鍵，以氫原子佔據這些鍵結，讓氫在脂肪酸上「飽和」。此時因為穩定性提高，不易氧化，適合保存並減少對引擎的負擔。

至於酒精加工為酒精航空燃料 ATJ 的流程。乙醇會先進行脫水為乙烯，接著聚合成約 6~16 碳原子長度的長鏈烯烴。最後一樣進行氫化打斷雙鍵，成為長鏈烷烴，性質幾乎與傳統航空燃料一模一樣。

ATJ 和 HEFA 雖然都會經過氫化，但 ATJ 的反應中所需要的氫氣大約只有一半。另外，HEFA 取用的油品來源來自餐廳，雖然是幫助廢油循環使用的好方法，但供應多少比較不穩定。相對的，因為 ATJ 來源是玉米等穀物，通常農地會種植專門的玉米品種進行生質乙醇的生產，因此來源相對穩定。

但不論是哪一種 SAF，都有積極發展的價值。而航空業也不斷有新消息，例如阿聯酋航空在 2023 年也成功讓波音 777 以 100％ 的 SAF 燃料完成飛行，締下創舉。

汽車業也需要作出重要改變

根據長年推動低碳交通的國際組織 SLoCaT 分析，在所有交通工具的碳排放中，航空業佔了其中的 12%，而公路交通則占了 77%。沒錯，航空業雖然佔了全球碳排的 2.5%，但真正最大宗的碳排來源，還是我們的汽車載具。

但是這個新燃料會不會傷害我們的引擎呢？有人擔心，酒精可能會吸收空氣中的水氣，對機械設備造成影響？

其實也不用那麼擔心，畢竟酒精汽油已經不只是使用一、二十年的東西了。美國聯邦政府早在 1978 就透過免除 E10 的汽油燃料稅，來推廣添加百分之 10 酒精的低碳汽油。也就是說，酒精汽油的上路試驗已經快要 50 年。

有那麼多的研究數據在路上跑，當然不能錯過這個機會。美國國家可再生能源實驗室也持續進行調查，結果發現，由於 E10 汽油摻雜的比例非常低，和傳統汽油的化學性質差異非常小，這 50 年來的車輛，只要符合國際標準製造，都與 E10 汽油完全相容。

解惑：這些生質酒精的來源原料是否符合永續的精神嗎？

在環保議題裡，這種原本以為是一片好心，最後卻是環境災難的案例還不少。玉米乙醇也一樣有相關規範，例如歐盟在再生能源指令 RED II 明確說明，生質乙醇等生物燃料確實有持續性，但必須符合「永續」的標準，並且因為使用的原料是穀物，因此需要確保不會影響糧食供應。

好消息是，隨著目標變明確，專門生產生質酒精的玉米需求增加，這也帶動品種的改良。在美國，玉米產量連年提高，種植總面積卻緩步下降，避開了與糧爭地的問題。

另外，單位面積產量增加，也進一步降低收穫與運輸的複雜度，總碳排量也觀察到下降的趨勢，讓低碳汽油真正名實相符。

隨著航空業對永續航空燃料的需求抬頭，低碳汽油等生質燃料或許值得我們再次審視。看看除了鋰電池車、氫能車以外，生質燃料車，是否也是個值得加碼投資的方向？

參考資料

• Corn to Power Airplanes? Biden Administration Sets a High Bar. – The New York Times
• 台灣中油全球資訊網-加油站查詢
• https://grains.org.tw/最新科學研究：玉米燃料乙醇大幅減少溫室氣體排/
• USDA Releases New Report on Lifecycle Greenhouse Gas Balance of Ethanol
• https://scijournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/bbb.2225
• 本田・GE100% 可持續燃料航空引擎測試成功
• 阿聯酋航空邁向永續 完成 100％ SAF 驅動單一引擎首航
• https://tcc-gsr.com/module-1/transforming-transport-and-mobility/

在現代戰爭中，無人機的角色越來越不可忽視。從俄烏戰爭到中東衝突，無人機已經從戰場的輔助工具，逐步成為戰術的核心力量。例如，伊朗對以色列的空襲，以及胡塞組織在紅海對美軍的攻擊，無人機的身影隨處可見。這些無人機不僅成本低廉，還具有驚人的靈活性，從偵查、干擾到實施精確打擊，它們的功能無所不包。

舉例來說，在 2024 年 4 月伊朗對以色列的空襲中，伊朗發射了 170 架無人機與數百枚導彈。雖然以色列防空系統成功攔截了絕大部分攻擊，但一枚防空導彈的成本往往是無人機的數倍甚至數十倍。同樣的情況發生在 2023 年底，胡塞組織利用僅需 2000 美元的無人機攻擊美國驅逐艦，而美軍為了防禦，使用了造價高達 200 萬美元的標準型導彈。這些數字顯示出，在不對稱作戰中，無人機的高性價比給傳統武器帶來了巨大挑戰。

這樣的發展讓各國紛紛投入無人機技術的研發與應用，美國的「地獄計劃」（Hellscape）便是其中之一。該計劃將數千艘無人潛艇、無人水面艦和無人機投放到台灣海峽，藉此增加中國艦隊登陸台灣的難度，並將整個海峽變成「地獄」。此外，美國也在研發無人機與有人戰機的協同作戰，透過無人機在前方吸引敵方飛彈，保護戰機的安全。

台灣的無人機發展之路

那麼，台灣在這股無人機浪潮中扮演什麼角色呢？

根據《華盛頓郵報》的報導，美軍印太司令部的新司令塞繆爾‧帕帕羅四星上將表示，美國正計畫打造「地獄計劃」，一旦中國朝台灣發動進攻，美國將派出數千艘無人潛艇、無人水面艦和無人機，封鎖台灣海峽。這樣的防禦策略突顯了無人機在現代戰爭中的關鍵地位。

儘管台灣尚未完全掌握無人機技術的核心，但政府已意識到其重要性。2023 年底，經濟部成立了無人機產業發展專案辦公室，目標是讓台灣成為「無人機民主供應鏈的亞洲中心」，並在 2030 年達到 400 億元的產值。這項計畫無疑展示出台灣在無人機產業上雄心勃勃的願景。

無人機技術的核心：通訊

要掌握無人機，首先要掌握的是其通訊技術。無人機的發展歷史顯示，通訊技術的突破是其成長的關鍵之一。早期的無人機僅能進行簡單的視距內操作（VLOS），但隨著科技的進步，現在的無人機已經可以進行超視距操作（BVLOS），這大大提升了它們的戰術應用範圍。

大疆是中國無人機技術的領導者，其發展的 2.4G 高清圖傳影像系統「Lightbridge」便是無人機技術的重大突破。這一系統能夠將無人機拍攝的畫面即時傳回給操作員，並維持一定的解析度與低延遲。這意味著無人機不再僅僅依賴肉眼操控，而是能夠進行更遠距離、更精確的任務。

然而，2.4GHz 的頻段雖然穿透力強，但也面臨頻率擁擠的問題，容易受到干擾。為了解決這個問題，現代無人機開始使用 5.8GHz 頻段。這一頻段雖然傳輸距離較短，但資料傳輸速度更快，抗干擾能力也更強。在這兩個頻段之間，大疆開發的 OcuSync 2.0 技術能夠自動切換，確保始終使用最佳的訊號頻段，提供穩定的飛行控制和圖像傳輸。

這些技術上的突破使得無人機在戰場上變得越來越不可或缺。例如，無人機不僅能進行偵查和打擊，還可以通過蜂群技術同時發動多點攻擊，擾亂敵方的防空系統。無人機之間的通訊技術也發展迅速，無論是表演性的燈光秀，還是軍事上的蜂群作戰，無人機都展現出極大的應用潛力。

反無人機系統的崛起

無人機的迅速發展同樣引發了反制無人機技術的需求。反無人機系統（C-UAS）大致可分為兩種類型：軟殺與硬殺。軟殺主要是針對無人機的通訊進行干擾，利用無線電干擾槍發射強大訊號覆蓋 2.4GHz 和 5.8GHz 頻段，使無人機失去控制。而硬殺則是直接摧毀無人機，例如使用火力攻擊或網子捕捉。

以色列本古里安大學的教授格拉‧維斯提出了一個新的思路：透過無人機的飛行軌跡來追蹤操作員的位置。由於無人機的動作會隨著通訊信號的強弱變化，這些變化可以用深度學習模型來分析，從而反推出操作者的位置。這一技術目前的準確率已經達到 78%。

此外，美國的軍工企業開發了一款名為「路跑者 M」（Roadrunner-M）的自殺無人機。這款無人機不僅能像飛彈一樣追蹤目標，還能在完成任務後自動返航進行回收，降低了作戰成本。

台灣無人機產業的未來

儘管台灣無人機產業的起步較晚，但政府和產業界已經意識到其巨大的潛力。無人機不僅僅是一種武器，它還可以成為通訊網路的關鍵節點。例如，雷虎科技的 T-400 無人機不僅用於軍事，也正與中華電信合作，將無人機作為訊號中繼站，在災害發生時提供通訊支持。

隨著 5G、B5G 及 6G 的發展，無人機將成為未來通訊基礎設施的重要組成部分。台灣無人機產業的發展不僅關係到國家安全，更涉及到未來的數位基礎建設。無論是在軍事還是民用領域，無人機的應用將越來越廣泛，未來有望成為台灣科技產業的一個重要支柱。

總而言之，無人機技術正在改變戰場生態，而台灣也正在積極參與這場技術革命。隨著更多資源的投入，台灣有機會在全球無人機市場中佔有一席之地。無人機的發展並不僅僅是一場技術競賽，還是一場關乎國家安全與經濟未來的戰略賽跑。

2020年9月27日到11月10日，亞美尼亞與亞塞拜然發生第二次納戈爾諾－卡拉巴赫戰爭（Nagorno-Karabakh War）。新時代的戰爭科技，舉凡偵察和攻擊用的無人機，以及長程武器跟探測器等，全都用上了。無人機使用的火藥含有白磷，爆炸會造成致命的化學燒傷、冗長的住院期，還有高死亡率。臉、手等皮膚暴露的部位，最常遭殃。其他類型的爆炸創傷和槍傷，也時有耳聞。^[1]

醫院爆滿

亞美尼亞與亞塞拜然雙方皆死傷慘重。當時亞美尼亞的軍醫院爆滿，連普通醫院都加入救治受創士兵的行列。儘管多數傷患都有部份皮層或全皮層燒傷，醫療量能不足的情況下，他們得等上1個禮拜，才能接受手術。於此之前，只好先進行普通包紮，並投以高劑量的鴉片類止痛藥物。此外，理想上燒傷的地方應該全部切掉；偏偏戰爭期間，許多都只是部份切除，較容易在術後感染，而需要抗生素，甚至進一步手術。^[1]

無細胞魚皮敷料

眼看再這樣下去不是辦法，有位亞美尼亞的國會議員，向冰島醫療用品公司Kerecis求助。^[註1]短短72小時內，產品運送和專業支援都安排好了：冰島Hilmar Kjartansson醫師與英國Steven Jeffery醫師，帶著該公司的無細胞魚皮敷料（acellular fish skin graft），來鄰近戰區的亞美尼亞首都葉里溫（Yerevan），教大家處理傷口。^[1]

此敷料用野生大西洋鱈魚（Gadus morhua）的表皮與真皮製作，^[註2]含天然的Omega 3脂肪酸，因此具有制菌、消炎的效果。儲藏於室溫下的乾燥環境，保存期限3年。其厚度約0.6 mm，最大尺寸為300 cm²，形狀可依需求修剪。使用前添加生理食鹽水，便能撐到540 cm²的覆蓋面積。通常要釘住無細胞魚皮敷料，並配合負壓傷口治療（negative pressure wound therapy）或填塞敷料（bolster dressing），^[1]吸走滲出的液體，^{[2, 3]}直至傷口恢復到能開刀的程度。皮膚移植手術後，則要每3到5天換一次敷料。^[1]

個案報告

冰島和英國醫師總共去了亞美尼亞兩趟。他們救治的傷患大多已經燒傷3到5天，接受過初步清創，^[1]並且早用濕紗布覆蓋，再任其自然乾燥，即所謂的濕至乾敷料（wet-to-dry dressings）包紮。^{[1, 4]}視傷口情況，可能得再度清創，然後才舖上無細胞魚皮敷料，並施以負壓傷口治療。7日後，檢查可否移植皮膚。^[1]

戰爭結束後，亞美尼亞和上述外籍的醫師，共同於美國外科軍醫協會（Association of Military Surgeons of the United States）的《軍事醫學》（Military Medicine）期刊發表論文。他們挑了下列幾個案例介紹：^[1]

• 19歲男性，遭爆破攻擊，含軀幹在內，大面積全皮層燒傷，其中左腳跟傷至見骨。於受傷第8天敷上魚皮前，已經接受過清創手術。（照片）^[1]
• 32歲軍人，原文未提性別。骨骼外固定器支撐著右小腿的開放性骨折，傷口面積為15 cm × 21 cm。歷經3次清創，才蓋上魚皮。每3天檢查一次，順便換敷料。換過3次後，進行皮膚移植手術。（照片）^[1]
• 28歲男性，白磷爆炸所致的全身燒傷，佔總體表面積的75%。以高壓水刀（water jet；hydrosurgery）清理後，進行10次清創手術，再敷上魚皮代替人類皮膚移植。（照片）^[1]

戰時療傷利器

整體而言，他們照顧的傷患無人感染，而且無細胞魚皮敷料加速肉芽生長，傷口復原快了幾天到數週不等。^[1]不僅使單純填補的皮膚移植手術能提早進行；甚至讓自帶血液供應的皮瓣移植，必要性減少。^{[1, 5]}這篇論文的部份作者或許代表廠商立場，分析的樣本數又有限；^[1]然而《Cureus》期刊的文獻回顧，也指出無細胞魚皮敷料的療效，對於燒傷和糖尿病的足部潰瘍，優於許多其他敷料。^[6]更重要的是，亞美尼亞的這篇論文，提到無細胞魚皮敷料輕盈，容易運輸、儲存，使用方法又簡單。這在物流受阻的戰爭時期是相當關鍵的優點。^[1]

備註

1. 根據2023年7月7日的新聞稿，丹麥公司Coloplast已經併購冰島公司Kerecis。^[7]另外，臺灣的衛生福利部食品藥物管理署，於2018年8月核發二級醫材藥證，給美時公司引進的Kerecis 無細胞魚皮敷料。^[8]
2. 大西洋鱈魚和尼羅吳郭魚（Nile Tilapia）的魚皮，都可以用來製作無細胞魚皮敷料。^[6]

參考資料

1. Reda F, Kjartansson H, Jeffery SLA. (2023) ‘Use of Fish Skin Graft in Management of Combat Injuries Following Military Drone Assaults in Field-Like Hospital Conditions’. Military Medicine, usad028.
2. Zaver V, Kankanalu P. (09 SEP 2022) ‘Negative Pressure Wound Therapy’. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
3. Lee E, Park SI, Kim D, et al. (2018) ‘Modified bolster dressing with continuous suction improves skin graft survival for an oral cavity wound’. Journal of Otolaryngology – Head & Neck Surg, 47, 68.
4. DG Wechter, DC Dugdale. (11 MAR 2023) ‘Wet-to-dry dressing changes’. MedlinePlus, U.S.
5. Prohaska J, Cook C. ‘Skin Grafting’. (16 AUG 2023) In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
6. Ibrahim M, Ayyoubi H S, Alkhairi L A, et al. (2023) ‘Fish Skin Grafts Versus Alternative Wound Dressings in Wound Care: A Systematic Review of the Literature’. Cureus, 15(3): e36348.
7. ‘Coloplast announces agreement to acquire Kerecis and raises long-term growth expectations’. (07 JUL 2023) Kerecis.
8. 韓婷婷（08 OCT 2018）「美時新藥迎接開花期 股價價量齊揚」中央通訊社