發酵酒精度越高越環保!研究指出:提升酒醪濃度能幫威士忌減碳

其實背後的原因很直覺:酒精的沸點比水低、也更容易煮沸!只要提高酒精濃度、少煮一點水,就能用更少的能源完成蒸餾。

在各大蒸餾廠紛紛喊出永續口號、邁向2045淨零碳排之際,節能減碳已經成為威士忌產業最重要的課題。傳統蒸餾廠多半把「零碳排」的重點放在使用綠色燃料(像是生質燃料),或是升級熱能回收設備上。近期英國赫瑞-瓦特大學(Heriot-Watt University)國際釀造與蒸餾中心(ICBD)發表在《Journal of the Institute of Brewing》上的最新研究,提出了一項顛覆傳統的嶄新思路:只要提升「酒醪(Wash)」的酒精濃度,就能在不換設備的前提下幫威士忌減碳!

為什麼要增加酒醪的酒精濃度?

威士忌發酵槽

傳統的麥芽威士忌生產,發酵結束的「酒醪(Wash)」酒精濃度通常維持在8%~9% ABV左右。這表示在進行初次蒸餾時,等待加熱的液體中高達92%都是水。加熱「水」所需要的熱能,遠高於加熱「酒精」。因此,蒸餾廠在進行初次蒸餾時,絕大部分消耗燃料與熱量,其實都是加熱液體中的水。

赫瑞-瓦特大學(Heriot-Watt University)的莊時文博士(Dr. Shiwen Zhuang)團隊透過電腦模型計算發現:如果將酒醪的酒精濃度從8% ABV提升至10%、12%甚至14% ABV,等於是減少蒸餾液體中需要被加熱的「水體積」。當酒醪濃度達14% ABV時,每生產一公升純酒精(LPA),蒸餾過程就能減少15.8%至16.1%的總能耗與碳排放!這表示不論是使用天然氣、燃料油,還是太陽能與風力發電加熱,使用高酒精度的酒醪都能達到約16%的減碳效益。

讓蒸餾廠頭痛的廢棄物也跟著減少

蘇格蘭威士忌蒸餾器

高酒精酒醪帶來的優勢,可不只有減碳這項優點。

許多蘇格蘭威士忌酒廠蒸餾結束,都會留下大量的「蒸餾廢液」。對於蒸餾廠來說,這些液體體積龐大且處理成本高昂,光是搬運、運輸與廢棄物處理,就占了酒廠相當可觀的營運成本。

研究數據顯示,當酒醪酒精濃度提升至14% ABV時,初次蒸餾廢液(Pot Ale)排放體積直接大幅減少55%,且二次蒸餾廢液(Spent Lees)排放體積也減少30.4%。當需要處理的蒸餾廢液大幅減少,不僅酒廠載運廢液的車次跟著變少(也是減碳),廢液中的營養濃度也隨之提高,反而更方便酒廠進行後續回收再利用(例如加工製成動物飼料或生質能源)。這表示使用高酒精度酒醪不僅在蒸餾期間能節省能源,更能減少廢液產出,同時幫酒廠實現「省能減碳」與「減少廢棄物」的雙重效益!

為什麼高酒精酒醪不易達成?

威士忌酒醪

看到這裡,你可能會覺得:「既然提高酒醪酒精濃度能減碳、又能減少廢液,為什麼過去大多數蒸餾廠都習慣把濃度維持在8% ABV左右呢?」當然是過去酒廠遇到以下的難題而無法執行:

  • 糖度提升造成麥汁濃度提升:要提高酒醪酒精度,就必須先提高麥汁中的糖分。但當麥汁濃度大幅提升時,糖化過程中的麥汁會變得更為黏稠,蘇格蘭的傳統糖化槽(Mash Tun)在高濃度麥汁狀態下過濾,非常容易發生堵塞(Stuck Mash),導致後續糖分萃取效率下降。如果酒廠想提高糖分濃度,未來可能需要引進「糖化過濾機(Mash Filter)」之類新型設備才能解決。(當然清潔過濾機又是另一個難題…)
  • 高酒精抑制酵母菌生長:傳統威士忌酵母最舒適的生存環境通常是8% ABV左右,當酒精度突破10%時,不僅高濃度糖分會帶來高滲透壓,後續產生的高酒精對酵母細胞來說更會抑制酵母菌生長,容易讓酵母發酵到一半「罷工」。未來酒廠如果要提高發酵後的酒精濃度,除了必須要透過微生物技術,培育出更加耐高滲透壓、高酒精的酵母菌株,還得維持威士忌廠原來的風味。
  • 如何維持酒廠風格:酵母代謝生成酯類(果香)、高級醇與脂肪酸等風味物質,都會受到酵母菌的品種與生長環境影響。如果發酵酒精度拉高後,產出的新酒(New Make)香氣很可能會跟過去有所不同。酒廠必須調整蒸餾時的「酒心(Cuts)」點與後續木桶熟成策略,才能維持自家的酒廠風格。

淨零碳排的新選擇

蘇格蘭威士忌蒸餾器

要實現高酒精度酒醪,釀酒師們還需克服高濃度麥汁、酵母耐受度與風味調控等諸多關卡。但只要技術有所突破,這項工藝不僅能省下近16%的能耗與碳排放,更能讓頭痛的蒸餾廢液少掉一大半!

面對全球氣候變遷,蘇格蘭威士忌協會(SWA)已經宣佈將於2045年達成淨零碳排(Net Zero)的永續目標。除了更換綠色燃料與升級硬體設備,赫瑞-瓦特大學的這項研究讓我們看到:從發酵源頭突破傳統製程限制,也是極具潛力的低排碳選擇呢!

資料來源:The Spirits Business、Heriot-Watt University Research Portal


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