口述／李士畦、採訪．整理／葉小慧、攝影／吳尚鴻
工業技術研究院（簡稱工研院）去（2022）年底率先推動「農機電動化產業策略聯盟」（簡稱農機電動化聯盟），攜手台灣農機工業同業公會（TAMMA）與學界及官方代表，跨領域結合電動化需要合作的三電業者（電池、電機、電控），設定了工規農用、優質平價並能行銷國際的臺灣國產智電型農業機械為目標。聯盟於今（2023）年8月已獲內政部核定，即日起招兵買馬，預計11月正式成立。
從農業缺工角度出發 推動農機前進智電化
事實上，這是農工跨域合作的進一步成果衍伸。農工全面合作的思維，源自2019年因應國家「新農業」政策，在行政院農業委員會科技處（現農業部科技司）與經濟部技術處的共同支持下，納入國家智慧農業綱要計畫進行跨部會合作，並由工研院中分院在經濟部「農工跨域智慧化整合創新技術發展」科專計畫中，與各農業試驗機關共同通力合作的成果；應用了臺灣智慧零組件產業的優勢，進行科技輔農的各項省工省力機械、智慧系統與生態材料的跨領域研發與產業落地。初期，著重在發展智慧運籌工具或系統（簡稱智農），以及剩餘農業資材循環技術（簡稱循農）。智農部分主要以人工智慧等科技整合為主軸，結合資通訊系統整合來符合對農務系統的服務基本需求，並進行設備系統化的開發與推廣。
臺灣在3年前開始全面提及淨零碳排目標，成為智農與循農的未來重要發展原則之一。農工合作的重點也逐步聚焦在符合優質、平價與普及的政策目標，成為農業部與經濟部跨部會合作的技術標竿項目。省工省力、節能減碳與平價優質的智電型農機，以及周邊跨領域支援產業，則被設定為臺灣具全球競爭力的精準農業產業生態系驅動引擎。
去年最令人興奮的是，為達成淨零碳排政策，農業部部長（時任農委會主委）陳吉仲宣示將2040年農機全面電動化列為推動目標之一。同時間許多人既興奮，也成為重新檢視目前臺灣農機產業發展面臨問題的契機。
目前，臺灣所使用農機大多來自進口的少量多樣化產品，年進口金額約新臺幣45億元；但更多人不知道的是臺灣中小型農機有60％出口，年出口金額也達到60億元。經調查顯示，臺灣進口品項主要為大型且較為複雜的農機，如曳引機、收穫及脫粒聯合機、插秧機等，出口品項則以田間中小型農機及收穫後處理機械為主，包括噴霧機、割草機、收割機、乾燥機等。既然有出口，必定有設備製造生產的需求，但目前無論引擎或馬達等核心部件，大多仍需向國外購買，受到國外廠商制約的窘境仍然難以解決，這從全世界都在配合淨零碳排國際目標的角度，對臺灣設定轉型發展智電型農機具，並擴大推動內外銷的市場，將會是艱困的挑戰。
工研院團隊以終為始，回過頭來思考未來情境時，我們重新問自己：臺灣優勢在哪裡？真的無法解決核心的問題嗎？智慧與電動化發展所需要產業生態系都在，我們要如何集結大家的需要？或許，把源頭發展需求的質量、系統說明清楚，會是個踏出解決跨領域產業支援的重要機會。
就從電動車發展的歷程來看，無論汽車或機車，臺灣都是關鍵零件與系統的重要供應鏈支撐者，以電動車大廠特斯拉（Tesla）為例，車用零組件接近7成能由臺灣廠商供應，而供電、引擎，到人工智慧（AI）控制晶片等周邊，臺灣的產業供應鏈更是完整。這說明要發展智電型農機，得好好的利用這個臺灣優勢。既然臺灣一年有50～60億元的外銷市場需求，可以進一步檢視是哪些業者在做外銷、由哪些業者供應零組件，從而集合這些業者衍伸出新的產業需求。
把握全面電動化趨勢 催生臺灣製造供應鏈
2040年臺灣農機要全面電動化，未來再加上智慧化，除了引進國外合格的電動農機具販售，提供廣大農民另一種選擇機會外，就是讓臺灣廠商能在智電型農機具的發展過程，由設計、組裝、製造等跨領域形成發展或供應鏈共識，再由學研官方提供符合國際標準的認驗證規格或服務。這個時間點不推動臺灣製造實在太可惜！因為當我們掌握了更多的關鍵技術與系統，也能讓臺灣廠商擁有更多國際競爭的本錢，這代表掌握了更多獲利的機會。農機電動化，我們的起步與國際目前是同步的，我們並不慢，得儘快掌握契機才是。
工研院身為經濟部體系下的研究機構，肩負著技術一定要產業化來協助驅動國家經濟的責任。三電的各式設備供應商，臺灣可以完整地提供，問題在於跨領域業者是否願意成為臺灣農機產業的供應鏈成員之一？誰跳出來請他們加入？未來的市場是否足以期待？加上目前多數臺灣農機業者的規模相對較小，在商言商下，小廠商在訂單不足以說服跨產業業者協助投入開發模具，或是如開出規格化的引擎特規生產線，更容易顯得無所適從。
畢竟上有政策，往下走就要有國內供應鏈的支持來增加成功機率，因此，與三電業者同為工業技術體系的工研院，可以站出來率先支持並協助農機電動化所需要的跨領域業界整合工作。
首先，我們邀集了三電業者，拿出日本久保田（Kubota）、美國John Deere等農機大廠的電動化農機發展布局資訊，並提供技術與市場解析說明，再詢問參與農機電動化的意願。發現大家都有投入發展的意願，但擔心的最大問題還是要如何團結一起面對國際大廠的競爭。於是，我們去年11月就很快地宣布協助籌備農機電動化聯盟的意願，來嘗試協助產業解決跨領域技術與市場規格供應的整合。
第一次的籌備說明會就有超過40個以上的相關產官學研單位參與，包含臺灣農機產業的公、協會，以及谷林科技、東林電子、隆源農機等業界。三電業者則廣泛的包括電池、充電、引擎業者。農業部的農糧署、農業試驗所、農業改良場，以及農業機械學會、陽明交通大學、成功大學、屏東科技大學等，除了生物機電產業專家，還包括了車用電子電機或機械學者專家，都共同參與提供專業的建議與討論，當然，這裡面還包括了工研院由中分院到機械所、資通所、感測中心及院部IGV（Intelligent Guided Vehicle）推動辦公室的跨領域專家們，大家對開拓電動農機的未來市場形成了共識。
接下來，第二件事是調查產業界的設備或系統化機電需求，廣泛包括如控制方式與電動化後的共通底盤架構等，並統整出共同規格與質量等需求。
從大型如曳引機，中型如搬運車、中耕機，小型如割草機等，需要哪些規格的馬達、電池和控制器，統一規格之後就能累計出一定的需求量，再協助與三電業者洽談，最後開出可能的生產線。在協調過程中也提供電動化各種專業的技術支援，讓大家凝聚共識後就容易找出供應商對接。農機電動化聯盟就是很好的共識平臺。
農機電動化聯盟對工研院來說，初步定義為小聯盟，這是要跨出第一步，把產業需求的供應鏈明確的定義並整合出來；農業部則站在更高的角度，以學研機構提供專業技術知識來推出農機電動化大聯盟，整合研究、培訓到驗證等環節，進一步將小聯盟廠商納入，成為支持電動農機產業化成功的重要關鍵。
感謝農業部與經濟部一起支持農機電動化聯盟的概念。農機全面電動化所需要的電力系統、控制器乃至於通訊與晶片等，都是工業體系長期進行的發展項目，整合上可以快速系統化。但市場落地應用與功能性的認、驗證，則需要農業部的場試所來全力幫忙。農工供需兩端的知識技術結合起來，臺灣發展這個領域占了很大的優勢。
目前，臺灣發展電動農機的速度完全沒有落後的問題，幾乎發展農機電動化的技術與關鍵零組件都有能力掌握，國際大廠如久保田和John Deere都是傳統大廠，新舊產線的更迭不會是技術性問題，但可能還會存在如既有產線等市場抉擇考量。這點臺灣相對優勢，尤其在中小型農機。以特斯拉為例，少了傳統引擎車廠的框架，以創新技術組合就有機會搶占市場。臺灣在發展智電型農業機械相對於傳統燃油引擎農機具的包袱小，加上原本就擁有的三電廠商產業生態系支援，絕對具備國際競爭力，我們應該要抓住這個機會，爭取難得的發展空間。
兼顧農民健康與環保趨勢 優質平價搶占全球市場先機
從維護農民健康的角度來看，農機電動化的好處在農民施作時會非常有感。電動化有著低噪音、低震動、低廢排與容易啟動的優勢，對施作者造成的職業傷害可能會大幅降低，操作時也更加輕鬆順暢；尤其在溫室內使用噴藥機，以往不僅要揹著沉重的藥桶或拖著管路及噴霧器，還要穿上保護衣、戴防毒面具，現代噴藥機除了電動化，還能遠端遙控操縱，讓農民可以在施作場域幾百公尺以外，就能精準地自行操作完成工作。
產品使用者既然有感，自然會有採購意願，對業者而言就是商機。過去從國外買馬達回來組裝，加上特殊規格、關稅及專利等，組裝出來的售價成本會較高。假如臺灣自己能足量供應規格馬達，不只對純農機生產業者，對組裝販售業者的利潤而言，都會是加分。國產電動農機價格降低了、可選擇種類變多了，農民自然是最大的贏家。因為，臺灣就有自己的優質平價零組件可以進行維修。對比過去傳統市場產品在維修與時間成本上，將會是很有利的條件。
臺灣發展電動農機產業生態系是很有利的，首先農民開始有感；其次是供應鏈拉起來，生產成本改善，中小型農機廠商也會有感，既然有感，就會加入農機電動化聯盟的行列，透過聯盟的平臺來解決行政、行銷乃至技術等各個環節的問題。
從能源使用的角度切入也很有感。傳統汽柴油農機具是農業生產碳排的來源之一。如同從油車走向電動車的趨勢，農機電動化絕對是農業生產減碳的好方法。以30匹馬力的柴油引擎來看，每小時耗油大約5.5公升，若每天工作4小時，一年工作200天，就要耗費4,400公升的柴油；如果用1公升柴油排放2.4公斤的二氧化碳來計算，只要一臺傳統農機具電動化，就有機會減掉一年近11公噸的二氧化碳排放，效果很顯著。
可以想像的是，從碳經濟層級來看，未來若能透過機制將農機電動化後減少的碳排量轉變成碳權，再思考如何納入交易，或有機會轉變成政策資源，電動農機的價格未來到農民手上應該可以更加優惠，自然嘉惠到農民。這工作有點難度，但是跨出電動規模化生產來減少碳排，並營造碳收益的條件，必須有人先跨出這一步。
碳權的計算，只要有被認定的方法學來依循並不困難，困難的是假如只看國內市場，周邊業者投資電動農機的意願就減少很多。全臺農機目前掛牌數量幾十萬臺，但如果目標設定全球市場，就不是幾十萬臺，而是幾百萬、幾千萬臺。以機具智電化後的多元晶片需求量為例，對周邊產業供應鏈的吸引力就很明顯，因此，電動化需要的核心技術整合就是關鍵，供應鏈就是推手。
要吃全球市場而不只是臺灣市場。同時不只研發全新電動農機，也要鎖定中古農機改裝市場，這個子市場主要在東南亞，當東南亞國家全力跟進節能減碳政策腳步，把中古農機的引擎改裝成馬達，就能擴大臺灣產業鏈的輸出。
我們不只追求用科技改善傳統農機具，也高度關注使用者行為，因為從淨零碳排的角度來看，除了更新設備來減碳，使用者行為改變造成減碳也不能忽視，例如將冷氣調高1度就能降低碳排，農民若能同一臺電動農機多用幾年，也能有減碳的空間，關鍵就是在地維修的支援。以工研院與農業部高雄區農業改良場共同開發的溫室全電動遙控噴藥車為例，從履帶到任何備品都可以直接向國內廠商購買，較不會有供料問題。
而這正是農機電動化聯盟的價值所在：建立電動農機供應鏈。只要建立起來，透過農機業者需求的參與，馬達業者開設新的產線和新的部門，農機業者可以降低成本，農民發現買一臺電動農機的成本更低，後續維修更簡單，購買國產電動農機的意願就會更高。
為了建構這個供應鏈，農機電動化聯盟要做的，一是從技術端協助，二是從系統端整合，三是標準端的制定。標準端之一是安規，例如電池安全規範就希望能夠將CNS標準直接引進農機電池安規體系；之二是通訊，工研院推動的農機電動化聯盟（小聯盟）與臺灣資通訊產業標準協會（TAICS）也已經開始合作，希望在既有車規通訊系統標準中歸納出屬於農機可以直接採用的機對機（M2M）通訊協議。不足或特殊的部分，再邀請通訊組件業者對生產或依循的共通標準或規格提出建議，並形成共識，這對零件的規格化生產非常重要。
過去進口農機具大多屬於少量多樣，如歐洲、美國、中國等零件與系統並不容易整合。農機電動化聯盟最重要的工作就是在整合，把臺灣最厲害的核心三電以及資通訊業者都整合起來進行系統化輸出，這件事情就容易多了。
2040年農機全面電動化 智慧農事服務體系多元化是關鍵
農機的電動化是從現行推動自動化，在推進農業生產減碳與增進農民福祉觀念下邁進的第一步，未來由電動化逐步邁入到智慧化，最後到達無人化的過程，將有機會為臺灣創造更多農業精準生產的創新發展，讓更多跨領域的技術與廠商團隊有機會來協助農業。農機產業的未來經營模式中，機械或設備也可能成為資材供應的一部分，配合農事進行多元化服務才會是重要商品標的。
產業成為以農機為載體的知識服務業，例如美國大廠John Deere不只是賣農機，而是賣服務，在電動農機售出後順便收集資訊提供比維修更廣泛的服務。推動進程中也將有Hybrid（混合）的過程，一如發展電動車過程中的油電混合車，農機電動化也可能會先走油電混合的階段，包括小型引擎搭配電動馬達，以及從人控到無人化中間先做到的遙控，可以讓電動化的腳步最快，成本最低。全面電動化與無人化則是下一階段，也在布局之中。
當2040年農機全面電動化，未來農機將不只是傳統可見的中耕機、割草機等，只要農用的包括加工機械到無人機都是農業機械。通訊標準統一後，未來農民只要坐在家裡滑手機或是平板，田間是無人化農機正在跑動，且隨時可以請無人機業者加入協作。受限於農業範疇廣泛，協作需求方式多元，包括畜牧、養殖在內的設施農業，預期可能最先達到農機全電動化的目標。
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