大田農機電動化先走附掛式 碳匯農機對環境友善更高效

楊建生擅長改造傳統農機,圖示為高架噴藥車改裝成施肥機,施肥機部分已利用電動馬達做為動力。

楊建生擅長改造傳統農機,圖示為高架噴藥車改裝成施肥機,施肥機部分已利用電動馬達做為動力。

文/葉小慧、劉安倫、吳秉容 攝影/王士豪

農場不管大小、種植何種作物,翻土、作畦、施肥、除草、採收每個階段都需要一部功能不同的農機,並因應大面積與小面積施作有大、中、小型的需求。其中水稻、玉米、大豆、馬鈴薯等糧食都是大田作物,但大田需要的大型農機如曳引機,電動化的門檻較高,附掛的作業機具則先行,並成為碳匯農機的選項。

「農業的進步脫離不了農機。」夏季時刻日正當中,水稻田邊的隆源農機廠內,台灣農機工業同業公會(簡稱農機公會)前理事長、現任監事楊建生在談到電動農機前,對農機與農業的關係下了這樣的註腳。

臺灣農業機械化70年 讓下田省工也省力

「農機在幫農業進步,但是你看到了農業,卻看不到農機,因為它是幕後功臣。」楊建生指出,現代農夫整地不再是拿著鋤頭,而是開曳引機去整地;播種時則是插秧機或播種機或是植苗機;採收時則是採收機。「因為我們要省工,不然人要做到死嗎?像現在太陽很大,所以農機變成有冷氣,沒冷氣沒人要去。」就算沒有冷氣的農機,如附掛秧苗的插秧機,插秧速度可以很快,「對面那塊大概3分地,用插秧機不到30分鐘就插完,如果是一個人,大概要將近1~2天。」

臺灣引入農機最早從1953年開始,至今已70年。省工、省力是農機走入農業的主要原因,因應現代科技快速進步,農機順勢不斷進化為電動化、智慧化乃至於無人化,讓農機的操控性更加多元,除了因應農業人力不足的困境,更幫助農民解決田間管理問題,以獲得最大利潤。

「我爸爸國小畢業就去做(農機)了,從學徒開始。」楊建生說,隆源農機成立於1968年,當時政府已推動農業機械化15年,並開始引進日本水稻插秧機,隆源農機即提供維修服務,「那時候維修廠也就是農機行很少,所以服務範圍很廣。」在沒有高速公路,路面又是顛簸石子路的環境中,最遠曾經服務到屏東鵝鑾鼻的客戶,可說無遠無屆。

楊建生設計出可附掛於曳引機前方的施肥桶。
楊建生設計出可附掛於曳引機前方的施肥桶。

「從整地、放水、灑肥料、整平到插秧,都有農機可使用,其實做水稻是最省工的。」楊建生感慨,因為休耕政策的實施,讓水稻耕作面積大幅減少,卻同時影響了農業相關供應鏈,「不種的話機器就沒用,我們做零件的就沒了,賣新車(農用車)的就沒了,修理店沒這個生意,再來是賣油、賣螺絲、賣農藥、賣肥料,連帶代耕的人也沒有生意。」因此接手隆源農機之後,他也轉向旱田作業,並取得農業部花蓮區農業改良場技轉,開始生產附掛式旱田播種機。

隆源農機的附掛式旱田播種機,仍持續不斷的研發改進,可應用的作物相當多元,最小可種紅蔾、芝麻、菠菜、米,最大可種花生、玉米,「只要需要播種的作物幾乎都可以使用,很容易調整株距跟行距,種不同作物只要稍微調一下就好。」楊建生說明,一般種子種植步驟是挖洞、放入種子、疊土、再用腳踩一下,讓土壤跟種子密合以利發芽,這機器則是四合一,只要開過去,動作就完成了,「以1分地來說,一個人必須種一整天,但這機器30分鐘就能完成。」

楊建生不斷改進播種機的播種盤,讓只要是需要播種的作物都可以使用。圖為楊建生收集的作物種子庫,從大到小相當多元。
楊建生不斷改進播種機的播種盤,讓只要是需要播種的作物都可以使用。圖為楊建生收集的作物種子庫,從大到小相當多元。

電動農機政策上路 扭力與續航力是落實關鍵

近年極端氣候頻仍,氣候變遷議題受到重視,世界各國明確訂定減碳目標。傳統農機大多使用汽柴油,是農業碳排主要來源之一,因此各國鼓勵農民使用減少碳排的電動農機,若使用太陽能或風力等再生能源作為農機充電電力來源,更能達成節能減碳效果。

外界質疑電動農機的減碳功效,農業部農糧署農業資源組組長黃俊欽回答得斬釘截鐵:「一臺電動割草機能減的碳,比起一臺Gogoro(電動機車)更高!」配合環境部溫室氣體排放量增量抵換處理原則,加速農業部門減碳成效,農糧署今(2023)年除了推動「112年省工高效及碳匯農機補助實施計畫」,再加碼「汰舊燃油農機換購電動農機補助措施」,鼓勵農民積極加入與支持減碳的行列。

楊建生表示,農機公會正與工業技術研究院(簡稱工研院)嘗試了解電動農機與傳統農機的差別,「先不談價格,先談功能。第一個部分是動力核心的轉換。」他直言農機業界擔心的是扭力問題,從燃油引擎到電動馬達,農機業界希望能提供不只對等的扭力,而是更多:「希望是多20%。」才能讓農民在實際操作時,覺得用電動農機更有力,值得去更換。

「其次是續航力。」楊建生說明,續航力牽涉的是電池的耐久度以及電池的價格,無論未來是鋰電池更加普及,或是有更好電池的出現,或者電池價格下降更多,對於農民汰舊燃油農機換購電動農機的驅力都是正向的,「整個電機產業未來趨勢就是電池的價格會降,我們樂見其成。」

他進一步指出,在電機動力三電(電池、馬達、控制器)組成中,最重要的其實是控制器,要能配合農機低轉速、高扭力的特性,開出控制器的規格,「控制器不一定是最貴的部分,但比較不好處理,主要是廠商有沒有意願要做這一塊。」同樣有規格制訂需求的還有電池,農機公會也已與台灣電池協會共同討論農機電池的標準規格,「規格訂的好,大家要更換就很方便,同時也涉及安全問題。」

楊建生強調,施肥桶即便看起來很簡單操作,安全細節不能馬虎,例如施肥桶蓋要有防呆機制,避免受外力影響快速合上而夾傷使用者。
楊建生強調,施肥桶即便看起來很簡單操作,安全細節不能馬虎,例如施肥桶蓋要有防呆機制,避免受外力影響快速合上而夾傷使用者。

臺灣農機電動化已有實例 大型農機先走油電混合

楊建生話鋒一轉表示,其實現在使用電動農機的人不少,「電動農機不是因為補助而存在,之前就已經有了。」他舉例,東林電子電動割草機就是臺灣最早投入電動農機的廠商之一,銷量也越來越好,「他們的主要客群是學校。」因為傳統割草機噪音很大,工友必須選擇在上課前或下課後進行,但有了電動割草機,上課間也可以進行,工友可以早早下班,因此在政府與學校機關占比很高。

此外,目前曳引機附掛式的農機,也多數逐步改良為電動。楊建生以自家生產的附掛式連續式施肥桶為例,施肥桶轉動下肥是由馬達驅動,鼓風器則仍是引擎驅動,「電動適合進行較慢的條播,也就是追肥。」至於撒播打底的施肥桶,撒播範圍大,需要較高功率,目前仍多為引擎驅動。

農糧署今年推動的農機補助當中,納入具備碳匯效益的農機具,即多以附掛式電動農機為主。例如,相較傳統耕犁機具可減少油耗,不過度深犁鬆土,減少土壤有機質分解成二氧化碳的「動力旋轉耙」、「表層圓耙犁」;透過整平田地節省水稻灌溉用水的「雷射自動整平器」,均獲選為碳匯農機。

百大青農現身說法 附掛式碳匯農機有誘因

第一屆百大青農、社會企業「幸福良食」創辦人劉震鋐,善用大型機具、無人機,以機械化、智慧化農法耕種國產黑豆、硬質玉米與蒲草,整合臺南學甲一帶約200多位老農與地主,協助管理缺乏灌溉水源的零碎旱田,管理總面積達300公頃,可說是臺灣大田農業經營者的代表。

百大青農劉震鋐表示,大型農機每開200小時就要更換保養一次機油、每年單次保養費用約5,000元等維護成本,且新手與老手駕駛的油耗比可有3倍之差。(圖片提供/幸福良食劉震鋐)
百大青農劉震鋐表示,大型農機每開200小時就要更換保養一次機油、每年單次保養費用約5,000元等維護成本,且新手與老手駕駛的油耗比可有3倍之差。(圖片提供/幸福良食劉震鋐)

每日陪伴劉震鋐在田間打拼的,共有11臺大小馬力不一的曳引機,另有2臺大型採收機與各式附掛犁具。在劉震鋐的經驗裡,「田區至少要大於50公頃,才符合使用大型農機(約100~150馬力以上)的效益。」以翻土為例,一塊田每年需翻土至少4次,每日工時以8~12小時,依照農機駕駛經驗的熟練度可處理約5~7公頃;亦即一塊符合大型農機下去操作的田,光是翻土一次就須費時至少約7~10天。

在購買農機的經驗上,劉震鋐因為長年來已擁有自行維修與更換零件的能力,多為自行由國外訂購,而非透過國內的農機進行採買並申請補助。看到農糧署公布的「112年省工高效及碳匯農機補助牌型一覽表」,他表示若要符合大型田區所需的大馬力與至少12小時的續航力,目前暫時不會考慮採用一般農機與電動農機。

不過,劉震鋐認為,若能實際幫助提升田間效率,例如雷射自動整平器與翻土彈簧耙這類碳匯農機,可以在最短的時間做最好的工,「這種更有效率的附掛機具,是我會願意繼續投資的!」也期盼將來,國內能有RTK(Real- time kinematic,實時動態)這類輔助無人機定位更精準的技術團隊與補助出現。

農機曆(以硬質玉米為例)。

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