文/ 蔣珮伊 文/ 趙敏 攝影/ 黃世澤 製表/ 柯皓翔

台南市官田區位處嘉南大圳起源,坐擁豐沛水源及沙壤土,農人在廣袤的溼地上進行菱角與稻米輪作。其中菱角耕作面積為324公頃,產量佔全國7成,每到菱角季,常可見人們坐在自家門口剝菱角殼賺外快。

然後,就是惡夢的開始。

根據官田區公所統計,每年約有上千噸的菱角殼被棄置在官田,除了少部分隨垃圾車清運外,更常被任意棄置於田邊。數量一多,居民便點把火燒了,造成髒亂與空污不提,有時火勢不小心蔓延,更讓消防隊員疲於奔命。

2015年9月,官田區長顏能通在一次社區營造課程中接觸到「生物炭」,決定組成研發團隊,將菱角殼燒成生物炭,混入堆肥或灑進田中。於是,昔日四處為菱殼打火的消防隊轉而開始四處蒐集菱角殼。這一燒竟燒出了一袋袋的官田烏金,不僅能固碳,也顧了官田的社區經濟及認同。

官田區長顏能通(右)與在地居民莊明照(左)一起檢視剛燒出的菱角炭。

菱殼變菱炭,再生循環經濟

據國際生物炭倡議組織(IBI)定義,「生物炭」是有機物質在密閉低氧環境中,經加熱分解產生的固態物質。其纖細多孔的結構有極佳吸附力,可封存二氧化碳等溫室氣體達數千年之久;在農業應用上,則有顯著的淨化水質效果,也能改善酸化土質、提升土壤保水能力;另有研究指,生物炭能增加作物產量。

為因應氣候變遷對環境帶來的衝擊,響應巴黎「千分之四」倡議,新政府上任後,積極發展「生物炭回歸土地」的循環經濟,台南官田菱炭、彰化埔鹽金碳稻,都巧妙將「農業廢棄物」轉化成社區新產業。

官田區長顏能通、在地居民莊明照、成功大學化學系教授林弘萍是菱炭的主要推手。「這些攏是我一步步走過來的心血,捨不得丟掉啊!」莊明照是官田在地人,被顏能通找進團隊負責菱炭爐研發,站在一排已鏽蝕的鐵桶前,莊明照說,起初團隊沒錢,四處找桶子挖洞、裝管,以鼓風機進氣露天燃燒,但除了有空污及耗電問題外,成炭量也低,眼前一排樣式、大小不一的桶身,就是研發團隊一年多來改良燒炭流程及效率的記錄。

莊明照一路研發淘汰的鐵桶,既使已經鏽蝕斑斑他也不願丟棄。
工作人員將預備炭化的菱角殼倒入鐵桶中。

國內外可參考的作法不多,莊明照只能與顏能通、林弘萍三人自行摸索、從錯中學。將桶子盲封、架高,讓空氣自動流入,再試驗出最合適的通氣孔數及煙囪長度,並配置空污處理設備、自動滅火系統、集水管線,大幅減少滅火時間,降低2/3用水量,排出的廢氣也符合環保標準,且可根據各地需求,彈性調整規模、臨時搭建運載。

林弘萍試驗,團隊的炭化條件已達市面高品質備長炭標準,將菱炭灑進菱角田裡,可見作物在水質酸度及濁度降低的情形下,葉片變得更加茂盛,相較於木材等其他農業廢棄物,菱殼有氨基酸,燒製後會產生阿摩尼亞,放入土壤後,作物在成長初期的葉片會更茂密。

官田區菱角年產量約6800噸,最終實際留在官田的菱角殼約1300噸,可燒製出約90噸的菱殼炭量,每噸處理費約新台幣442元(約13.7美金),焚化處理則要約新台幣2462元(約76.2美金)。更顯著的差異在於,菱炭一年可減碳約375噸,效果如同1.1座大安森林公園,送進焚化爐每年卻會增加885噸的二氧化碳。

成排的炭化爐可隨產量需求附掛延伸。
剛出爐的菱角炭。

生物炭混入堆肥效益更好

不過農友最在意的還是菱炭對作物「有效還無效?」在自家田地實驗的農友、西庄里里長陳水榮坦承,尚待時間檢驗;顏能通也強調,菱炭若直接使用,鹼性過強,對土壤及作物的確切影響尚待進一步研究。

此外,官田90噸的菱炭年產量最多只能供應45甲地使用,相較於該區3000甲的土地微不足道,且這兩年菱角價格高,往往整顆不去殼賣入市場,菱殼量銳減,2016年官田只製作了約20噸的菱炭。

混入堆肥可能是更好的方式,研究團隊與農場合作,將菱炭混入堆肥,發現菱炭會提高肥份的吸附能力、縮短作用時間,整體效益其實比單獨使用更好,10噸的菱炭就能做出2500噸堆肥。

菱炭有很好的除臭能力,農曆年前,官田與拔林社區一同推出了「官田烏金」菱炭除臭包,販賣所得作為社區經費;還在官田國中蓋了一座名為「官田窯」的菱炭窯,利用燒製菱炭的熱能,一次能製作100人份的餐點供應社區活動。

官田與拔林社區一同推出了「官田烏金」菱炭除臭包。
名為「官田窯」的菱炭窯,利用燒製菱炭的熱能,能一次製作100人份的餐點。

藉由上述各項嘗試,官田菱炭慢慢從原本專為農業及環保生產的生物炭,轉為經過除臭等生活用途及窯爐燃燒後的副產品。因為利用價值提高,反而相對地使製作菱炭的成本降低,同時仍能達到解決菱殼廢棄問題及資源循環的初衷。

今年農委會開啟《農村再生新農業示範計畫》,官田是其中一個申請社區,成員之一、官田「友善大地」社會企業營運長楊從貴表示,希望未來能在官田成立區域型合作組織,負責菱炭的量化生產及研發應用。他認為,若要穩定及擴大菱炭的商業模式,必須打破社區界線,以區域為單位進行整體規劃及規範。

未來官田打算建立智慧化通報系統,初步先開放各地通報廢棄菱殼數,以安排車輛運載,也讓末端了解有多少菱殼可用,達成菱炭零廢棄的目標。

居民自力推生物炭,彰化大有社區金碳稻物語

相較官田菱炭剛起步,彰化大有社區2010年就開始將落葉、枯枝炭化,種出「金碳稻」,是臺灣大規模將生物炭應用於田間的開路先鋒,但起因竟是一場美麗的誤會。

時任環球科技大學環境資源管理系助理教授的張子見參與環保署計畫,負責輔導中部八個縣市的低碳社區,他帶團隊來大有參訪時,正好看見居民要運走樹枝丟棄,覺得可惜,便建議他們燒生物炭栽培作物,把垃圾變「黑金」。 張子見跟大有居民說,一袋生物炭可賣20美金,「我們聽成一磅可以賣20美金,以為很賺。」彰化縣埔鹽鄉大有社區發展協會理事長吳素秋笑說,於是居民整天都認真埋首燒生物炭,自己還擔心燻到別人的房子,連續好幾晚難以入眠。

頭都洗一半了,居民乾脆撩落去,不斷改良生物炭窯提升效率,現在窯已經到了第四代,早就超過農委會補助的金額。

吳素秋的老公、同時也是大有村村長李廣瑾自告奮勇,拿出家裡稻田當白老鼠,將生物炭搗碎,整地前灑在田裡,再用耕耘機翻土充分混合,結果當年剛插完秧遇上寒流,其他稻田受寒害影響,損失慘重,他的秧苗反而安然無恙。

大有社區成員在整地前將搗碎的生物炭灑入稻田中。(圖片提供/大有社區發展協會)

張子見推測這是田間施灑生物炭的好處,有助於強化作物的根系發展,並能增加土壤保溫能力。 李廣瑾觀察,原本乾燥的土壤加入生物炭後變得較有黏性、呈塊狀,是健康的現象。

吳素秋的稻田已取得慈心有機驗證,1甲地放3公噸生物炭,種出來的米粒渾圓飽滿,沒有稻熱病,也沒有空包彈,社區居民和消費者吃得健康、美味、安心又環保,如此多重效益,就像「金碳稻」的台語諧音「真賺到」。

與大有社區合作多年,張子見對居民的積極表示肯定,利用生物產製過程減少大氣中的碳,這樣的「負碳」概念才是真正的減碳方法,「大有社區不是等到政府大力推廣時才做,而是走在前端,用自己的力量解決問題,讓人看到農村再生的契機。」  

官民合作,烘穀熱能燒生物炭

隨著極端氣候愈來愈明顯,生物炭在農業的應用益受重視,花蓮區農業改良場從民國97年、歷時6年研發的「附掛式稻殼連續炭化裝置」,是官方農業研究單位與民間農機產業密切合作的智慧結晶,也可說是目前少數能夠有效穩定製造生物炭,同時又具有產業應用潛力的農業技術。

負責研發的花蓮場作物環境課助理研究員倪禮豐解釋,「附掛式稻殼連續炭化裝置」附掛在常見的燃糠式乾燥機上,好處是乾燥機本身以稻殼為燃料,取材方便,若要製造生物炭,只要利用加熱爐的熱源進行稻殼炭化即可,過程也不會產生空氣汙染。由於具有市場潛力,民國102年技術移轉三升農機科技股份有限公司。

這項炭化裝置於民國101年5月取得國內新型專利,是目前全臺唯一可以同時烘乾稻穀又製造炭化稻殼的農機,平均每公噸的稻穀約可產生250到300公斤的炭化稻殼。

免用油粗糠爐乾燥機附掛稻殼連續炭化裝置後,除了能乾燥稻穀,還能製作炭化程度均一的生物炭。
附掛炭化裝置的乾燥機製作的炭化稻殼保有完整的形狀,具多孔性、保水力及通氣性,固碳效果佳。

倪禮豐說,附掛式裝置可降低放置機具的空間成本,製造出來的炭化稻殼優點是炭化程度均一,能保有原本的形狀,而且只具微鹼性(pH值小於9),可中和酸化土壤,實際檢測也含豐富的矽和鉀肥,適合用作育苗或栽培的介質。相對於市售或農民自己悶燒的炭化稻殼,屬於炭和灰的混合物,鹼性較強,並不一定適用於田間。

對於農委會推廣讓生物炭回歸土地的方向,張子見樂觀其成,但是建議採「小型化、分散化、資源就地再利用」,不要集中收運農業廢棄物後再製造生物炭,因為運送過程反而會增加成本和排碳量,「炭化不應只考量商業角度,要從永續發展出發」。

 

(台南官田菱角炭採訪撰文/蔣珮伊;彰化大有社區金碳稻、花蓮區農業改良場附掛式稻殼連續炭化裝置採訪撰文/趙敏)

延伸閱讀:

金碳稻物語:看彰化大有社區如何造窯生碳,真賺到

粗糠變身黑珍寶:附掛式稻殼連續炭化裝置,烘穀兼燒炭

 

特約記者
蔣珮伊
臺南人,從小在屏東老家的蓮霧園打滾,後來因為農業念新聞。希望臺灣成為友善環境的島嶼,大家都能吃得好。
記者
趙敏

農業報導新手,期許每天都能比昨天更接近新聞一些。

記者
黃世澤

農傳媒攝影召集人,曾任報社攝影副召集人、雜誌資深攝影。
以攝影作品獲2011年吳舜文新聞獎專題新聞攝影獎、2012年、2013年兩岸新聞報導獎平面新聞攝影獎、2016年金鼎獎雜誌類最佳攝影獎。

seitei@agriharvest.tw
喜歡數據、圖表、視覺化,希望探索新聞的不同可能,更期待說好每一則故事。

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