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生物炭,让农业废弃物不再令人叹息!

 文明世界拼图 2018-08-24

台南市官田区位处嘉南大圳起源,坐拥丰沛水源及沙壤土,农人在广袤的湿地上进行菱角与稻米轮作。

其中菱角耕作面积为324公顷,产量占全国7成,每到菱角季,常可见人们坐在自家门口剥菱角壳赚外快。然后,就是恶梦的开始。

根据官田区公所统计,每年约有上千吨的菱角壳被弃置在官田,除了少部分随垃圾车清运外,更常被任意弃置于田边。数量一多,居民便点把火烧了,造成脏乱与空污不提,有时火势不小心蔓延,更让消防队员疲于奔命。

2015年9月,官田区长颜能通在一次小区营造课程中接触到「生物炭」,决定组成研发团队,将菱角壳烧成生物炭,混入堆肥或洒进田中。

于是,昔日四处为菱壳打火的消防队转而开始四处搜集菱角壳。这一烧竟烧出了一袋袋的官田乌金,不仅能固碳,也顾了官田的小区经济及认同。

菱壳变菱炭,再生循环经济

据国际生物炭倡议组织(IBI)定义,「生物炭」是有机物质在密闭低氧环境中,经加热分解产生的固态物质。其纤细多孔的结构有极佳吸附力,可封存二氧化碳等温室气体达数千年之久;在农业应用上,则有显著的净化水质效果,也能改善酸化土质、提升土壤保水能力;另有研究指,生物炭能增加作物产量。

官田区长颜能通(右)与在地居民庄明照(左)一起检视刚烧出的菱角炭。

为因应气候变迁对环境带来的冲击,响应巴黎「千分之四」倡议,新政府上任后,积极发展「生物炭回归土地」的循环经济,台南官田菱炭、彰化埔盐金碳稻,都巧妙将「农业废弃物」转化成小区新产业。

官田区长颜能通、在地居民庄明照、成功大学化学系教授林弘萍是菱炭的主要推手。「这些拢是我一步步走过来的心血,舍不得丢掉啊!」

庄明照是官田在地人,被颜能通找进团队负责菱炭炉研发,站在一排已锈蚀的铁桶前,庄明照说,起初团队没钱,四处找桶子挖洞、装管,以鼓风机进气露天燃烧,但除了有空污及耗电问题外,成炭量也低,眼前一排样式、大小不一的桶身,就是研发团队一年多来改良烧炭流程及效率的记录。

庄明照一路研发淘汰的铁桶,既使已经锈蚀斑斑他也不愿丢弃。

国内外可参考的作法不多,庄明照只能与颜能通、林弘萍三人自行摸索、从错中学。将桶子盲封、架高,让空气自动流入,再试验出最合适的通气孔数及烟囱长度,并配置空污处理设备、自动灭火系统、集水管线,大幅减少灭火时间,降低2/3用水量,排出的废气也符合环保标准,且可根据各地需求,弹性调整规模、临时搭建运载。

工作人员将预备炭化的菱角壳倒入铁桶中。

林弘萍试验,团队的炭化条件已达市面高质量备长炭标准,将菱炭洒进菱角田里,可见作物在水质酸度及浊度降低的情形下,叶片变得更加茂盛,相较于木材等其他农业废弃物,菱壳有氨基酸,烧制后会产生阿摩尼亚,放入土壤后,作物在成长初期的叶片会更茂密。

成排的炭化炉可随产量需求附挂延伸。

官田区菱角年产量约6800吨,最终实际留在官田的菱角壳约1300吨,可烧制出约90吨的菱壳炭量,每吨处理费约新台币442元(约13.7美金),焚化处理则要约新台币2462元(约76.2美金)。

刚出炉的菱角炭

更显著的差异在于,菱炭一年可减碳约375吨,效果如同1.1座大安森林公园,送进焚化炉每年却会增加885吨的二氧化碳。

生物炭混入堆肥效益更好

不过农友最在意的还是菱炭对作物「有效还无效?」在自家田地实验的农友、西庄里里长陈水荣坦承,尚待时间检验;颜能通也强调,菱炭若直接使用,碱性过强,对土壤及作物的确切影响尚待进一步研究。

此外,官田90吨的菱炭年产量最多只能供应45甲地使用,相较于该区3000甲的土地微不足道,且这两年菱角价格高,往往整颗不去壳卖入市场,菱壳量锐减,2016年官田只制作了约20吨的菱炭。

混入堆肥可能是更好的方式,研究团队与农场合作,将菱炭混入堆肥,发现菱炭会提高肥份的吸附能力、缩短作用时间,整体效益其实比单独使用更好,10吨的菱炭就能做出2500吨堆肥。

官田与拔林小区一同推出了「官田乌金」菱炭除臭包。

菱炭有很好的除臭能力,农历年前,官田与拔林小区一同推出了「官田乌金」菱炭除臭包,贩卖所得作为小区经费;还在官田国中盖了一座名为「官田窑」的菱炭窑,利用烧制菱炭的热能,一次能制作100人份的餐点供应小区活动。

名为「官田窑」的菱炭窑,利用烧制菱炭的热能,能一次制作100人份的餐点。

藉由上述各项尝试,官田菱炭慢慢从原本专为农业及环保生产的生物炭,转为经过除臭等生活用途及窑炉燃烧后的副产品。因为利用价值提高,反而相对地使制作菱炭的成本降低,同时仍能达到解决菱壳废弃问题及资源循环的初衷。

今年农委会开启《农村再生新农业示范计划》,官田是其中一个申请小区,成员之一、官田「友善大地」社会企业营运长杨从贵表示,希望未来能在官田成立区域型合作组织,负责菱炭的量化生产及研发应用。他认为,若要稳定及扩大菱炭的商业模式,必须打破小区界线,以区域为单位进行整体规划及规范。

未来官田打算建立智能化通报系统,初步先开放各地通报废弃菱壳数,以安排车辆运载,也让末端了解有多少菱壳可用,达成菱炭零废弃的目标。

居民自力推生物炭,彰化大有小区金碳稻物语

相较官田菱炭刚起步,彰化大有小区2010年就开始将落叶、枯枝炭化,种出「金碳稻」,是台湾大规模将生物炭应用于田间的开路先锋,但起因竟是一场美丽的误会。

时任环球科技大学环境资源管理系助理教授的张子见参与环保署计划,负责辅导中部八个县市的低碳小区,他带团队来大有参访时,正好看见居民要运走树枝丢弃,觉得可惜,便建议他们烧生物炭栽培作物,把垃圾变「黑金」。

张子见跟大有居民说,一袋生物炭可卖20美金,「我们听成一磅可以卖20美金,以为很赚。」彰化县埔盐乡大有小区发展协会理事长吴素秋笑说,于是居民整天都认真埋首烧生物炭,自己还担心熏到别人的房子,连续好几晚难以入眠。

头都洗一半了,居民干脆撩落去,不断改良生物炭窑提升效率,现在窑已经到了第四代,早就超过农委会补助的金额。

吴素秋的老公、同时也是大有村村长李广瑾自告奋勇,拿出家里稻田当白老鼠,将生物炭捣碎,整地前洒在田里,再用耕耘机翻土充分混合,结果当年刚插完秧遇上寒流,其他稻田受寒害影响,损失惨重,他的秧苗反而安然无恙。

张子见推测这是田间施洒生物炭的好处,有助于强化作物的根系发展,并能增加土壤保温能力。 李广瑾观察,原本干燥的土壤加入生物炭后变得较有黏性、呈块状,是健康的现象。

吴素秋的稻田已取得慈心有机验证,1甲地放3公吨生物炭,种出来的米粒浑圆饱满,没有稻热病,也没有空包弹,小区居民和消费者吃得健康、美味、安心又环保,如此多重效益,就像「金碳稻」的台语谐音「真赚到」。

与大有小区合作多年,张子见对居民的积极表示肯定,利用生物产制过程减少大气中的碳,这样的「负碳」概念才是真正的减碳方法,「大有小区不是等到政府大力推广时才做,而是走在前端,用自己的力量解决问题,让人看到农村再生的契机。」

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