【上下游記者李慧宜報導/編輯室報告】

生物炭的鹼性、多孔隙、保水力與吸附性等功能,已經受各界公認,然而若為了固碳的目的,將生物炭長期並大面積施用在農地土壤中,專家卻認為還需要更多科學驗證與本土研究。

早在11年前,已經有社區開始燒製生物炭,以解決農業廢棄物氾濫的問題。像是彰化大有社區、雲林麻園社區,還有台南官田西庄的烏金合作社,都是居民以集體的力量,將農廢轉化成生物炭的案例。烏金合作社認為,生物炭未必要加入土壤,也能彰顯價值,他們利用生物炭的多功能,加工成40種生活用品,包括菱炭杯、擴香石、抑菌口罩等等,成功建立社區產業的雛型。

至於該不該把生物炭放入土壤,官田烏金合作社特別小心,專案經理李彰陽提醒,生物炭不能隨便燒,尤其是燃燒溫度過低或不均勻,容易產生有毒物質,政府若想推動生物炭入土,必須先有明確的燒製規範和監督機制。

「烏金」,取其字義為黑色的黃金。烏金合作社專案經理李彰陽受訪時眼神發亮,他說:「全台灣七成菱角種在這裡,年產量7千公噸,可是卻也衍生出4千公噸的菱角殼。早期,菱角殼是廢棄物,可是自從可以燒成生物炭後,菱角殼反而變成資源,我們叫它為菱殼炭。」

廢棄物變寶貝,是菱角殼命運的轉折,更啟動官田的轉型。前任官田區長顏能通原任職台南市環保局,他發現,菱角產業是官田命脈,但是菱角殼帶來的汙染問題更嚴重。菱角殼也是事業廢棄物的一種,農民理應花錢請合法業者清運,不能由清潔隊處理。可是農業產值不高,一進入秋冬菱角產季,農民就會在路邊堆放菱角殼,甚至就地焚燒。

為解決長年的老問題,顏能通特別找成功大學化學系特聘教授林弘萍來幫忙。他們邀集社區人士組成團隊,歷經一年多試驗打造製炭設備,將菱角殼燒製成生物炭,之後還做出可以吸附異味、過濾汙水的各種生活產品。

菱炭森活工場位於一片樹林之中,裡頭有官田烏金合作社的六座炭化爐和兩座示範爐,這些都是2017年年底,由官田區公所和成功大學申請專利的生物炭設備。林弘萍表示,這些爐子看起來很普通,但卻是經過無數試驗才找到安全的燒製模式。

燒製生物炭有兩大前提,一是低氧或絕氧,二是燃燒溫度必須控制在一定的溫度內。不同燃料會需要不同燃燒條件,菱角殼要燒到900°C到1000°C之間。林弘萍說:「一開始我們沒有加上煙囪,就像一般人燒金爐那樣,後來發現很容易產生煙,所以我們設置煙囪,之後排煙情況改善很多。」

李彰陽和工作人員先將曬乾的菱角殼倒入鐵桶,擺放平整後,再用瓦斯槍在上方點火,1分鐘後,鐵桶內燃出熊熊烈火。「底下是無氧到低氧狀態,只要等35分鐘,就可以燒出菱殼炭了。」林弘萍補充,「桶子下方的數十個小洞,可以控制進氣量,再加上煙囪創造導流效應,讓火集中在中間燃燒,既能提高燒製溫度和均勻度,也能避免產生戴奧辛。」

其次,炭化爐上方有十幾個稍大的孔洞,這是為了促進完全燃燒而設計。李彰陽說:「如果菱角殼沒有完全燃燒,會有產生多環芳香烴化合物的風險,所以你不要看這些洞好像沒什麼,它是製程的關鍵。」整個燒製過程,炭化桶內的火勢的確集中並穩定均勻地燃燒,幾乎沒有產生任何煙霧。

台南官田青農胡育健五年來固定交菱角殼給官田烏金合作社燒製生物炭,合作社則免費提供菱殼炭讓他做試驗。他把菱殼炭投入稻田和菱角田,每分地平均施放100公斤,施用兩、三年後逐漸看到效果。「過去我一分地稻米產量是1100-1200台斤,現在增加到1200-1500台斤,又能減少肥料和農藥,降低生產成本。」他發現菱角田的水質也變好了,植物更強壯。

不過李彰陽提醒,要放入土壤的生物炭必須非常謹慎,如果沒有專家學者參與,一般農民嘗試燒製的生物炭品質不見得穩定,「這是有風險的,生物炭不能隨便燒,尤其是燃燒溫度過低或不均勻,容易產生有毒物質,把這些品質不確定的東西放進土壤,對土壤不好。」

對於政府想要大規模推動施放生物炭到土壤中固碳的政策,李彰陽認為,這需要有明確的燒製規範和監督方法,並且要建立生物炭認證制度。他也強調,生物炭從取得料源、燒製過程與成品製造,應該注意是否製造更多的碳排、碳足跡,「不能因為製造生物炭產生更多污染,這絕對不符合國際潮流」。

李彰陽表示,生物炭最大優點是孔隙多、比表面積大,這些優點不用放入土壤也能展現出商品價值。以菱殼炭為例,比表面積是1公克250平方公尺,一包60公克的菱殼炭的面積就有2個足球場那麼大,具有吸附異味、過濾髒污的功能,也可以提升洗滌功效。

有成功大學研發技術支撐,官田烏金的生物炭做成了異味吸附包、擴香石、手工皂、菱炭杯,還有涼感巾、袖套和抑菌口罩,產品包裝特別附上「符合國家重金屬及戴奧辛標準」與「符合國際多環芳香烴標準」等字樣。

林弘萍強調,他非常努力蒐集並研究國內外的生物炭安全標準,尤其是國際生物炭行動組織(IBI)和歐洲生物炭認證機構(EBC)等兩大國際組織的規範。「針對戴奧辛、多環芳香烴和8大重金屬,我們都特別注意,而且我們很重視檢測,光是檢測就花了20多萬。」

官田烏金合作社已經開發近40種的生物炭產品,年產值也從5年前的40萬增加到去年的300萬。李彰陽說,「我們的目標是100種產品,叫做『100種炭生活』。」

跟官田一樣,雲林古坑麻園社區的農民也為了解決農業廢棄物,開始燒製生物炭。

麻園社區主要種植烏殼綠竹筍,耕種面積高達40公頃,年產量500公噸,可是每兩年進行竹園更新時砍除的老竹至少有480公噸,社區內的竹園角落或三合院旁,常常堆積出一座座的「竹山」。

沈榮堂是麻園社區發展協會前任理事長,也是古坑鄉蔬菜產銷班第8班的班長。5年前,他到官田參訪菱角殼炭化示範活動,把生物炭技術引入麻園社區。2018年,農委會水保局補助社區購置金字塔爐和火箭爐,發展至今,麻園社區一年可以把7.5公噸的老竹燒出3公噸的生物炭。

麻園社區製作的生物炭,也特別經過農委會農試所檢測安全無虞,部分提供政府研究的試驗田使用,社區旁的福智有機園區也拿來嘗試種菜。沈榮堂表示,目前他自己是將生物炭混和有機肥,以點施或穴施的方式使用在竹園和菜園,使用量還非常少。

另外,最早推動生物炭計畫的是彰化鹽埔的大有村。2011年,大有社區發展協會理事長吳素秋邀集眾人收集枯枝,開始嘗試燒製生物炭。當時,環球技術學院環境資源管理研究所助理教授張子見協助農民歷經4次修改,大有社區才開發出目前以封閉式生物炭爐燒製生物炭的模式。

相較於政府想積極推動生物炭政策,大有社區、麻園社區以及官田烏金合作社多年來的民間嘗試,提供了小規模的生物炭試驗經驗。然而若要將生物炭投入土壤,連民間也都十分謹慎,確認無毒才敢投入,也希望政府能夠把認證和監督的機制建立完整。

姑且不論生物炭入土固碳的目標,民間的共識是,生物炭是解決農村廢棄物的一條途徑,更蘊藏著提振經濟的商機。沈榮堂表示,「雖然我們現在生物炭產能只能解決廢棄老竹的去化問題,可是這已經讓我們看到未來的方向。」