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農廢變黑金 朝陽科大研發炭化爐,讓農民邊燒葡萄藤邊烤肉還減碳!| 2021.U20國際青年論壇

農廢變黑金 朝陽科大研發炭化爐,讓農民邊燒葡萄藤邊烤肉還減碳!| 2021.U20國際青年論壇

「八卦山下的科技大花現」為2021國際青年論壇代表之一,他們從認識農業到生物炭的運用,建立屬於在地的循環經濟模式。

八卦山下的科技大花現提供

彰化大村鄉的葡萄採收完,會剩下上千噸的葡萄藤,等著被當成農業廢棄物直接燒掉,也造成空氣污染。朝陽科大的USR團隊—八卦山下的科技大花現,自創「枝多少」品牌,研發出新型碳化爐、還把燒出來的生物炭二次加工做成文藝品,減少碳排又讓農廢變黑金。

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具設計巧思的項鍊和手環、取代塑膠盆裝著植物的炭盆、還有可以減少空氣污染的線香,這些全都是用原本被視為農業廢棄物、只能拿去燒掉的「葡萄藤枝」製成。

重新賦予葡萄藤枝新生命,創造附加價值並減少環境污染的「枝多少」,推手則是朝陽科大工業設計科系師生所組成的校園社會責任(USR)計劃團隊「八卦山下的科技大花現」,計劃畫執行人張維真表示,希望「能讓農廢議題能走入大眾生活。」

農廢太大量,堆肥又太貴只能燒掉

在八卦山下的科技大花現計劃執行地彰化大村鄉,盛產著香甜渾圓的的巨峰葡萄。巨峰葡萄每年可採果兩次,採果過後農民會剪枝,為下次的結果季做準備。

作為台灣巨峰葡萄的主要產地之一,大村鄉葡萄園佔地近400公頃,每年產出約1.4萬噸的葡萄,但也留下近1,500公噸農業廢棄物—被修剪掉的葡萄藤枝。

農民將舊藤枝拔除,以利新藤枝的生長。圖片來源/八卦山下的科技大花現提供

大量的農廢一直都是農民頭痛的問題,在廢棄物處理相關規定下,不能丟給垃圾車清運。由於葡萄藤枝不易腐化,破碎堆肥法處理成本要價10萬至20萬元,對農民而言,產出的肥料附加價值又太低,所以絕大多數果農會露天燃燒。

八卦山下的科技大花現調查,約95%的葡萄藤枝採露天燃燒處理,其餘的農廢則是堆置在空地,或少量破碎後用來堆肥。「拿個大鐵桶,就在路邊燒,煙很大,又燙又危險,」成員之一、就讀朝陽科大工業設計所的學生蔡忠諺描述。

社區原本使用鐵桶燒製生物炭。圖片來源/八卦山下的科技大花現提供

蔡忠諺表示,當初進到社區、看到實際狀況後,他便突發奇想,自己前往回收廠,揀了好幾個奶粉罐回學校實驗,「實驗用雙層結構設計,看能不能做出好的爐子結構,做到完全燃燒、幾乎沒有廢氣。」

推著走的炭化爐,讓農民就地製造黑金

於是蔡忠諺主導設計,和團隊花費一年半時間開發一款「炭化爐」,取名為「新興枝火」。箱型設計、高度及腰,底層附帶兩輪,側邊有個把手,就像小推車一樣,稍微施力抬起爐身前腳,推著就能走,讓農民可以直接就地處理葡萄藤廢棄物。

為解決生物炭燒製及空汙問題所設計的新式生物炭燃燒爐。圖片來源/八卦山下的科技大花現提供

原本農民自己搬鐵桶、露天燃燒,常因爲溫度不穩定,導致燃燒後炭化程度不一,不是容易燒光變灰燼,不然就只是燻黑藤枝。

蔡忠諺設計的可燃氣體完全燃燒、近乎無廢氣產生的新型炭化爐,採用上方點火(Top Lit Updraft, TLUD)二次燃燒的技術,讓「新興枝火」在燃燒過程中,大幅降低煙量和有害物質釋出。「你仔細看,上面還有爐架,你還可以邊烤肉!」燃燒產生的熱能一點也不浪費。

新型炭化爐不僅讓燃燒農廢的過程更環保,同時提升悶燒葡萄藤後「生物炭」的產率及穩定度,約每4公斤葡萄藤就能產出1公斤生物炭,降低炭的生產成本,提高農廢再利用的附加價值。

生物炭是一種生質能原料,能把空氣裡面的二氧化碳,固化成的生物炭,再埋回土壤裡。這就是所謂的「固碳」,可以穩穩鎖住二氧化碳好幾百年,早已被視為抗暖化的利器之一。

新興社區製作的葡萄藤生物炭。圖片來源/八卦山下的科技大花現提供

生物炭也是農民復育土壤的幫手,它能像海綿一樣,在暴雨時儲水,乾旱時慢慢釋放水分,透過調節土壤的含水量,降低旱澇交替對農作物的傷害。作為土壤改良劑,不僅復育土質,還能協助農作物生長。

現在生物炭以農用為大宗,而朝陽科大團隊野心更大,希望能擴大生物炭應用。

農廢也能做成時尚單品?

這群工業設計背景出身的團隊,協同大村鄉和花壇鄉社區,創立區域品牌「枝多少」,藉此開創更多生物炭的應用,也鼓勵農民加入循環經濟。

集結工設系學生的專業,他們觀察日常生活中的物件,研發出「枝多少炭盆」,摒棄塑膠製盆栽,採用生物炭製成,盆栽本身不僅可作為植物生長的養分,還能在移植植物時,直接連盆埋入土裡。

團隊製作的「生物炭立香」,較市售線香燃燒時降低懸浮微粒達7倍多。曾有消費者向張維真表示:「天然線香很少見,所以想回購。」

另外還有「六角冶金項鍊」,以生物炭取代石墨,透過粉末冶金的技術,打造出「農廢再製成的時尚單品」。

以葡萄藤生物炭所製成的商品。圖片來源/八卦山下的科技大花現提供

讓農民自動參與循環經濟

計劃實行這一年多來,已經開始有在地農民迫不及待地向團隊詢問:「那台炭化爐什麼時候可以用啊?」

目前炭化爐已研發出第一代,仍待進一步優化操作設計後,才能提供給農民實地作業。2022年5月,炭化爐「新興枝火」將在嘖嘖推出募資計劃,望能獲得資金、生產更多爐子,提供給在地人作為參與循環經濟的工具。

未來「八卦山下的科技大花現」計劃目標是,提供免費的炭化爐、讓農民自主製造生物炭,透過社區向農民收購生物炭,團隊再主力進行產品開發、尋找販售通路,最後所得用以生產更多炭化爐供給社區。

不只是葡萄藤,只要是農產廢棄物,都是製作生物炭的資材,因此炭化爐的研發有機會擴大農廢再利用的可行性。張維真肯定地說:「希望透過農業廢棄物的處理,讓我們的一小步,變成逆轉氣候變遷的一大步。」

 

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