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封面故事-負碳減排—運用負碳技術 創造甘蔗產業淨零永續新商機


5月號 2022 May
封面故事-負碳減排—運用負碳技術 創造甘蔗產業淨零永續新商機

文、圖/糖業實驗室 鄭作林

國發會於今(111)年3月底發布臺灣的淨零路徑,宣示2050年要達淨零碳排的目標,然而所謂的「淨零排放」並非完全零排放,而是須讓溫室氣體(GHG)排放極小化,再透過碳捕集封存或自然碳匯等負碳技術加以抵消,以達到碳中和的目的;生質物是地球上最大的資源之一,在環境永續的前提下發展生質能源是具有逐步取代化石燃料達淨零的潛力,因此在國家淨零轉型之十二項關鍵戰略,將研發先進生質能源技術納入前瞻能源擴大設置計畫中,規劃2050 年前瞻能源設備裝置量達8~14GW。

台糖為國內擁有生質物最為豐富的國營事業,為配合國家實現2050 淨零碳排的目標,有著捨我其誰的使命感,期待淨零目標的實踐正是臺灣甘蔗糖業再創永續的最佳轉機與商機。

負碳農法—有助於甘蔗產業負碳排之潛力

甘蔗是全球生產量最高的農作物,產量達19 億噸/年,甘蔗行C4光合作用可吸存大量CO2,產量75噸/公頃之蔗田約可吸存30 噸的碳,對減緩溫室效應貢獻顯著,但甘蔗種植與加工階段仍會有排碳,根據巴西糖業碳盤查研究,甘蔗種植階段的GHG排放約佔總量的7~8成,期間的農機燃料,化學肥料和農藥使用,及灌溉、翻犁與採收前焚蔗為主要的排放源;另在加工階段的原料運輸、化學添加、加熱、輸送、廢水處理與蔗渣汽電共生碳排放,約占總排放量的2~3成。經重大排放源鑑別,發現焚蔗所造成的GHG排放占35~40%,傳統耕犁方式不僅耗費燃料(占18%),且易造成土壤有機質分解與土壤沖蝕,間接增加GHG的排放,化學氮肥施用不當亦會造成溫室氣體N2O的大量排放(占20%),殺草劑與農藥長期施放衝擊到地下生態,導致土壤固碳能力的退化。配合政府淨零轉型建構甘蔗產業達負碳農法之具體策略:

1.強化宿根品種選育,提升留宿與免(少)耕之田間管理,減低農機油耗、避免對土壤干擾及減少鋤草次數,以達降低GHG排放的效益。

2.配合「對地綠色環境給付」的政策推廣,蔗田休耕期輪作大豆、玉米或綠肥等短期作物,改善土壤有機質積存,兼顧國家糧食安全與穩定民生物價之責任。

3.機械採收剩餘的蔗梢葉作為地面覆蓋,配合沼液、沼渣與濾泥施灌,減少化肥施用,合理施肥降低N2O的排放。

4.透過產銷履歷驗證導入種蔗適當農法,推行土壤碳匯「千分之四倡議」,抵消人類活動所增加的碳排放,有益土壤、提升產量與維護糧食安全。

注入資源—引進民間資金與技術提升糖廠汽電共生能源效益

目前糖廠的蔗渣是送入直燃鍋爐作為汽電共生的燃料,每年總發電量約為1,300萬度,由於鍋爐老舊其發電效率無法達到25%之門檻,無法取得再生能源憑證,僅能供製糖自給之用。近期能源局正式將「農業廢棄物」發電躉購費率訂為每度5.1407元,糖廠鍋爐更新案引發關注,民間廠商提出引入新技術以代操作全年運作之農廢發電廠模式,除蔗渣料源外,同時代為處理地方農廢與疏伐料,於糖廠開工期提供所需蒸氣與電力,其他時間則以發電為主,以達負碳與可碳交易之優勢,對糖廠未來高效率營運與降低成本具有指標性意義。

負碳技術—生質能碳捕集與封存的發電量是傳統的兩倍

生質能碳捕集與封存(Bioenergy with Carbon Capture and Storage, BECCS) 是一種溫室氣體(Greenhouse Gas, GHG)減排技術,它是結合可再生的生質能發電與碳捕集及封存技術,具創造負碳排放(negative emissions)的利基,全球已有6個BECCS系統在運行,其中英國電力公司Drax生質能電廠已成功試行BECCS發電技術,成為全球第一座負碳發電站,有助未來產業脫碳的需求,另五個系統是與糖廠酒精工廠醱酵產生的CO2捕集有關,將於2025年正式營運,根據估算,將機採後的葉梢與蔗渣共同作為燃料,糖廠BECCS的發電量與傳統汽電共生系統比較至少可能翻倍,是實現未來淨零目標的重要新技術。

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