文、圖 / 北區金城武、台糖研究所、砂糖事業部
何以淨零,且看黃碳
甫於去(2022)年11 月在埃及落幕之「聯合國氣候變化綱要公約第27 次締約方會議」(COP27)中,與會近200 個國家催生了對飽受氣候變遷衝擊之落後國家的「氣候損失與損害基金」(loss and damage fund)、150 個國家簽署承諾於2030 年降低甲烷排放達30%,及各國矢志持續採取行動堅守本世紀中遏制升溫於1.5° C 內的目標。我國2020 年能源部門溫室氣體排放量約占總排放量之90.97%,農業部門1.17%,然農林業同時是固定大氣中二氧化碳的碳匯之一,地球五大天然碳庫依序為海洋(38,000Pg)、地質(4,130Pg)、土壤(2,500Pg)、大氣(800Pg)與生物(620Pg),天然碳庫藉由生態系統中既有之運作方式,即可處理二氧化碳, 故「以自然為本的解決方案」(Nature-based Solutions, NbS) 近年於全球備受關注,農林業領域之各種減、固碳技術及實踐方法亦隨之崛起。
上述NbS 中最廣為人知的3 種二氧化碳減量方法為:綠碳、藍碳、黃碳,分別對應森林碳匯、海洋碳匯及土壤碳匯。臺灣近6 成土地為森林, 約可抵減全國7.25% 之溫室氣體排放量。量測綠色碳匯的方法現今於國際間相對成熟,碳權交易市場亦最為熱絡。有關台糖公司森林碳匯相關資訊可進一步參考2022 年台糖通訊5 月號專題文章。海洋藍碳的倉庫包括紅樹林、濕地、藻類、海草床等,惟與台糖之資源及產業關聯性甚低, 不在本文討論之列。土壤碳匯主要是量測土壤新增之有機碳(Soil Organic Carbon, SOC),地表植物透過光合作用所固定之碳約有40% 進入土壤,故黃碳代表著肥料、地力改善等與農業密切相關之方法學。2015 年在法國巴黎舉辦的COP21 會議中,法國農業生產暨林業部部長提出「千分之四」倡議,主張每年增加農林地土壤千分之四(4‰)有機碳含量至34 億公噸,將可解決大氣中二氧化碳增加的問題。在千分之四倡議之實務運作下,若配合循環經濟模式,例如轉換農業剩餘資材為生質能後,其部分固態殘渣以生物炭形式留存,經適當處理後(如腐植化及調控粒徑)可再重新回到土壤中,不僅增加土壤之有機碳含量,亦能改良劣化土壤並增加土壤肥力,為一綠色減碳及負碳路徑; 然而現時土壤碳匯所面臨之最大問題為對應之方法學不足,因相關研究並不齊備,故極難產生碳權。
甘蔗既出,誰與爭鋒
甘蔗為C4 型植物,可吸存大量二氧化碳, 對減緩溫室效應貢獻顯著。台糖公司以糖立業,本土種蔗面積約為8,000 公頃。遵循國發會2050 淨零轉型12 項關鍵戰略中「自然碳匯」發展,及配合農委會淨零排放策略「減量」、「增匯」、「循環」等3 項主軸,如推動蔗園土壤碳儲存不僅可大量抵銷碳排, 尚能增加耕作的地力,實現碳中和。爰此,台糖研究所將與砂糖事業部攜手合作,結合本公司具優勢之循環經濟與糖業領域碳匯,深入探討甘蔗栽種及蔗園土壤相關減碳與固碳機會。此農業淨零研究規劃以台糖公司甘蔗種植為起點,加入低碳栽培之育種策略,選育具強宿根性、強固碳力、抗病、耐逆境等特性之甘蔗新品種;同時建立蔗園低碳管理及合理化施肥機制,減降蔗作生產排放之溫室氣體一氧化二氮(N2O),並循環利用製糖工廠之副產品濾泥及蔗渣回歸蔗園,增加蔗園土壤有機碳含量,進而從完整的生命週期計算蔗園減碳成效與固碳量。
此外,研究所及砂糖事業部團隊亦設計導入農碳法(Carbon Farming)概念,強調透過植物的作用與友善農法如減少耕犁、降低農藥使用量、導入沼液、沼渣回田再利用等以降低化學氮肥施用量,並把大量的碳留存於土壤中,增加土壤碳儲存,其保存時間可達數百至數千年。事實上,利用農碳法作為負碳技術之概念源於京都議定書階段,且早於2004 年即開始試行,許多國家、地區及組織如紐西蘭和美國加州俱已進行農碳法之測試與驗證,其投入與發展廣受矚目。歐盟於2022 年12 月提出之碳移除準則(Carbon Removals)中即列舉農碳法為達成淨零排放之重要手段。
為朝向製糖產業之永續發展邁進,台糖公司以解決氣候變遷影響甘蔗種植成效、農業剩餘資材歸田循環利用之實證、國內甘蔗生長過程中碳吸存量和蔗園肥料施用碳排量數據,及土壤碳匯方法學不足等關鍵問題為目標,盼能實證農碳法之淨零效能,建立蔗園淨零策略與技術發展路徑藍圖,同時發展適用於台糖並與國際接軌之土壤碳匯方法學, 藉由可觀之農地土壤碳儲存潛力打造台糖公司為零碳企業及國家淨零排放規劃中自然碳匯之支柱基石。
農碳法進行負碳技術之自然生態工法開發示意圖(資料來源:IPCC, 2006)