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炭索官田 廢棄菱角殼再造變烏金

2022-05-24
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位於台南正中央的官田區,坐擁烏山頭水庫、嘉南大圳的清澈源頭活水,發展出約400公頃的人工埤塘,
配合一期稻米休耕時所種植出的菱角,
出水時色澤紅艷、口感也特別地「桑」,
產量更占全台菱角達70%,故有菱角之鄉的美稱。
但長年困擾著官田鄉親的,
也正是產地加工剝除後,大量遭棄置的菱角殼⋯⋯
TEXT/劉安倫  PHOTO/蔡勝義、官田烏金、Shutterstock  VISUAL/Sally Shih
 
早年在官田長大的孩子,多會記得長輩們利用農忙之餘,邀請鄰居左右一起來剝菱角,販售剝好殼的菱角仁,供給餐廳便於使用及保存,好多賺取一點零花錢的印象。
 
依照官田區公所統計,官田區菱角年產量約6800噸,最終實際留在官田的菱角殼約1300噸。這些沒有經濟價值遭棄置的菱角殼,屬於農業廢棄物,而非一般垃圾,在垃圾車也無法收受的狀況下,菱殼往往被成堆地擺放在路邊;為免其發酵腐臭,傳統習慣就地點火焚化,燒出的漫天煙塵,不只造成髒亂與空氣汙染,更增加了當地打火救災的風險。

 
 
從零經驗、零經費開始 土法煉鋼對抗「菱汙染」
這樣的困擾直到2015年開始有了轉機,官田區公所的區長顏能通,在一次社區營造課上認識到「生物炭」後,找上了專精孔洞材料領域的國立成功大學化學系林弘萍教授,兩人從燒炭的鐵桶開始研究起,尋找「廢物再利用,讓汙染變烏金」的可能性。
 
林弘萍教授的學生李政憲(後擔任官田烏金社區合作社專案經理,現為合作社理事),笑著回憶道:「一般政府官員來拜會學者,多半是帶點水果等伴手禮,只有顏區長,第一次就是直接帶著一袋菱角殼來找教授,請教授幫忙檢驗!」
 
或許就是這樣務實的作風,讓林教授反而認真看待起這位地方區長的請託,儘管初期既沒經費也沒經驗,只好拉著當地懂得做鐵工的居民一起土法煉鋼,花費近兩年的時間,一次次地實驗桶身進氣口的位置與數量,檢測達成炭化的溫度數值變化,逐步優化並研發出專利炭化桶,成功將「菱殼」炭化成符合歐州生物炭認證(EBC)與國際生物炭倡議組織(IBI)規範的「菱殼炭」註1

 
註1
依據國際生物炭倡議組織(IBI)定義,「生物炭」是有機物質在密閉低氧環境中,經加熱分解產生的固態物質。其纖細多孔的結構有極佳吸附力,可封存二氧化碳等溫室氣體達數千年之久;在農業應用上,則有顯著的淨化水質效果,也能改善酸化土質、提升土壤保水能力;另有研究指,生物炭能增加作物產量。
以地方智慧解決地方問題 全村老小「炭尋」烏金
炭化的技術逐漸成熟,需要當地人力共同投入來做生產。長年飽受菱殼汙染所苦的各村里社區,在顏區長的號召之下迅速達成共識,於2016年共同認股並成立「官田烏金社區合作社」。
 
從收集菱殼開始,初期由顏區長與清潔隊協助,於每週一三五前往社區各處收取(後由合作社自行負責運送),並集中在當地的曬穀場,依照天氣狀況,曝曬約需五天的時間,讓菱殼的含水率降至13~14%後,再載往碳化場做碳化。

 
利用高溫低氧的上方點火法(Top Lit Updraft, TLUD)將菱角殼製成生物炭(Biochar),也就是「菱殼炭」。
燃燒過後需要清洗碳灰。
初級加工所需的人力,則以區公所編列地方補助津貼為誘因,委請當地里長或社區發展協會,號召當地志工與學童,做社區體驗的同時,也賺取補助金;而後更導入勞動部多元就業開發方案,優先聘雇當地中高齡就業人口,成為合作社長期員工。
 
要如何協助受教程度不一的志工,能精準地掌握菱殼的含水量?合作社也引用當地長輩的智慧,不用整片攤平的曬法,反將菱殼採分行曝曬,讓菱殼在翻面時可與空行互換位置,翻動後讓曝曬的面積更為均勻;也直接以含水量與袋裝的總重量做換算,「整袋乾燥後的菱角殼裝滿後,剛好13.5公斤,就是合格!」

 
清洗過後的碳灰需要經過自然曝曬。
 
從分子料理取得靈感 青年返鄉開發菱炭擴香球
看著一個個黑得發亮的菱炭陸續出爐,2017年就加入合作社的李政憲意識到,官田菱殼炭必須找到更多用途以攤平製造成本,並建立出獨特的品牌,才有可能永續經營。
 
回想自己大學受林弘萍教授指導,後更進一步前往清大生醫工程與環境科學研究所深造,畢業後也曾在國外創業開立手搖品牌、並從事食品貿易;面對眼前足以印證相關經歷的嶄新循環經濟模式,他毅然決定搬到官田,於2019年創立「那顆炭國際有限公司」,為官田烏金補上最後一塊面向市場的拼圖。
官田烏金創辦人李政憲:「解決問題,必須能夠同時創造機會,而如何創造機會並讓它永續,是我們一輩子的課題!」
 
來到當地信仰中心惠安宮旁,李政憲在這裡打造菱角炭推廣處「菱炭森活館」,喝著全台只有在此才喝得到的菱角鮮奶露,一邊感受菱角打成泥後綿密的口感與細緻的清香,一邊聽著他對自己的期許,「一般都是企業賺了錢才回饋地方,我希望菱炭是在銷售的同時,就能為地方創造收益。」李政憲腦筋動得快,不只將菱炭粉末加入織品變成抑菌口罩等熱門商品,更將從前從事食品貿易的知識沿用,運用分子料理的概念,將容易漫天飛散的菱炭粉末,結合精油包入食品級的天然藻膠中,創新製成的顆粒炭擴香球;乾燥後的顆粒炭仍保有本來多孔隙的特性,不僅一舉解決了其他生物炭掉粉的困擾,更可慢速釋放或吸附指定的化學芳香分子,因此也被工研院團隊選作空氣清淨機的材料,「簡單說就是類似手搖飲店爆爆珠的概念啦!」
菱炭吸附包能夠調節濕度、吸附異味分子、去除甲醛及臭氧。
 
以菱炭栽種菱角 空氣、水、土壤的循環經濟應用
看似日常只能拿來做吸濕除臭的菱角炭,在李政憲眼中,成了各處淨化空氣、水、土壤都不可或缺的重要元素。
 
他首先與台南市共144台復康巴士開始合作,每車提供四包菱炭吸附包,讓體弱或身障的乘客,面對車體內部空氣流通不易的狀況,能提升乘坐時的整體舒適度,「結果放了半個月,就有復康巴士的司機自己打電話來,說要買回家裡用!」

 
與在地品牌「六穎陶秀」合作,使用官田在地DNA特色──菱炭釉料,捏製出具有在地化特色的菱炭陶藝品。
 
此舉不僅大大振奮了官田烏金團隊的信心,也就此開啟後續各界共同投入「復康巴士公益專案」的共好模式,透過企業贊助或客戶的購買支持,合作社就加碼捐贈更多的吸附包到不同縣市的復康巴士。
 
李政憲還承諾每半年回收並更新一次產品,更將回收的吸附包炭粒撒回官田的菱角田中。
以菱殼炭代替砂石作為粒料,摻入水泥製作成「擴香石」可有效提高擴香石的孔洞特性,達到更佳的緩釋擴香效果。
 
原來傳統菱角的種植過程中,會在水田當中撒入石灰,來淨化水質,但太多的石灰又會讓收成的菱角變硬,因此改撒菱殼炭不只可以淨化水質、增加地力,又可解決施肥過剩所造成的優養化現象,最初願意拿回去使用的官田農友,也因此減少使用肥料及農藥,獲得百大青農的肯定。
手工製作的菱炭水泥盆栽,每一個皆是世上獨一無二!能有效去除臭氧、吸附揮發性有機物(如甲醛等), 亦可提供淨化盆栽水質、吸附土壤雜質之功能。
 
以菱炭固碳只是開端 下一站,點各種農廢物成金
2020年,官田烏金團隊共回收晒乾的菱角殼有18公噸,最後製成3公噸的菱殼炭,意謂有約200噸廢棄菱角殼被處理掉;而每產出1公斤的菱殼炭,相當於減少了3.6公斤的碳(CO2)排放。
 
伴隨菱殼炭的循環經濟模式日趨成功,李政憲目前正嘗試以外來入侵種植物銀合歡等製作生物炭,「其實不只是菱殼炭,世界各地的農業廢棄物,都有可能翻轉成為烏金!」

 
科普一下‧菱角這樣施肥
菱角栽植期長達半年以上,肥培技術直接影響產量,通常會在施基肥前 2周使用農友牌鎂鈣肥,進行酸土改良,並推薦使用基肥為台肥生技1、3 號以及台肥寶效39號複肥,在定植後5周及每次採收後追加施用台肥寶效 105號複肥或台肥含鎂寶效5號複肥。

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