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農業生產「碳」為觀止?─節電彰化縣篇  

(本系列文章由經濟部能源局贊助,泛科學策劃執行。)

位居台灣中部的彰化縣,素有「台灣穀倉」的美稱,生產稻米、甘藷、落花生、甘蔗、豌豆、韭菜、花椰菜等多種作物,甚至是各式花卉,可謂物產豐饒。因此彰化的節能政策特別針對農業節電編定預算,在眾多縣市的節電計畫中獨樹一幟。

彰化農業產值占全台 10.82%,由於諸多作物依靠燈光照明調節作物產期及提高品質,縣政府在「農用節電燈具補助及宣傳」編列 900萬元預算,希望透過汰換傳統高耗能設施,達到農業節電、降低農民生產成本等目標。農業節電預計 220萬度電,佔彰化縣總節電目標的 3%。

汰換老舊燈具確實能改善農產品生產過程的環境衝擊,不過我們該如何準確評估在農田綠油油的外衣之下,到底還隱藏多少潛在的碳排放?又該如何解決呢?

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彰化縣節電目標:7422萬度;彰化縣申請經費:8781萬元

搖籃到墳墓,產品一生中製造多少環境衝擊?

生命周期評估(Life Cycle Assessment, LCA)屬於系統分析方法之一,起源於 20世紀中葉,當初是針對工業發展進行能源使用分析。

經過數十年的發展,隨著民眾對於環境品質的要求提升,以及各國環境保護意識抬頭,LCA逐漸被更廣泛運用於評估各種產品與服務所帶來的環境影響。

LCA已經成為國際認可的一套環境管理標準,從產品的出生到死亡,歷經原料開採、生產、加工、包裝、運輸、販售、使用,以及最後的廢棄處理等等,進行各個階段資源與排放的廢棄物的詳細調查,並以「量化」且「可比較」的形式呈現其各項環境衝擊,環境衝擊包含能源使用、溫室效應潛勢、優養化潛勢、酸化潛勢、水資源使用等等。

由於 LCA的分析過程對產品的各個階段進行詳細調查,所以結果除了產品總體的環境衝擊與資源消耗量,也能指出生命周期中對環境衝擊最大的階段,因此可以進一步提供改善生產方式的策略。

菊花夜行軍

如果你曾在高速公路上行經彰化路段時發現高架橋底下兩側星光斑斕,這片神秘的景像很可能就是源自於彰化田尾鄉的菊花田。

田尾鄉的花卉產量在全台居冠,近年來,聚集了大量苗木栽植區塊和相關商家的田尾公路花園,更成了著名的觀光景點。整個田尾鄉大約有兩百公頃的菊花農田,除了將菊花種植在全日照的環境下外,更會利用夜間照明(電照)拉長光照時間,以抑製花芽的分化與發育,讓花莖長到更高、並調整產期,以符合市場的需求。知名客家音樂人林生祥的作品《菊花夜行軍》,便是在描寫這樣獨特的臺灣農田景色。

過去的菊花田電照多半是使用傳統鎢絲燈泡,但鎢絲燈泡的缺點很多,除了耗電量大之外(每公頃電費佔非勞力生產成本的 18%),鎢絲燈泡只要碰水就容易燒壞,更會造成許多額外的花費。過去幾年在廠商和農業試驗所的共同推廣下,節電燈泡成為了主流,不僅省下了四分之三的電費,燈泡的汰換率也下降不少。

近幾年來,台灣許多 LED照明大廠也開始投入農業器材發展。除了低耗電、低能量散失等優點外, LED植物燈更可以根據不同需求,設定不同波長,達到最佳的栽植成效。

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彰化縣田尾鄉有大量菊花田,農民為控制開花的時間,會利用燈光照明加長光照時間抑製花芽分化與發育。source:田尾鄉公所

 農業生產其實「碳」為觀止?

在人類歷史中,農業始終扮演著舉足輕重的重要角色,小從個人的溫飽,大到政權的維持,甚至文明的推展。然而農業看似翠綠的外表下,同時也會排放溫室氣體而加劇暖化效應,尤其近代大規模機械化耕種的普及、作物跨國長程運輸,都使農業不如我們想像中的那麼「綠」。

在西方國家,由於大規模的機械化耕作,能源消耗可佔農業生產總成本的 20%~50%;氮肥以及其他化學肥料的大量使用,也使農業生產的能源成本居高不下。美國農業的生產與運銷等過程消耗的能源,估計就占了全美石化燃料使用量的 19%。

不同的作物種類,對環境的衝擊也有所不同。全球的前四大作物:玉米、稻米、小麥與大豆中,每生產1公斤的玉米、小麥、大豆,分別會產生 0.33、0.38、0.25公斤的二氧化碳,台灣最常見的稻米,每公斤則會產生1.18公斤的二氧化碳,高於其他三種全球主要作物。

不過,稻米雖然產生較多的二氧化碳,但稻米同時也具備較高的減碳效益,加上其他有利生態環境的影響,稻米對於環境的外部效益其實大於其所造成的環境衝擊。

如果以每公頃生產稻米消耗的能源進行跨國比較,台灣每年每公頃稻米須耗能 28 千兆焦耳,日本僅23千兆焦耳,美國則須65千兆焦耳。雖然台灣表現較美國佳,但仍有持續精進的空間,對稻米而言,LCA的評估結果顯示「田間栽培」為最能改善稻米環境衝擊的階段。因此可行策略包含下列三者:

  1. 推行合理化施肥,施加適量的肥料
  2. 節水栽培與水旱田輪作,除能因應缺水情況,也能減少土壤甲烷的生成
  3. 有機栽培,不使用任何化學製品,改用有機肥等替代措施

因應可能的環境災變與未來的不確定性,「靠天吃飯」的農業,更要仔細審視本身製造的環境衝擊。

參考資料:

 

 

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自己的電自己省

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