電動和混合動力系統可以減少車輛對氣候變遷和全球暖化的環境影響，也包含農業非道路移動機械(NRMM)領域，在NRMM中，農用拖拉機為是食品供應鏈中的關鍵要素之一，為了降低拖拉機碳排，除了電氣化之外，替代的可能途徑是採用廢氣後處理系統或使用生物燃料，例如生物柴油和沼氣，而不是傳統的柴油。 　　研究重點以燃料電池透過模擬控制的直流電源進行仿真，重現電壓之電流曲線，為了在模擬燃料電池和電池之間分配功率，使用了DC-DC功率轉換器，並開發了簡單能量管理策略，使用由可程式直流電子負載和電源組成的負載單元來再現外部負載，而燃料電池也逐漸受到關注，可降低碳排放，並且相當於內燃機的傳統動力，故可能將成為未來一種替代方案。 　　研究結果提出了用於模擬混合燃料電池/電池動力系統的規模測試平台開發，在不同EMS及工作循環中得知結果顯示峰值效率約為 93%，然而，在幾乎整個負載範圍內，效率均高於88%，而FC的模擬還可以降低複雜性和安全性問題。 　　研究成果已發表在MDPI應用科學期刊第15期《農業機械技術發展》，研究團隊成功透過模擬電池動力系統在測試平台中，不同EMS狀況下得到高效率結果，未來將對於農業機械電池動力能源管理及碳排放做出貢獻。【延伸閱讀】- 以糞便為動力的拖拉機可減少農業溫室氣體排放

中興大學阿米亞團隊開發「智慧農業前瞻預警平台」，結合人工智慧（AI）演算法辨識作物生理特徵，可即時反映水稻植株生長狀態，15秒內提供灌溉栽培建議，可減少灌溉用水2成。 　　中興大學今天舉辦記者會說明，由中興大學基因體暨生物資訊學研究所特聘教授朱彥煒帶領的「AIMIA阿米亞團隊」，開發出「智慧農業前瞻預警平台」，今年成功與彰化米屋企業合作實作出6公頃的「AI低碳米」，未來將逐步擴展至彰化米屋企業全產區逾1400公頃。 　　朱彥煒指出，「智慧農業前瞻預警平台」是國內第一個發展以作物生理為主的決策平台，藉影像技術取代高精密儀器，使用者透過個人智慧型手機，拍攝稻田區照片，上傳至「智慧農業前瞻預警平台」，系統後台會將照片轉換成多樣光譜資訊，並提取重要生理特徵，運算10至15秒後回傳最適化灌溉栽培決策給使用者。 　　他表示，透過「智慧農業前瞻預警平台」最適化灌溉栽培決策，以客觀數據協助使用者判斷灌溉 時間點，以及須灌溉高度，可提升水資源利用效率，並減少甲烷排放量。 　　朱彥煒指出，以全台每年稻田灌溉用水約62億噸估算，將可節約逾12億噸水資源，同時節省馬達抽水耗電約新台幣1.65億元，相當於減少3.15萬噸二氧化碳排放。 　　此外，最適化灌溉栽培參考自國際稻米研究所，以減少水田甲烷排放30%估計，約可減少全台每年18萬噸二氧化碳排放，相當於565座大安森林公園碳吸附量。 　　米屋企業董事長陳肇浩與會表示，今年1月起與興大合作，建立約6公頃的商用稻作區示範場域，在第一期稻作中約產出36公噸稻米。 　　陳肇浩指出，「智慧農業前瞻預警平台」辨別準確率達92%，且可減少20%灌溉用水，同時產量及品質維持與慣行栽培一致，生產過程中卻更加省水、節能與減碳，符合ESG（環境保護、社會責任、公司治理）企業永續精神。【延伸閱讀】- 藉分析農業大數據發展智慧灌溉技術以節省水資源

目前糧食和農業系統的環境永續性非常有限，因此面對農業提升生產需求，透過有效的資源消耗和減少浪費土壤、空氣和水資源來改善農業的可持續發展是具重要性的，能源效率是永續農業發展關鍵議題之一，高GWP(全球暖化影響)為傳統空調系統的大量冷媒排出造成，會產生高暖化影響力(TEWI)，TEWI隨著空調系統的直接和間接環境影響，故減少CO2排放很重要。當今全球蘑菇市場加速成長，但葡萄牙與巴西等國家培植蘑菇，其中困難點是使用溫度和相對濕度控制來環境問題，還需精準的感測器與自動化系統。 　　研究重點為研究團隊提出一個低耗能、蘑菇生產所用空調對環境影響較小的系統，將能量分析儀放置於蘑菇生產過程至採收等完整過程，配備改裝傳統空調-暖通空調 (HVAC) 設備上測量，除了能源和CO2排放之外，還存在水消耗問題，在蘑菇生產中，需要高濕度，為了輸送水，需要抽水和後續處理，存在隱含碳問題。 　　研究結果表示空調系統在蘑菇生產中佔能源消耗、水和CO2排放的主要部分，團隊模擬濕度並使用新型R-454B空調系統，與典型的空調系統相比，研究提出的設計在三個指標上產生了顯著的改進：能耗、水消耗以及CO2排放量減少70%，減排量可能超過歐盟綠色協議目標，預計到2030年將溫室氣體排放量減少至少55%。 　　研究成果已發表在MDPI應用科學期刊第10期《智慧農業永續新發展》，研究團隊於實驗研究中獲得的具體發現和結果，證明所提出的暖通空調設備可改善蘑菇生產中的能源消耗、環境影響和溫室氣體排放，有助於農業領域知識庫，並為提高蘑菇產業的可持續性提出貢獻。【延伸閱讀】- 袋栽菇類製包技術回顧與智慧化發展初探

上一篇介紹食物浪費與氣候變遷之間的影響與關聯性，本篇將聚焦在如何持續推動減少食物浪費和食品回收，打造食物零廢棄區，以及日本當前的具體政策與執行現況。 食物零廢棄區是什麼？ 　　「食物零廢棄」指的是透過結合「減少食物浪費」、「加強食品回收系統」兩大目標，去除食物焚化及掩埋所產生的溫室氣體排放。具體來說，藉由餐廳剩食（日本環境省推動mottECO計畫）、食品募捐活動、捐贈防災食品、重新修正食品業者的使用習慣等方式，減少食物的浪費。除了減少浪費採取措施外，致力於將過程中產生的食品廢棄物加以回收利用。透過政府部門、食品相關業者、家庭、再生利用業者、生產者、食物捐贈組織等共同推動3R原則，創造出一個不再有焚化及掩埋的食物零廢棄區。 食品零廢棄，應優先考慮減少使用、並掌握現況 　　為實現食物零廢棄區，須徹底落實食品廢棄物的回收再利用。根據日本《食品循環資源再生利用促進法》所頒布的基本方針當中，實施的優先順位分別為：「減少使用→再利用→回收→減量」。食品零廢棄區的概念，是以食品廢棄物的減少（Reduce）作為起始點，再透過焚化、掩埋之外的處理方式實現目標。 日本為了減少浪費（Reduce）做了許多努力，以下就介紹相關作法： 推廣mottECO（モッテコ） 　　mottECO是由日本環境省為了減少餐廳端的浪費，增進消費者將沒有吃完的食物打包回家，所推出的行動計畫。2021年度提出以「縣」為主導單位的「地方公共團體及事業體等減少食物浪費、推動食品回收模式」的示範計畫中，鼓勵外食店家或連鎖餐飲企業，共同來參與導入mottECO。未來，預計也會以地方政府與民間業者為核心，進一步向外拓展。 　　另一方面，根據日本環境省於2022年進行的問卷調查結果顯示，2021年有帶回剩食經驗的消費者當中，「幾乎不將剩食帶回（每6次只有1次）」的選項佔了48.1%。由上述調查推測，社會上尚未形成「帶走剩食減少食物浪費」的風氣與共識，努力空間仍然很大。 掌握以市區町村單位的食物浪費數量 　　日本政府2019年通過的《減少食物浪費促進法》，將市區町村等小型地方自治體設定為減少家庭類型食物浪費的推動者。該法令實行兩年後，依據2021年12月所提出成果報告指出，目前僅有一成左右的單位已著手計畫或制定減少食物浪費。雖然預計未來會逐漸增加，但以現況來看並不樂觀。 　　為了達成目標，第一步必須了解當前的食品浪費數量。從日本環境省自2016年起著手編寫「因應家庭食物浪費情況之垃圾開袋調查報告」和透過「市區町村食物浪費現場調查系統」，支援各地方單位進行開袋調查（實際打開收集的垃圾袋，將可燃垃圾中的食品浪費進行分類調查），對食物浪費所產生數量進一步了解。報告同時還公開了調查記錄表和解說調查步驟的影片，期望提升地方單位的調查能力。另外，日本政府同時也針對調查系統的部分給予調查費用補助。 　　目前，在國家層級上，日本已充分掌握並瞭解食物浪費的產生數量，然而在實際推廣上，為了讓每個消費者將食品浪費視為自身的問題，並一同努力來投入行動，從小範圍的市區町村的基層單位開始，是非常重要的一步。 總結：意識脱碳的重要性，並致力於減少食物浪费 　　本系列「食物浪費X脱碳! 」專題趨勢研究，整理了「食物浪費」與「脱碳/碳中和」趨勢。在過去，對於減少食物浪費的思考，大多建立在「充分利用還可食用的食物」的想法上。然而，以脫碳的觀點思考，則是將「減少使用」放在優先位置。此外，為了減少食物浪費，關鍵在於須強化調查工作跟提供相關資訊，讓消費者和企業能夠直觀感受，進而逐漸形成一股社會風氣。 　　《區域脫碳路線圖》在抑制食品廢棄物的發生與處理，提出諸多對環境影響評估方式。例如，內容中揭示一項重要觀點，目前雖然是以「零焚化・零掩埋」為目標，為了讓各項措施與脫碳實際鏈結，仍必須以整體循環系統的生命週期的觀點加以評估，其過程中是否會有違背脱碳，甚至增加溫室氣體排放的可能。 　　另一方面，食物浪費的議題不只影響溫室效應氣體排放，其中水資源和生物多樣性等也仍是需要納入考慮的因素。此外，政府機關、食品相關企業、家庭、回收再利用企業、生產者、食品捐贈組織等應以「食品廢棄零區域」的概念基礎下共同努力，並依據個別不同環境，選擇最適合友善環境作法。期待在未來，在各個角落，都能創造出屬於自己的「食品廢棄零區域」。【延伸閱讀】- 食物浪費X脱碳!全球面臨食物浪費對氣候變遷之影響與美日分析

中興大學土木系特聘教授楊明德團隊開發AI技術，作為穀粒含水量預測，以評估最佳採收日期，約可減少26.4小時烘乾時間，有助於提高收穫效益、減少能源消耗及碳排放。 　　中興大學今天發布新聞稿說明，楊明德團隊研發成果「低碳米-導入AIoT 的減碳水稻收穫模式」，為快速（5秒內完成）、便宜（近無使用成本）與簡便（3公克）大範圍高頻率使用的穀粒成熟度檢測技術。 　　興大表示，這項技術目前已於國內外合作落地測試，於全台潛在淨產值可達新台幣5.4億元，預估可能減少每年7.2萬公噸二氧化碳（CO2），相當於190座大安森林公園吸碳量，而這項技術能提升稻作農業產值與貢獻農業淨零碳排，榮獲2023年未來科技獎。 　　楊明德指出，目前水稻收割時機以農民經驗為主，面對多變氣候稻農習慣搶收，收割機、烘乾機常需趕工消化同一時間採收大量稻穀。而搶收的穀粒含水量較高、青穀粒比例高、烘乾時間長、米質也較差，讓辛苦種植的稻穀無法獲得最佳效益。 　　為提供農民採收科學依據，楊明德說，團隊研發以智慧手機拍攝稻田穀粒影像，經過AI辨識後獲取田區稻穀含水量分布大數據，以高效率、低成本、大規模掌握田間資訊。 　　收割的濕穀需烘乾及精煉，才能成為食用米，然而濕穀含水量越高，烘乾成本愈高，碳排量也愈高。興大指出，團隊以手機取像工具，開發AI技術透過巨量資料、深度學習與天氣預測作為穀粒含水量預測以評估最佳採收日期。 　　興大表示，根據農糧署資料，1%榖粒含水量需2小時烘乾，利用團隊研發的AI穀粒含水量預測工具可延遲採收2週，將一般農民採收穀粒的34.7%含水量降至21.5%，減少26.4小時烘乾時間，有助於妥善安排農機操作、提高收穫效益、及減少能源消耗及碳排放，達到永續農業目標。【延伸閱讀】- 運用無人機數據，診斷水稻生長及計算施肥量

2021年6月，日本政府於「中央地方脱碳實現會議」公布了《區域脫碳路線圖》，其中又以「減少食物浪費和推動食品回收，創造食物零廢棄區」政策，為循環經濟計畫非常重要的一環。同時，更強調以食物浪費的議題納入「脫碳」的觀念解決食物浪費問題。 　　隨著2019年頒布減少食物浪費相關法律之後，社會關注度也逐步升高，然而，在立法時，並未明確將「脫碳」的相關目標精神入法，因此，減少食物浪費與脱碳之間的關聯性也鮮為人知。 　　而本系列「食物浪費X脱碳! 」專題趨勢研究將納入脫碳的觀點，重新認識降低食物浪費與脱碳之間的重要性，整理目前關於食物浪費及脫碳/碳中和的發展趨勢。並著重在食物浪費與溫室氣體之間的關係，以國際間研究面向理解如何從脱碳的觀點出發，找到應對食物浪費的方向。 全球糧食浪費現況 　　根據聯合國糧食及農業組織（FAO）於2011年的推算，全世界每年生產的糧食總量約有13億噸遭到浪費，這個數字佔了生產總量的三分之一。這個結果，儘管無論受到各國對於糧食廢棄跟食物浪費的定義，以及相關測量方式有所差異，目前聯合國所公告的數字依然受到各方引用。 　　為了追求更為精準的數據，近年來FAO與聯合國環境署（UNEP）開始合作研發相關的評估指標，並由FAO為主導單位提出了糧食損失指數報告（UNEP Food Waste Index Report 2021），內容主要藉由監測食品生產供應鏈上糧食損失的比例計算出指數（但不包含終端零售業）。根據該調查2019年的世界糧食農業白皮書明確指出，糧食損失指數（FLI）大約落在14%，意即在生產過程有14%的糧食將會遭到廢棄。 　　另外，聯合國環境署則是於2021年公開糧食浪費指數報告（UNEP Food Waste Index Report 2021），針對零售業、外食業者、家庭為單位計算出相關的浪費指數。報告指出，食物消費終端所生產的食物，大約會有17%被視為FWI，其中家庭約佔11%、外食業者約佔5%、零售業者約佔2%。 　　上述兩種指標的計算基礎，目前尚未進行更有系統性地整合，因此無法透過簡單計算得到真實的精準數據，若以評估糧食廢棄和食物浪費程度，其該指標已經具備一定的參考程度。 糧食浪費與GHG排放的關聯性 　　糧食系統的溫室氣體排放以農事作業、土地環境變化，以及非農業活動為主要來源。在農事作業方面，如稻作種植和反芻動物在腸道發酵過程所產生的甲烷、動物糞便及使用合成氮肥導致的的一氧化二氮（N2O）排放。在土地環境變化方面，如森林面積的減少，有機土壤的流失所造成的二氧化碳（CO2）排放。而非農業活動方面，主要是在後端的生產過程，如穀物乾燥、無機肥料合成、農業食品加工、貨物運輸等產生的二氧化碳排放。 　　另外，根據政府間氣候變遷專門委員會（IPCC）推估，全球糧食系統的溫室氣體排放，約佔了總體人為排放量的 21% 至 37%，該報告內容引用了FAO的計算後指出，食物浪費在其中佔了一定比例。(約略是總體人為排放量的 8% 至 10%)有鑒於此，目前IPCC已精準分析出減少食物浪費的相關政策，為「土地永續利用、加強食品安全、實現低碳排願景」的重要關鍵。 糧食浪費所產生的GHG排放：美日分析 1. 美國的影響評估報告案例（對象包含可食部和不可食部）： 　　有關供應鏈中的糧食損失及浪費（Food Loss and Waste, FLW）根據美國國家環境保護局（US EPA）於2021年所做調查，美國每年約有7.300萬至1億5,200噸的FLW，相當於美國食品供應量的35%至36%。此外，FLW所造成的溫室氣體，影響規模約為1.7億噸二氧化碳當量（tCO2eq.: 計算碳足跡的標准單位），佔糧食系統造成的總體溫室氣體排放約16%，約略是42座燃煤發電廠的年度碳排放量。 2. 日本的影響評估報告案例（對象僅包含可食部） 　　由日本東京工業大學的棟居洋介等專家學者於2021年「日本因糧食浪費產生的溫室氣體排放、天然資源浪費和經濟損失評估」編撰研究中，分析了在2015年間，由糧食浪費引起的溫室氣體（GHG）排放對於環境負擔。該研究的重點，是依據不同供應鏈項目的排放階段，進行相關的整理與調查，具體「外食業者造成的果物損失及其影響」其中一例。透過整理所有品項的排放階段，並統計相關的GHG排放後，推估日本國內糧食供應鏈因浪費所造成的GHG排放量，約為156.6萬噸二氧化碳當量（tCO2eq.），相當於日本總GHG排放量的1.2％左右。 從減碳的角度思考食物浪費 　　食物浪費已成為近年備受關注的國際議題，對於相關對策的思考，已從後端的消費，觸及到前端生產階段，並逐步從整體糧食系統來探討糧食浪費對溫室氣體排放所造成的影響。從「碳足跡」延伸的「產品環境足跡」則是這個概念下的產物。食物浪費的問題核心，主要是浪費了生產過程中投入的相關資源。其中在製造、加工、運輸、批發零售等各種階段，也都有大小環境影響因素，當最終的廢棄時，對於環境影響則是相當驚人。 　　面對食物浪費危機，目前也有許多機關單位正在嘗試從各種方式改變現況，像是推動循環經濟模式的艾倫・麥克亞瑟基金會，主要希望在食品生產領域上，透過導入放牧管理、再生農業等耕作方式，達到「自然系統再生」，並以「減少糧食浪費」為主要措施，期望目標2050年碳足跡減半。 　　日本則是在2022年頒布了《綠色食品系統法》，主要建構環境友善食品系統，並推動低環境負擔的食品生產。經由相關利害關係者的行動、專業技術的開發推廣，以減少農業對環境造成的影響，期待在2050年能夠達到減少溫室氣體排放之目標。 【延伸閱讀】- 食物不損失!全球趨勢與日本面臨現況與因應方式

在農業技術方面，柴油和化學肥料佔能源消耗的大部分；此外，化學肥料和農藥已被確定為最重要的碳排放來源，而收成時佔農業機械30%以上使用成本。減少燃料消耗、空氣污染、農民生產等相關成本可以透過聯合收割機的工作優化和正確操作來實現。2017年，全球農業部門產生的碳排放量為111億噸，其中立陶宛佔43萬噸。 　　研究重點透過軟管連接到排氣管。修改聯合收割機的速度、引擎負載係數後，評估不同的技術操作來評估聯合收割機廢氣的GWP，並確定其減排方法。研究團隊證實了遠端資訊數據和現場測試數據分析方法對於全面經濟和環境評估的好處。 　　研究結果根據2019年現場測試研究結果，GWP的絕對數值隨行駛速度相應增加，而每公里GWP則減少。當聯合收割機在田裡移動時，降低引擎轉速並提高行駛速度，即能降低碳排量。收穫期間的行駛速度、進給率和引擎負載是最重要的經濟和環境因素。 　　研究成果已發表在MDPI應用科學期刊《農業4.0》第18期，研究團隊提出了雙遠端資訊處理、現場測試資料分析方法，並幫助未來農民在使用農業機械碳排降低方法，可望未來農業領域更廣泛應用。【延伸閱讀】- 【減量】日本久保田農機將推出全球第一台氫氣燃料曳引機

農業光伏系統（Agricultural photovoltaics, AV，以下簡稱AV）起初於20世紀80年代提出，是指同時同地混合太陽能板發電和農業生產的系統，為農電共享的概念。在太陽能板下種植農作物，除了可以控制透射的光量和波長，剩餘的光源還可以用於能量生產；同時，當植物進行光合作用時蒸散的水分可以冷卻空氣，提高太陽能板的發電效率。然而，目前AV技術面臨的挑戰為如何最大化提高作物產量和太陽能發電，同時最大限度地減少植物因蒸散作用流失的水分，以減少灌溉需求。 　　在先前的研究中，太陽光可透過AV裝置傳輸特定波長的光，包含對能量生產有效的藍光，以及光合作用可利用的紅光，美國杜克大學(Duke University)的研究團隊=以此裝置為基礎，開發了一套數值模型，了解單一作物對不同光譜的反應，試圖找出農業光伏系統如何影響植物產出之地上生物量，並藉以估計農作物產量。 　　此模型考量了植物耐蔭性等變數，這些變數可能影響其在AV系統的生長情形，還考量了太陽能板下方的微氣候和光照，並假設作物依葉片面積大小獲取不同程度的光照資源、呼吸作用速率與植株大小成正比。研究結果顯示，AV栽培的候選作物需具有耐蔭性且葉片面積較大。透過AV系統降低空氣溫度並提高土壤濕度，使植物能將更多的碳分配給地上生物量，進而產生更大的葉片面積，顯示芝麻菜、綠葉甘藍和番茄等較大的葉類作物可能更適用於AV系統。未來將納入作物種植密度等因素，並將研究結果擴展到作物應用。【延伸閱讀】- 【減量】太陽能板如何改善農業、降低食品成本與減少排放

星亞智研（Asia Research and Engagement, ARE）是一間總部位於新加坡的公司，成立於2013年。ARE近期發布一份關於亞洲蛋白質轉型的報告，該報告主要關注10個主要亞洲國家（中國、日本、韓國、印度、印尼、馬來西亞、菲律賓、泰國、越南與巴基斯坦）在2020年至2060年間蛋白質生產、消費造成的溫室氣體排放量，研究結果發現這10個國家均未能控制其蛋白質排放目標。 　　研究顯示，亞洲供應世界一半以上的動物蛋白，包括陸地動物與海鮮。它警告說，如果不轉向替代蛋白，就不可能實現2015年《巴黎協定》設定的1.5°C目標。這與之前的一份報告一致，該報告建議必須減少高甲烷食品消費才能實現此目標。到2060年，這些國家的替代蛋白產量將需要成長30-90%，以遏止碳排放。 減少畜牧業是關鍵 　　研究人員認為，畜牧業產生的環境足跡比所有食用作物的總和還要大，因為它的資源更加密集，並且使用更多的土地、水、動物與抗生素。根據聯合國糧食及農業組織的資料，畜牧業的碳排放量佔所有碳排放量的14.5%，《自然食品》雜誌今年的一份報告發現，與以肉類與乳製品為主的飲食相比，純素飲食可以減少70%的碳排放。 　　亞太地區的國家像是香港、澳洲與中國在全球來說是主要的肉類消費國。中國不僅是最大的動物蛋白消費國，同時也是豬肉、魚類與雞蛋的最大生產國。儘管人口數量下降，但到2030年，其動物蛋白消費預計將增加。報告建議，到2060年，中國約有50%的蛋白質消費必須來自替代來源。 　　印尼與馬來西亞因為畜牧場與棕櫚油樹需要大片土地，因此大規模的砍伐森林。ARE表示集約化畜牧業也是森林砍伐與生物多樣性喪失的主要原因。它建議這些國家到2030年避免森林砍伐。 　　研究顯示，在亞洲國家存在著認知上的差距，約有三分之一的消費者不熟悉植物性肉類或海鮮產品。在製造業方面，許多關鍵的基礎設施差距仍然存在，包括東南亞國家仍缺乏足夠的冷鏈基礎設施，另外還需要進一步建立當地技術人才的管道，以確保完善替代蛋白所需的基礎設施機械與實驗室空間配備有高技能的人員。 　　GFI表示，亞太地區是全球替代蛋白成長最快的地區之一。新加坡便是全球第一個獲得監管部門核准銷售人造肉的國家，並在此過程中吸引了許多細胞培養蛋白公司。GFI還發現，2021至2022年，發酵類與培育蛋白類公司的投資同比分別成長了67%和96%。 　　若亞洲的蛋白質供應要進行轉型，需要各國合作，進一步擴大區域替代蛋白製造基礎設施並迅速協調監管框架。大量研究表示，亞洲地區的消費者在食用替代蛋白方面持開放態度—只要產品符合或超過人們對傳統肉類與海鮮的口味、營養、新鮮度與可負擔力。【延伸閱讀】- 【減量】微生物蛋白可幫助全球森林砍伐率減半

牛隻打嗝產生的甲烷排放是全球暖化的原因之一。日本正在將國內的研究作為國家項目來推動，其重點是細菌。正如同人類會食用乳酸菌來平衡腸道細菌一樣，在該計劃中，乳牛也會被餵食一種新發現的細菌來減少甲烷排放。 牛隻打嗝產生的溫室氣體佔全球溫室氣體的5% 　　根據日本農研機構（NARO）的資料，每頭肉牛平均每天排放約250升的甲烷，而每頭乳牛平均產生的甲烷排放量高達500至600升。甲烷的溫室效應比二氧化碳強數十倍，其對全球暖化的影響僅次於二氧化碳。牛、山羊與綿羊等反芻型牲畜打嗝產生的甲烷佔全球溫室氣體排放總量的5%。隨著全球人口成長與對肉類需求的增加，減少牲畜打嗝產生的甲烷排放已成為一項重大的國際挑戰。 產生甲烷的古細菌 　　牛的胃有4個腔室。前2個腔室中含有大量的微生物。這些不僅包括細菌，還包括古細菌（Archaea），它們與細菌相似但又不同。乳牛會利用這些古細菌來分解食物並將其轉化為有機物，作為其營養與能量的來源。牛胃裡的許多古細菌都有產生甲烷的能力。這也是甲烷排放的原因。 如何減少奶牛打嗝產生的甲烷排放呢？ 　　開發抑制古細菌的活性物質已成為全球抑制乳牛甲烷排放的主流方法。這些物質可以混合到動物的飼料中。舉例來說，歐洲有一種名為3-硝基氧基丙醇（3-NOP）的化合物已被批准作為飼料添加劑。它被認為可以減少30%的甲烷排放。另外，澳洲正在研究一種海藻（Asparagopsis Taxiformis），該成分已被證明能有效減少甲烷排放。同時，NARO也有自己的減少甲烷排放策略。它會餵食乳牛某種類型的細菌。這個概念類似於人們吃富含益生菌的優酪乳。 　　由於大多數的細菌主要會產生乙酸。在過程中產生氫氣，這是甲烷的原料。然而，某些細菌會產生一種不同類型的營養物質，稱為丙酸。在這個過程中，氫氣會被消耗，所以氫氣量會減少。2021年，NARO最先發現這種新細菌。與其他細菌相比，它產生更多作為丙酸原料的物質。 　　研究發現，攝取這種新細菌的乳牛，其排放的甲烷減少了10-20%。這些細菌利用氫氣來生產丙酸而不是甲烷。NARO預計，透過在乳牛飼料中添加這類型的細菌，可以減少甲烷排放。目前，NARO正在進行基礎實驗以確定這種細菌的功能。未來，這些細菌將被應用在乳牛身上，以確定其減少甲烷排放的效果。【延伸閱讀】- 【減量】添加紅海藻(Asparagopsis)添加劑可減少反芻動物甲烷排放量

農業是世界上最重要的產業之一，研究顯示，全球約27%的溫室氣體排放來自農業，並消耗了70%的世界淡水供應。許多農民所使用的生產技術會產生大量的碳足跡，這是因為許多傳統的耕作方式依賴化石燃料、化肥和殺蟲劑。然而，透過農業技術的精進可以使農業部門減少溫室氣體排放並提高生產效率，使農場能夠最大限度的減少化肥和殺蟲劑的使用以及對化石燃料的依賴，並提高用水效率，協助達到農業的淨零排放(Net Zero)。以下將介紹3種以淨零為目標的農業技術，包含：水耕栽培、生物炭及蜜蜂引導技術。 　　水耕栽培也被稱為垂直或室內農業，不像傳統農業需要大量土壤與土地，而是在倉庫等室內空間種植農產品，使作物生產既可以保持效率又不浪費空間。傳統農業中，噴灑於農作物的水大部分會蒸發或被土壤吸收，而水耕栽培則會回收未被農作物吸收的水分，可顯著減少流失的水量。此外，透過水耕栽培可將營養溶液直接注入於農作物的根部，比起傳統農業的農作物生長更為強壯；另一個優勢為室內的空間利用，它可以在任何地方建立，大幅度減少對土地和化石燃料的需求，並使食物來源更接近人們。 　　生物炭是透過熱解(pyrolysis)植物或動物來源的材料如作物廢料、廚餘、林業廢棄物、動物糞便等製成的一種炭，。它可以用來增加土壤的肥沃力、降低土壤密度、改善水分平衡與養分含量等，使農作物生長得更強壯，進而減少傳統農業對化肥的依賴，也可以成為在農場使用化石燃料的潛在替代品。 　　蜜蜂引導技術是利用蜜蜂向花卉或其他農作物傳送生物防治劑，農民將蜜蜂暴露於天然的藥劑，並透過蜜蜂將此藥劑轉移到植物中，可保護植物免受常見疾病與病蟲的侵害，透過此方法可以顯著減少化學藥劑的使用。 　　綜上所述，這些農業的新技術不僅可以提高工作效率、減少化學藥劑與土地面積使用、提高水的利用率，還能減少溫室氣體排放，為實踐淨零目標產生重要貢獻。【延伸閱讀】- 【減量】日本靜岡茶園利用生物炭降低CO2排放量與提升茶葉品質

隨著二氧化碳在地球大氣層中不斷累積，為防止地球快速升溫，世界上各地的研究團隊花費多年時間尋找有效去除空氣中溫室氣體的方法。海洋為世界上儲存二氧化碳總量最多的天然碳匯源，近期，直接從海水中去除二氧化碳的想法成為減少二氧化碳排放的另一個新方式，有潛力使環境整體達到淨負排放（Net negative emissions），然而此方法還未得到廣泛應用。 　　美國麻省理工學院的研究員表示已找到一種價格低廉且可以有效去除二氧化碳的機制，該團隊提出一種由無膜電化學電池組成的可逆過程，反應電極用於將質子釋放到供給電池的海水中，驅動溶解在水中的二氧化碳釋放。此過程是循環進行的，首先將水酸化，將溶解的無機碳酸氫鹽轉化為二氧化碳分子，在真空下以氣體形式收集。接著，水被輸送到第二組具有反向電壓的電池，藉以回收質子並將酸性水變回鹼性，最後再將其釋放回大海。一組電極耗盡質子後，另一組會在鹼化過程中再生，使這兩個電池可以周期性的互換作用。 　　從海洋中去除的二氧化碳，仍然需要像其他碳去除過程一樣進行處理。例如：埋在海底深處的地質構造中、轉化為乙醇或其他特用化學品等。另外，初步的經濟技術分析顯示，海洋二氧化碳去除系統在經濟層面上是可行的，該系統也可以利用船舶實施，在航行過程中處理水，以減輕航運對總排放量的貢獻，並可以在海上鑽井平台或水產養殖場等地點實施。  　　此研究目前仍在持續進行中，目標是找到新方法替代需要用到真空才能從水中分離二氧化碳的步驟，並確立好整體操作策略，以防止礦物質沉澱污染鹼化池中的電極，導致整體效率降低，該系統預計可以在兩年內準備好進行實際的示範工作。【延伸閱讀】- 【增匯】Patch與EcoEngineers合作確保二氧化碳去除技術的完整性

二氧化碳是導致全球暖化的主要溫室氣體之一，為減少溫度持續上升，因此需要找尋減少碳排放的創新方法。科學家透過與學術界和企業界合作，利用藻類在發電廠、廢水處理廠和水泥廠所排放的溫室氣體進入大氣之前將其捕獲，透過在煙器管道中吸收的碳生產藻類，然後再從微藻中提煉出生質燃料、動物飼料、營養食品等產品進行銷售。 　　在過去的十年裡，美國馬里蘭大學環境科學中心和海洋與環境技術研究所的研究人員一直與美國馬里蘭州的新創公司HY-TEK Bio合作，利用微藻來減少發電廠二氧化碳排放，以應對氣候變化和二氧化碳排放，同時生產有價值的副產品，如生物燃料和營養保健品等，並長期觀測紀錄此研究。該技術已實施於馬里蘭州的後河汙水處理廠，以藻類捕獲發電廠煙氣管道中所釋放的二氧化碳，在工業規模上不僅能減少溫室氣體排放，且能夠將收集之藻類作為動物飼料、生物燃料和保健品進行銷售，帶來額外的經濟效益。【延伸閱讀】- 【增匯】微生物，氣候變遷的潛在解方

英國政府於今（2023）年3月30日公布了《碳預算交付計劃（Carbon Budget Delivery Plan）》。這計劃列出了國務大臣為實現碳預算（Carbon Budget, CB）4、5與6的提案與政策細節。目前為止，已經制定了6項「碳預算（Carbon Budget, CB）」，涵蓋2008年至2037年。所謂的「碳預算」是指須編制溫室氣體排放的上限，但並未規定達成此目標的方法。 　　然而，該項計劃受到環保組織的批評，因為英國政府承認其量化的建議與政策將無法達到實現碳預算6所需的97%節約量，並且只能滿足2030年國際承諾的92%。 飼料部門措施 　　針對飼料部門提出的相關措施，旨在支持與加快動物養殖的精準飼養（Precision feeding）。精準飼養涉及對動物飼料的評估，以確保飼料的成分與數量能夠滿足但不超過動物的需求。這可以透過提高飼料利用率、穩定動物胃中的發酵、改善動物健康以及減少糞便中的營養物來減少溫室氣體的排放量與排放強度。 　　報告表示，由於以市場為導向的精準飼養模式已經出現，業界對採用精準飼養的意願也將會增加。農業工業聯合會（Agricultural Industries Confederation, AIC）保留了一份經認可的飼料營養師名冊，以便對最佳餵食方法提供技術諮詢意見。此外，精密混合機械也可用於配製飼料。政府將在農業創新計劃下提供資金，支持精準飼養相關技術的發展。 抑制甲烷的飼料產品 　　使用抑制甲烷排放的飼料產品將幫助英國農民減少牲畜的甲烷排放。像是含有3-硝基氧丙醇（3-Nitrooxypropanol, 3-NOP）、硝酸鹽添加劑可以減少反芻動物甲烷的產生量。然而，到目前為止，抑制甲烷排放的飼料添加劑在英國尚未獲得批准。 　　英國政府表示，將繼續與食品標準局（Food Standard Agency, FSA）、蘇格蘭食品標準局（Food Standards Scotland, FSS）以及業界合作，探索適合的政策選項，以鼓勵、推動採用安全與有效的抑制甲烷的飼料產品。【延伸閱讀】- 【減量】減少乳牛排放碳和甲烷的8個方法

最近發表的論文發現，加拿大具有巨大發展太陽能光電農業（Agrivoltaic）的潛力，因為它是全球第五大農業出口國—根據加拿大生產的食品出口目標，在2025年要達到750億美元。在這裡種植的許多農作物都已被證明可以使用太陽能光電農業技術增加產量，包括玉米、生菜、馬鈴薯、番茄、小麥與牧草。 　　來自全球各地的研究顯示，當農作物被太陽能板部分遮蔽時，農作物產量會增加。產量的增加是可能的，因為在太陽能板下方形成的微氣候（Microclimate）可以節約用水並保護作物免於過多的陽光、風、冰雹與土壤侵蝕。這使每英畝的糧食產量增加，並有助於降低糧食價格。 　　隨著建置太陽能的成本直線下降，全球各國都在安裝太陽能光電農業系統，並透過生產更多可盈利的可再生能源來抵消化石燃料的燃燒。 太陽能光電農業現在是全球趨勢 　　在社會大眾的支持下，歐洲、亞洲與美國的農業部門一直在積極擴大他們的太陽能光電農業農場。 在歐洲，太陽能板覆蓋在不同類型的作物上，像是果樹。與此同時，在亞洲，中國沙漠地區的光電產業越來越普遍，中國透過太陽能光電農業扭轉荒漠化，換句話說是利用太陽能板來綠化以前的沙漠。 　　在美國，有研究顯示，光電產業（Photovoltaic, PV）、農民與大眾都對此類項目的實施抱有期待。對密西根州到德州的美國農村地區進行的調查顯示，如果將農業整合起來，有81.8%的受訪者更有可能支援其社區發展太陽能。居住在農村的居民普遍喜歡維持農業工作，增加銷售能源的收入來源。他們認為它可以作為抵禦通貨膨脹與不良生長季節的緩衝方式。 是時候擴大加拿大的太陽能光電農業 　　在加拿大，太陽能光電農業主要應用於傳統的太陽能農場，這些農場會牧羊。牧羊人在太陽能農場割草獲得報酬，而綿羊則利用太陽能板下的草地遮蔭與吃草。以綿羊為基礎的太陽能光電農業遍布加拿大。 　　太陽能光電農業的生命週期評估（Life Cycle Analysis, LCA）分析了其從概念到使用的影響，發現這些太陽能農場與與單獨生產糧食的農場相比，這些覆蓋太陽能農場排放的溫室氣體減少69.3%，對化石能源的需求減少了82.9%。這很好，但為了維持與其他主要農業生產國的競爭力，加拿大需要在太陽能板下開始大規模農業生產，包括花椰菜、芹菜、辣椒、萵苣、菠菜與番茄等蔬菜，以及馬鈴薯、玉米與小麥等大宗穀物。 　　在加拿大認真採用太陽能光電農業後則可以減少對化石燃料的使用。透過該系統，加拿大不到1%的土地足以滿足該國25%以上的電力需求。同時可以協助國家履行減少溫室氣體排放的承諾，在2030年將電力來自低碳能源的占比提高到90%。 太陽能光電農業超過電力需求 　　在加拿大，太陽能光電農業生產電力的潛力遠高於目前的電力需求。因此，有機會向美國出口綠電，幫助他們減少對化石燃料的需求。其生產的電力還可以為電動車充電亦、取代天然氣爐成為暖氣供應來源也可以作為開採加密貨幣設備所需的電力。 　　儘管發展太陽能光電農業有許多好處，但是在加拿大實際推廣時也存在一些障礙，像是部分法規阻礙了農場的發展。例如，安大略省的法律為了保護農場，法律並不允許在綠化帶安裝太陽能，在亞伯達省也出現類似的問題。阻礙太陽能光電農業發展的另一項因素是成本，由於太陽能光電農業每英畝的興建成本較一般農場高出許多，儘管有額外收入，但農民難以自己興建大規模的太陽能光電農業系統。這表示需要新的融資方式、合作夥伴與商業模式，協助加拿大發展太陽能光電農業。【延伸閱讀】- 研究指出農電共生的經營模式可最大化太陽能光電轉換效率

全球每年生產超過 40 億噸混凝土(水泥)，製造普通水泥需要高溫和燃料的燃燒，而生產過程中使用的石灰石也會分解產生二氧化碳，因此水泥生產被認為是高碳排產業，約佔全球人類活動碳排放總量的 8% 左右。科學家曾嘗試在水泥中添加生物炭，以使其更加環保並減少碳足跡，但即使只添加 3% 的生物炭也會顯著降低混凝土的強度。 　　為了解決這個問題，美國華盛頓州立大學的研究團隊開發出一種碳排放量低、環保的水泥配方，幾乎與傳統水泥一樣堅固。研究人員用水泥生產過程中產生的副產物-高鹼性混凝土沖洗水（concrete washout wastewater）預處理多孔生物炭，並將生物炭注入標準水泥中。含有大量鈣的高鹼性混凝土沖洗廢水與多孔生物炭之間的作用使碳酸鈣沉澱在生物炭中，可強化它並從空氣中捕獲二氧化碳。經處理過後的生物炭能夠在水泥混合物中添加至高達30%，且能夠達到與普通水泥相當的抗壓強度，約為每平方英寸4,000磅，並從大氣中吸收其重量23%的二氧化碳。由這種材料製成的水泥預期將在其整個生命週期內繼續隔離二氧化碳，通常在路面上為30年，在橋樑上則約為75年。目前研究人員已提交了臨時專利申請為商業化做準備，另外團隊亦積極尋求建築業的產業合作夥伴，以擴大場域的示範生產規模。【延伸閱讀】- 淨零碳排!日本栃木縣研究稻穀生物炭技術

目前國際間最大的困擾，就是氣候的異常變遷；最近「自然」雜誌就報導聯合國設定的「永續發展目標」，其中包括於二○五○年全球人民都可享用清淨及衛生的水資源，如今似乎已難達成；甚至於二○三○年時，全球仍會有廿億人缺乏安全可飲用的水。在撒哈拉以南的非洲地區，有七十％的人口無法得到飲用水，而且這種情況比廿年前更糟；在索馬利亞去年就有四萬三千人因乾旱而渴死。反觀台灣今年初各個重要水庫的儲水量，均已明顯地下降，迫使台南、台中等地開始實施定時供水，政府甚至已明令南部農田休耕。 　　二○一八年「政府間氣候變化專門委員會」關於升溫一點五℃的報告指出，達到這一關鍵值的影響，可能包括中緯度地區的極端炎熱天氣比工業化前時期高三℃；到二一○○年，海平面將上升○點七五公尺；八％的植物和四％的脊椎動物會喪失一半以上的生存棲息地；每年全球漁業捕撈量會減少一五○萬噸。歸咎這些自然災害原因，主要還是因為人類的活動及行為所造成。既然如此，全球各國當然就有責任與義務，盡全力設法解決以往自己所造成的惡果。 　　全球有五十六％人口居住在城市，而且人口集聚城市的趨勢日益增加，於二○五○年時將達七十％。為減低都市衍生的熱島效應、減少糧食的碳足跡、增加工作機會、優化生活品質等所涉因素，合理地實施城市農業定可達到舒緩氣候變遷令人擔憂的後果。因為城市農業除可吸收二氧化碳外，尚可減少空氣汙染、噪音、及表現降溫效果，輻射熱也不會長久存留在綠美化的建築體及林蔭路上；實施城市農業尚可促進城市生物多樣性、有機廢棄物資源再生利用、確保城市糧食安全、維持農產品的新鮮度、及增加種植者的收入。 　　教育民眾及推廣城市農業的最佳對象，即政府機構及學校。就台北市而論，最可行的單位應該是台灣大學，因為台大校園寬廣、院系所齊全、實施推廣環境綠美化或城市農業所需的專業且富經驗的人才也多，如種子、蔬果、花卉、樹木、土壤、肥料、病蟲害防治、有機堆肥與育苗及栽培介質的製備、及庭園設計等學者，多集中在農學院，只要校方同意改造校園成為紓解氣候變遷的環境，農學院就應可負責技術指導，各院系所即可於短期內齊力共赴；共同讓台大因強化綠美化各院系的公共空間、生產有機農業產品、延長建築物的使用年限、改善學生的學習環境，達到節能減碳效果、提升社會服務價值、以及增進學校整體之正面評價，如此台大在國際間的聲譽，一定會更為世人肯定。 　　政府於二月十五日業已修正通過「氣候變遷因應法」；尤其聯合國設立的「聯合國可持續發展解決方案網路」，最近也推出「校園淨零倡議」。此刻政府相關單位應主動積極結合大學的研發實力，全力於二○三○年前達成減碳卅％的目標；配合實施、示範、推廣、教育舒緩氣候變遷的大學，因此便展現出「大學的社會責任」，如此大學及國家的聲譽也必可顯揚在國際舞台上！【延伸閱讀】- 都市農業在星國推廣之現況與成效

全球最大的挑戰之一是找出如何在不破壞自然環境的情況下生產足夠的糧食來養活不斷成長的全球人口的方法。由於糧食生產系統溫室氣體排放量佔全球溫室氣體排放量的四分之一以上，因此糧食是緩解氣候變遷的核心項目。 　　氣候智慧型農業一詞在2010年聯合國糧食及農業組織（Food and Agriculture Organization, FAO）的一份報告首次提出。最近，美國拜登政府撥付超過30億美元的資金用於投資氣候智慧型農業計劃。然而，仍有學者擔心，對於該名詞的實際含義尚未有一致的共識。 什麼是氣候智慧型農業？ 　　氣候智慧型農業是一系列旨在應對氣候變遷的農業實踐方法。該方法協助農場減少溫室氣體的排放並適應氣候變遷，同時在短期內仍能維持農業生產力。正如FAO所述，氣候智慧型農業包括： 管理農場、作物、牲畜與水產養殖，在收入與糧食安全取得平衡，同時優先考慮調適與減緩。 管理生態系統與景觀，以保護支持糧食安全與農業發展以及調適與減緩的生態系統服務。 為農民與土地管理者提供的服務，讓他們可以更好地管理氣候帶來的風險、影響以及緩解行動。 更廣泛的糧食系統的變化，包括價值鏈干預與需求方措施，有助於提高氣候智慧型方法的效益。 　　值得注意的是，氣候智慧型農業並不是一套通用的農業方法。相反地，全球氣候智慧型農業的提倡者建議應在特定社區採取適合當地的方法，以利農業生產的轉型。像是生活在易發生乾旱地區的農民可以透過種植覆蓋作物來提高保水性與土壤肥力，藉此實踐氣候智慧型農業。儘管氣候智慧型農業建立在現有的農業技術與永續農業的原則上，但它仍然是一種相當獨特的方法。它的特色在於明確關注應對氣候變遷的影響，並圍繞在生產力、減緩與調適之上。 氣候智慧型農業的重要性？ 　　農業與氣候息息相關。健康的氣候有利於農業生產，而氣候變遷的負面影響包括溫度升高、海平面上升與天氣模式變化，以及極端天氣事件的頻率增加。 　　這些氣候影響給農業經營帶來了重大風險，因此韌性是維持農業部門工作者生計的關鍵。在全球各地，對於居住在農村地區的人們來說，農業是他們主要的收入來源。雖然農業是溫室氣體排放的主要貢獻者之一，但這些人對環境的影響很小。然而，這些小農卻更容易受到氣候變遷的影響，並且可能沒有彌補損失的設備或解決方法。 　　氣候變遷也對糧食安全產生負面影響。除了一般農業生產力受到影響外，極端天氣事件還會破壞糧食的品質、供給與獲取方式。極端天氣事件的嚴重程度與發生頻率會影響糧食的運銷，這也可能導致食品價格飆升，溫度升高也會使食物容易變質。 氣候智慧型農業的三大支柱 　　成功的氣候智慧型農業旨在實現三個主要成果，分別是提高生產力、強化韌性與減少排放。首先，生產者的目標不僅只是生產更多的食物，而且是生產更好的食物，以提高營養、糧食安全與農場收入，這對於全球75%的貧困居民來說相當重要。再者，氣候智慧型農業也需要提高農場的韌性，強化對於氣候變遷的調適與緩解力。第三個支柱則是減少排放，像是透過糞便管理的方式減少畜牧業的甲烷排放。 氣候智慧型農業的做法與案例 　　氣候智慧型農業並不建議單一的農業做法或技術。它協助農民與社區根據氣候風險與影響進行評估，選擇適合當地的最佳做法。這些做法包括作物管理、土壤管理、病蟲害管理等。 　　世界銀行一直有在關注氣候智慧型農業，自2016年以來在全球各地建立並支持氣候智慧型農業計劃。在孟加拉，有一個正在進行的計畫旨在提高畜牧業者的生產力與適應力，同時減少排放。該計劃有多種做法，包括農場動物營養與育種。中國最近開發幾個計劃支持農業減少排放與提高韌性。其中一個計劃在4萬公頃的農田提高用水效率，並實施土壤改善技術，這些措施有助於提高水稻與玉米的產量，進而增加農民的收入，同時提高氣候韌性。在烏拉圭，世界銀行建立農業資訊與決策支持系統，以推動氣候智慧型農業並支持農業永續生產。自2014年以來，超過5,000名的農民在近300萬公頃的農田上採用氣候智慧型農業的方法，提高了能源運用效率與土壤管理能力。 【延伸閱讀】- 氣候智慧型農業將有助於農民對抗全球氣候變遷之衝擊