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主題專區
要進行溫室氣體減量,首先需瞭解排放情形,包含排放源、排放係數,透過精準掌握農產業碳排資訊,針對熱點投入資源進行滅量工作,建立低碳的耕作與養殖模式,推動農機電動化與設施設設能效提升,建構低碳農業。
淨零-循環
透過新穎技術將溫室氣體甲烷轉化為可利用的作物營養產品
2022/07/13
印度生物技術公司String Bio透過新穎的技術將溫室氣體甲烷轉化為可利用的作物營養產品。而該公司所開發的兩種作物營養產品正運用在傳統及有機農業系統上。而試驗結果顯示,這兩種甲烷衍生的作物營養產品能使作物的產量提高40%。這些生物激素被稱為 Impakt 和 CleanRise。Impakt 是氨基酸的混合物,既有單體形式的,也有短鏈形式的,稱為肽。根據 String Bio 的說法,這些肽會觸發植物的免疫反應,稱為植物系統性抗性(SAR),使它們能夠抵禦真菌、病毒、細菌和線蟲等病原體。 馬鈴薯和番茄產量增加40%        在 String Bio 的試驗中,Impakt將馬鈴薯和番茄的產量提高了40%。然而,當Impakt 應用於花卉作物時,菊花的開花量增加了 30%且萬壽菊的花冠增加了 50%。CleanRise 是一種微生物生物刺激素,每毫升含有多達 10 億個微生物。當CleanRise應用於作物時,將刺激植物內的重要生理過程並增加關鍵生長激素的產生。 String Bio 聲稱,與傳統的作物生產產品不同,生物刺激素還會影響植物內的關鍵基因,將關鍵基因們“開啟”或“關閉”,可讓植物發揮更多的產量潛力。 減少氮肥施用需求        根據String Bio聲稱,這些生物刺激素提高了作物獲取土壤中養分的能力,如 “養分利用效率”(NUE)的部分,進而減少作物對外部氮肥的需求。該公司表示,CleanRise將菠菜和香菜等綠葉蔬菜的產量提高了 30%、玉米提高了 18%及大豆提高了 30%,而CleanRise 在大米和甘蔗中的相關試驗正在進行中。 String Bio 計劃把印度作為最初推出甲烷衍生的生物刺激素產品的重心,而後在拓展至東南亞和拉丁美洲。【延伸閱讀】- 如何使溫室氣體變為糧食問題的解決方案
【循環】利用細菌升級再利用二氧化碳廢棄物
2022/05/23
丙酮 ( acetone ) 和異丙醇 ( isopropanol ) 是常見的工業用化學原料之一,每年市值可達百億美元。丙酮常用於指甲油去光水,或作為有機溶劑用於油漆、塑膠、纖維等行業,而異丙醇則常用於消毒劑或防腐劑,被世界衛生組織建議作為有效殺新冠病毒(SARS-CoV-2)病毒配方之一。然而此兩種化學物質皆為石化產品,在生產過程中會不斷地造成二氧化碳的累積,加速氣候危機的發生。        來自美國西北大學 ( Northwestern University ) 及LanzaTech公司的研究團隊發現一種特殊細菌Clostridium autoethanogenum,透過基因編輯與篩選優化,已成功利用細菌將二氧化碳轉化成丙酮及異丙醇,此實驗結果不但可減少大氣中二氧化碳的累積,還能減少石化資源的消耗,且團隊相信其具有商業化量產潛力,預估未來若可廣泛使用,將能減少二氧化碳排放量達160%。此項技術的成功勢必也會激勵其他資源投入相關研發,並在更多產業中應用,共同打造循環生物經濟。【延伸閱讀】- 法國生物性廢棄物在隔熱材料領域中找到第二生命
利用加工水產品廢棄物以製造尼龍
2022/04/22
己二酸除了被運用在製造尼龍上,還被運用於聚氨酯類產品(如建築絕緣材料和家具緩衝材料),以及化妝品、潤滑劑、藥品、食品添加劑和調味劑。英國的魚類加工業每年製造出多達 49萬噸的廢物—包括在清理加工廠期間收集的魚殘渣、油和廢水。目前,廢物必須經過高額花費且能源密集型的處理和分離,或者被用於動物飼料或肥料等低價值產品,然而此項新穎技術可能使加工水產品廢物有了不同的替代用途。   運用傳統工法製造己二酸過程將產生大量一氧化碳,而該氣體對氣候及環境之影響比二氧化碳所帶來的影響更大。為了緩解石化原料對環境與氣候之影響,Impact Solutions的塑料專家、愛丁堡大學生物技術研究人員、海鮮製造商 Farne Salmon 和工業生物技術創新中心 (IBioIC)發現可使用生物酶提取加工魚類廢棄物中的脂質成分,再透過基因轉殖細菌將脂肪成分轉化為含有己二酸和有用副產品的混合物,而該技術將有利未來合成纖維的製造能更加環保及循環。並顯示尋找具永續生物原料以替代石化原料所製成之產品已向前邁出重要的一步。   工業生物技術創新中心業務總監 Liz Fletcher 表示,探索具永續性的生物原料以替代石化原料之技術是蘇格蘭努力實現淨零排放的重要一步,同時開拓了許多從工業廢棄物中提取有價值的成分作為後續使用之機會。IBioIC透過各種創新專案以及與蘇格蘭零廢棄物組織(Zero Waste Scotland)的合作,以支持循環經濟的承諾拓展許多可能性。【延伸閱讀】新加坡科學家利用水產養殖廢棄物進行人體組織修復
陳吉仲專訪》農產品標示碳足跡 雞豬米與魚類先行
2022/04/15
有愈來愈多人選購商品,會先檢視該產品是否有碳足跡標籤。目前市面上已經有有少數食品如醬油、餅乾等會標示碳足跡,消費者也傾向選購碳足跡低的商品。農委會主委陳吉仲表示,將規劃對主要農產品標示碳足跡,如目前國人食用較多的雞肉、豬肉還有稻米以及魚類等水產品。   所謂的碳足跡標籤(Carbon Footprint Label),是一種用以顯示公司、生產製程、產品(含服務)及個人碳排放量之標示方式,指一個產品從原料取得,工廠製造、配送銷售、消費者使用到最後廢棄回收等生命週期,各階段所產生的溫室氣體,經換算成二氧化碳當量的總和。 農產品碳足跡有公式可算 要淨零排放 勢必要揭露   國內目前對農產品的標示中並未包含碳足跡,但要達到淨零排放目標,未來碳足跡標示勢必成為必要揭露內容。陳吉仲說,國際針對農產品的碳足跡都有標準公式,例如每公斤雞肉可產生多少碳排量,運輸過程中累加的碳排量,也都已有既定標準公式。   為達淨零排放目標,陳吉仲說,未來國內農產品標示碳足跡,可讓民眾了解國內產品與進口產品碳足跡差異,初步建議可選定民眾較常食用的農產品,如雞肉、豬肉,還有稻米及魚類等水產品,未來將透過跨部會討論後實施。   由於目前我國雜糧作物如大豆、玉米等都高度倚賴進口,確保國內雜糧作物的栽種面積,可有效減少相關產品碳足跡,還能確保我國糧食安全。   陳吉仲表示,國內大豆種植面積希望可達到一萬公頃,未來可供應至少一成的國內食用大豆所需,另外會加大推動飼料玉米種植,如硬質玉米第二期將達到三萬公頃種植面積,後年高粱的種植面積也將達到三千公頃,未來金門酒廠釀製高粱酒的原料,就會是低碳足跡的國產履歷高粱。
陳吉仲專訪》善用農業再生能源 2040年台灣農村供電拚自足 還可賣電
2022/04/15
農委會推行淨零排放策略的途徑之一是發展綠能,農委會主委陳吉仲表示,綠能的來源之一包含循環農業可產生的再生能源,將畜牧場的動物排泄物或是農業廢棄物轉化為沼氣,並透過沼氣發電,不僅可減少過往嫌惡設施之虞,未來台灣所有農村用電不僅可自足,還可能有餘裕賣電,增加農民收入。 畜牧場沼氣發電 解決惡臭還供電    總統蔡英文上任後致力發展綠電,陳吉仲表示,農業部門原定在二○二五年發電量達到九GW(百萬瓩),現在看來可再增加三GW,變成十二GW,也一定會達成目標,並且鎖定二○四○年要達到農村發電自給自足。   根據農業部門具體訂定的二○四○年淨零目標,包括要達成減少溫室氣體排放五十%、推動國公私有地造林面積、提昇國產材自給率、建立農林漁畜低碳永續循環場域、農業綠能發電滿足農業用電比例達百分百等多項執行目標,全面加速推動我國農業淨零排放措施。   陳吉仲說,今年就會在彰化、嘉義等地擇定十個場域建立循環農業示範區,他舉例,比利時一座有三萬人居住人口的農村鄉鎮,該鄉鎮所有用電都來自沼氣發電廠,主要透過廚餘、畜牧排泄物、過剩農業廢棄資材等來做沼氣發電,且電廠高度自動化運作,僅需三名人員操作。 今年在彰嘉10處 設循環農業示範區    除現行推動畜禽舍屋頂搭建太陽能光板外,陳吉仲說,未來台灣的好幾千個農村也可利用在地的資源來發電,不僅可以完全供應該農村用電,若有多餘的電,還可以再賣電給電力公司,增加農民收入。   我國訂定的能源目標之一是希望分散電網,陳吉仲表示,農村透過剩餘資源來建立屬於再生能源的沼氣發電設施,不僅能減少碳排量,更符合公民電廠的概念,並且讓電網分散,對國家用電整體安全有助益。   畜牧場由於會有排泄物等問題,往往是很多民眾眼中的嫌惡設施,隨著農委會補助畜牧場改成水濂式畜舍場後,不僅減少許多畜牧場的氣味,陳吉仲說,隨著沼氣發電廠可供應農村用電所需,也有機會解決畜牧場設立後的鄰避效應。
農委會主委陳吉仲:台灣農業碳權 年估75億產值
2022/04/15
農委會去年九月成立淨零排放專案辦公室,盤點國內目前農業可提供的碳權交易超過五百萬公噸,以國際二氧化碳排放交易最保守行情一噸五十美元計,每年可達兩億五千萬美元(約七十五億台幣),國內農業產值已有五千多億元規模,未來在碳權交易助攻下,可增加農民收益。   台灣去年同時面臨五十六年來乾旱與水災,氣候變遷衝擊農業部門最鉅,農損金額從二○○九年的二九一億元,到二○一六年的三八三億元,增加逾三成,且十八年後,台灣的整體溫度將上升一.五度,全面衝擊台灣農業。 協助農民取得碳權 賺得收益   農委會主委陳吉仲接受本報專訪表示,農業部門六年前啟動選育抗逆境品種等相關調適策略,但追根究柢還是得從「淨零」著手,尤其國際能源組織(IEA)已明定廿八年後不再使用石化能源,並減少二氧化碳排放量,歐盟明年就逐步實施「碳邊境調整機制」,進口至歐盟的產品都得購買碳權。   台灣要達到淨零排放目標關鍵,陳吉仲認為在於農業提供的碳匯搭配環保署的碳權抵換專案,農委會會協助農民向環保署申請碳權抵換外,今年以方案型或計畫型協助農民取得碳權,讓農民在農作物收穫外,還可取得收益。由於循環農業等減碳設施需要費用,農民有貸款需求,農委會將推出優惠措施責成綠色金融。 今年將建10個淨零示範場域   「過去是農業支持工業,現在是農業、工業要相互合作,才能走到世界市場。」農漁畜牧業栽種或養殖過程中,同樣也會產生二氧化碳,農委會推動循環農業,將力拚農業碳排量降至零。陳吉仲表示,今年會建立十個示範場域,未來目標建立千個示範場域,透過該場域建立農村發電自給示範點。他強調,台灣超過千座農村社區若都能自行供電,更符合電網分散的國安策略,未來用電有餘還能賣電,也可以增加農民收入。
【循環】咖啡渣種菜產量高 田間研究發現還能驅蟲抑菌
2022/03/25
台大園藝系攜手咖啡業者產學研究,發現咖啡渣有機堆肥能使葉菜產量翻倍,咖啡渣浸出液可防止金柑橘受潛夜蛾蟲危害;也可以用未經處理的咖啡渣施肥,但用量最好在2%以下。   台灣的咖啡消費量持續成長,喝完的咖啡渣怎麼用,走進台大實驗農場的精密溫室,一排排的空心菜、皺葉或捲葉萵苣、福山萵苣(俗稱大陸妹)等常見葉菜,分為對照組使用一般的基肥,以及各實驗組額外添加不同比例的咖啡渣有機堆肥,答案一目了然。   台大園藝暨景觀學系副教授林淑怡指出,在空心菜苗生長初期使用10%的咖啡渣有機堆肥,可使空心菜鮮重增加105%,如果以2%的咖啡渣混入小白菜,葉片長度增加13%、重量增加22%。   在精密溫室外的堆肥槽,正在測試不同比例的咖啡渣和豆粕基肥,林淑怡說,咖啡渣有機堆肥發酵熟成需時3個月,經過田間試驗,已有30到40種常見葉菜適合咖啡渣有機堆肥;如果直接使用未處理的咖啡渣,則用量不宜超過2%,以免發酵高溫及次級產物、酸鹼值變化有害作物生長。   很多人印像中的有機蔬果就是有蟲咬、賣相差,但林淑怡表示,將咖啡渣依一定比例泡水及攪伴3天所得到的浸出液,灑在易遭蟲害的金柑橘葉片上,能減少53%的潛葉蛾啃食,稀釋50倍的浸出液也能抑制炭疽菌,發揮驅蟲抑菌、穩定生長的效益。   台大生農學院院長盧虎生、園藝暨景觀學系教授陳右人及林淑怡等人,今天與Nespresso台灣事業部總監盧翰霖今天共同發表「咖啡渣全物利用研究」產學計畫成果,此計畫初期招募40名有機農友合作,名額很快爆滿,至今邁入第3年,已有10間有機農場使用回收咖啡渣種植,目標增為15間。   這項研究計畫的實驗農場之一、淼同生技總經理高志誠指出,咖啡渣容易取得,做成有機堆肥的難度不高,又具有良好的營養比例及微生物菌種,能使蔬菜茁壯鮮美又高產量,將繼續推廣讓更多人投入,實踐環境永續。【延伸閱讀】咖啡渣有望成為生產纖維素奈米纖維的木材替代品   農業淨零排放正蔚為風潮,盧翰霖說,透過碳足跡、盤查、碳體檢,Nespresso要讓今年自家品牌的每杯咖啡達到碳中和的目標,咖啡渣全物利用是其中一環,填充咖啡的全鋁質膠囊也可以100%回收再利用,在台灣有2400個回收點,讓再生鋁製品呼應永續行動。
【循環】利用榛果殼製造再生能源的發展潛力
2022/03/01
中國黑龍江省農業機械科學院的研究人員在8 月 24 日出版的《可再生和永續能源雜誌》上,分享該研究團隊如何使用熱轉化之方式,將榛果殼加熱至400 至 1000 ℃後,並從榛果殼中提取木醋液和焦油,以作為潛在的可再生能源。   木醋液是一種利用農業廢棄資材-榛果殼中提取出之液體物質,可作為驅蟲劑、肥料、植物生長促進劑或抑制劑,亦能作為木材防腐劑除臭劑和牲畜飼料添加劑。   該研究團隊發現,從榛果殼中萃取出的木醋液和焦油含有大量的酚類物質,為後續抗氧化研究奠定基礎。該研究團隊將20 克榛果殼裝載到管式爐熱解反應器的石英管等候區,當管式爐熱解反應加熱至目標溫度後,將榛果殼送至反應區並無氧的情況下加熱20分鐘。這個過程被稱為熱解。   生物炭是經該熱裂解過程之後的產物。其主要的成份是碳分子,另一方面,研究人員將副產物木醋液與焦油藉由密度的不同,以離心機將兩者分離。水性部分是木醋液,而固狀物質則是加工後的焦油。之後,研究人員將木醋液和焦油分別儲冷藏,並進行下一階段的分析。研究發現熱解溫度對萃取出的木醋液和焦油的產量和物理性質有顯著影響,而這些資訊將有助未來更進一步的了解廢棄榛果殼生物燃料及其抗氧化活性方面的應用。【延伸閱讀】麥桿廢棄物未來將可作為新的生物性化學物(品)原料來源之一
【循環】日本阿嬤的智慧發想!「從茶田到茶殼」的再生循環與高附加價值應用
2021/11/29
近年來,綠茶在健康觀念訴求下,深受消費者的愛戴。根據日本報導指出「國內綠茶飲品市場的銷售額從2009年38千億日圓,至2019年44.5千億日圓,約十年間成長約17%」。然而,隨著國內市場對於綠茶飲品需求的增加,可預見的兩大危機與挑戰也隨之而來。其一,日本國內茶葉生產農家逐漸減少,未來恐面臨高品質原物料的穩定調度問題。其二,隨著茶的罐裝飲料的生產製造工程產量增加,茶殼廢棄物妥善處置問題。因此,日本政府為了穩定茶葉市場供給機制,積極扶持國內茶葉產地育成計畫。而另一方面,稱霸日本綠茶市場-伊藤園則利用獨有茶殼再利用循環技術,開發各種茶相關產品,以提升高附加價值。 地方政府X伊藤園-茶葉產地育成計畫   根據日本農林水產省統計調查,全國茶葉農家從2005年5萬3千戶,至2015年急遽減少了約2萬戶左右,至今仍在持續減少當中。為了確保原料穩定供給,於2020年推動國內茶葉「區域型產茶育成計畫」。該計畫主要建構在食品安全、環境保全與農業永續性的基礎上,積極促進在地生產者雇用與茶葉產業發展為目標,並以當地企業為主體,藉由地方政府協助大規模茶園休耕地復甦,預計2021年度為止確保2000ha茶園穩定生產。   以稱霸日本綠茶市場-伊藤園為例,伊藤園提供當地生產者技術指導與祕訣Know How,最後再收購當地生產茶葉製茶。這項模式自1976年啟動至今已擴大日本全國六個縣八個產茶區域。 循環up!茶的高附加價值   消費者對茶飲的需求不斷增加情況下,大量使用完的茶殼又該何去何從?在過去大多應用於農業生產的堆肥與飼料之中。而日本中央研究所新素材研發佐藤課長卻提出另一項觀點,他認為「從農者在未來將持續遽減,同等堆肥與飼料需求性相對也會隨之減少,因此,需要再尋求其他循環運用方式的必要性」。然而就在此時,他回想起當年祖母秉著不浪費的精神,利用茶殼放置在塌塌米上,吸附灰塵的原理,發想出茶殼塌塌米創意點子,進而研發生產,取得環保標章認證。由於使用後茶殼,因含有水分為避免腐蝕,另研發出讓茶葉含有水分也不會變質的改良技術。   為不斷地發揮茶葉附加價值,伊藤園研發團隊利用茶殼生產出紙箱、信封袋、可控制溫度上升的人工草皮等多項循環再利用的產品。   目前,估計每年有6萬3200頓的茶殼產生,其中已有上千噸的作為開發新產品所運用,其中又以紙箱製成與應用為最大宗。   另外,為因應新冠性病毒所的嚴重疫情,研發出茶葉抗菌貼膜。這項產品已通過大腸桿菌耐甲氧西林金黃色葡萄球菌 (MRSA)、沙門氏菌、白癬菌等抗菌力測試,以及通過流感等抗病毒實驗,確定其成效。此外,尚有放置口罩收納袋與口罩支架等相關防疫周邊產品。   預計未來將以每年增加100t的茶殼使用量,持續致力於茶殼循環再利用,創造出比堆肥與飼料更具有價值的產品,藉由「從茶田到茶殼」價值鏈鏈結,為社會環境問題做出貢獻。【延伸閱讀】連喵星人也愛!茶渣加菌醱酵變墊料 可抑菌除臭
【循環】用科技處理廢棄物-可寧衛從清運到掩埋「全透明」
2021/11/26
在台灣,廢棄物掩埋事業總讓人有種神秘感,而它,也可說是相當具爭議與話題的產業之一,最令人詬病無非危害環境、造成二次汙染,此外,封閉式的末端處理,更是留給人無限想像空間。   「可寧衛」一間立足台灣超過二十年的事業廢棄物處理公司,第二代七年級生楊永發接任總經理後,導入IT打破傳統的營運模式,讓廢棄物從離開工廠的那刻起,從清運到掩埋全程追蹤,公開透明。   「我們在清運廢棄物的貨車裝上四個攝影機,如果車子停下來過久,系統就會顯示異常。不過通常都是因為司機在買檳榔啦!」楊永發語畢,自己也忍不住哈哈大笑起來。 業界首創「脫光式」揭露廢棄物處理流程雲端資訊一把抓   以詼諧方式舉例,道出可寧衛處理廢棄物走在時代尖端。台灣知名科技大廠,台積電、友達等都是可寧衛重要客戶,無非看上可寧衛一條龍、嚴謹的作業模式,且全程空開透明。   要其他廢棄物處理業者,把猶如自家客廳的掩埋場大剌剌公開,幾乎是不可能的事,但可寧衛反其道,大膽地在所屬掩埋場都裝上攝影機,並使用AI技術讓客戶,隨時查閱廢棄物處理的狀況。   「沒有人有空一直盯著螢幕看,所以AI(去偵測)就很重要,有任何異常,像是廢棄物的量一直沒有變化,系統就會發出異常通知,這個時候就能即時處理。」透過楊永發信心十足的解說下,展現出可寧衛「脫光式」的做法,在業界相當前衛。 減碳目標第一步:盤查 可寧衛導入AI、攜手微軟提解方   從老牌廢棄事業起家,楊永發接手家族事業後,覺得公司採用高規格的國際處理標準還不夠,於是成立中衛環保科技,使用IT成為工具,發展新的企業經營模式,同時要對準永續目標。   而近年來,「減碳」成為國內外政府企業重大挑戰,練兵多年的可寧衛打下的數位基礎,正好能提供企業展開減碳行動前最需要的「碳數據」。   支持著可寧衛轉型的中衛環保科技,主推兩大服務:廢棄物管理即服務(WaaS)與企業永續管理解決方案(ESMS)。廢棄物管理即服務如同Netflix般推出「訂閱制」,從免費、不同等級方案,到客製化訂閱內容一應俱全;而企業永續管理解決方案也與微軟合作,使用雲、AI技術,讓中小型企業能用可負擔的價錢撰寫永續報告書。   微軟,是最早推動永續計畫的科技巨擘,而可寧衛是微軟唯一在亞洲的Green500夥伴,楊永發表示,中衛科技所有的數據資料建置於微軟的「雲」之上,客戶只要輸入帳號密碼,就可以即時觀看想要的資訊,企業永續長可免去耗費大量時間蒐集各部門的數據,省下時間去規劃永續策略;除此之外,微軟的公信力也能讓客戶放心,確保所有資料安全度與機密性。   中衛科技也善用微軟的AI工具,發展出屬於自己的OCR,單據如水單只要一掃描,即可將圖像轉化為文字,再透過其系統整合、分析,應用成可參考的數據,並寫成一份永續報告書。   過去一份永續報告書動輒百萬,而ESMS服務能讓中小型企業省去大筆開銷,即能迅速又精準的掌握永續相關數據,進而寫出永續報告書;即時的報告分析,更是可協助企業更快應對永續議題,展開行動。 以科技將豬屎尿轉換成電力 企業發跡地展開創意永續行動   在永續議題上,除了從舊有的事業經驗中找創新作法,可寧衛還盤點公司資產並考量國際發展趨勢與國內問題,計畫在內門區自有土地上建置「新農業循環園區」,一來能以地方創生的方式,替該地嚴重的人口流失問題找解方;二來是用科技解決內門因畜牧業造成的環境污染。   「廢棄物,其實只是被錯置的資源!」可寧衛永續長陳奇男表示,內門是養豬重鎮,但礙於養豬戶規模,環保設施往往不到位,豬屎尿就成了嚴重的環境問題,污染河川、土地,當沼氣進入大氣就成了溫室氣體,「可寧衛使用先進的科技,讓沼氣轉換成電力,並使用現代化設備讓養豬場的異味不飄散。」他進一步解釋,主打動物福利的園區,也能提升豬肉品質讓疾病感染機率降低,在產銷履歷驗證方面,相關資訊及數據也將公開透明。   盡可能廢棄物再利用,但難免會有無法回收的溫室氣體,可寧衛永續發展部副理鄭曉蔓表示,示範園區亦保留15公傾土地作為自然碳匯區種植樹木,在該區域還會以適當的人為管理去除外來種,讓野生台灣原生植物能有更好的發展。   「我們嘗試加入RE100,但可寧衛不是製造業,用電量沒達到一億度的門檻。」楊永發解釋,RE100期待合作夥伴是用電量極高的企業,所以可寧衛無法如願加入,然而可寧衛依然與RE100的目標對齊,計畫在企業2025年全面使用綠電。   「現代人不喜歡一個公司只注重賺錢、利益,企業做事需要有公益性、替某群人去解決某些事。」想破除外界對環保事業是暴利的負面觀感,曾一度面對公司內部「你公司只做公益不賺錢」的聲音,但楊永發堅持對的事,要持續在創新中找平衡點,讓公益與獲利都能兼顧。【延伸閱讀】AuReus包覆層—蔬果廢棄物之發光化合物吸收紫外線並轉變為再生能源
【循環】減廢減碳-馬鈴薯皮回收再利用
2021/05/17
全球暖化日益嚴重,各國皆擬定相關政策致力於碳排放的減少,許多跨國大企業如拜耳也宣布再經過20年~30年內要將產品變為碳零排放,甚至是負排放。   沃克斯 ( Walkers crisps ),英國最大的洋芋片製造商,每年自英國80座農場中收購將近400,000噸的馬鈴薯來製作相關產品。近來與 CCm Technologies合作,將洋芋片製程中所產生的廢物-馬鈴薯皮,進行轉換利用,可望大幅降低碳足跡高達70%。CCm Technologies提供沃克斯一肥料製成系統 ( CCm’s fertiliser production system ),其利用附有氨水 ( Ammonia ) 的有機纖維吸附二氧化碳,其餘厭氧消化( anaerobic digestion ) 下的氮、鉀等也被跟著混合來製作有機肥料。CCm’s fertiliser production system設計與原先工廠內的厭氧消化槽結合( Pepsico UK’s anaerobic digestor ),厭氧消化槽可利用食物廢棄物進行生質燃料發電,剩餘副產物再利用CCm’s fertiliser production system進行肥料製作,所製肥料回饋至馬鈴薯種植者,使馬鈴薯整體皆完整利用,並且形成循環,降低產品碳足跡。   除此之外,沃克斯的母公司 Pepsico UK還致力於降低其他作物如燕麥、玉米等碳排放,隨著肥料製程規模擴大,碳排放降低更加顯著,同時良好肥料將促進土壤健康,植物更加茁壯,碳固定能力增加,構成一良好循環。 【延伸閱讀】藉由無人機技術應用,精準監測馬鈴薯種植過程之氮肥使用
【循環】蔗渣回收變菇包 杏鮑菇產量增二、三成
2020/12/18
台糖公司近年投身於「全蔗利用」的循環經濟,今年以蔗渣菇包原料,獲頒「2020台灣循環經濟獎—創新服務獎典範獎」。台糖今(10)日開記者會說明蔗渣菇包開發歷程,不僅可以讓被當成製糖廢棄物蔗渣重獲新生,更可以提升杏鮑菇收穫量達二到三成。   台糖循環經濟組長張建成說明,台糖是以糖起家的百年製糖產業,其中蔗渣就是必然會產生的廢棄物,甘蔗1年採收約50萬噸,可產生13到15萬噸的蔗渣。而台糖過往就將蔗渣回收再利用,七成蔗渣會被當成生物燃料,推動製糖廠內汽電共生,其餘三成會經過有機堆肥腐熟成有機堆肥對外販售。   張建成提到,菇業每年需要耗費35萬公噸的木屑,須砍伐2300公頃森林。因此台糖才會思考將半腐熟蔗渣取代木屑,製作成養菇太空包。而經過不斷反覆實驗發現,以蔗渣取代50%木屑,杏鮑菇的收穫可以提高兩、三成,不僅環保也可以增加產量。【延伸閱讀】麥桿廢棄物未來將可作為新的生物性化學物(品)原料來源之一   台糖也藉此推出「以租代購」模式,將蔗渣租給菇農製作成太空包,再將廢棄菇包回收當作有機肥,打造蔗渣菇包循環圈。張建成表示,每公斤的木屑約3.45元,但台糖以每公斤2.5元出租蔗渣,對於菇農也節省成本。   對於蔗渣有多大的規模,張建成說,目前仍屬於小規模實驗階段,因此只有拿出400噸出來與部分菇農合作,台糖未來將評估生質燃料、有機肥料及蔗渣菇包的比例,讓一年約15萬噸的蔗渣能做最有效的調配。
【循環】使用更少的能量合成氨來持續為世界提供燃料
2020/07/24
氨對於製造植物肥料非常重要,主要是因植物肥料可進一步養活世界約70%的人。在工業製氨中,通常是利用哈布二氏法(Haber-Bosch)工藝生產而來,該工藝由甲烷首先與蒸汽反應生成氫氣,氫氣接著與氮氣反應產生氨。然而,這項工藝的問題是隨著溫度升高,產率即降低。為了持續獲得良好的產率,需使用更多的能量以增加反應槽中的壓力,此外,鐵基催化劑需在350°C以上才有效,為維持如此的高溫也需很多能量,而產率僅為30-40%。目前,人們通常使用化石燃料來生產大量能量,以至於排放大量二氧化碳於大氣中,因此人們進一步開發許多再生資源的替代方案,如風能,但這些替代方案未能被證實具有可持續性。為了增加氨產率同時減少對環境的危害,該反應必須在低溫下進行。為此,需要有能夠在低溫下進行反應的催化劑。目前為止,這種特殊的催化劑對科學家仍遙不可及,一般常規的催化劑即使在高溫下表現出高催化性能,但在100-200 °C時會失去將氮氣與氫氣催化成氨的活性。有據於此,由東京工業大學的Michikazu Hara博士領導的科學家利用常見的脫水劑:氫化鈣及氟化物的結合來開發出改良催化劑,該催化劑的活化能只有20 kJmol-1,僅為使用現有技術所需能量的50%,並可在50°C下促進氨的合成,這為低耗能製氨並減少溫室氣體排放開啟了大門,相關研究發表於《自然》期刊中。【延伸閱讀】二氧化鈦之研發成果可望運用在肥料生產方面   該催化劑包含CaFH的固溶體(溶質原子溶入溶劑晶格中而仍保持溶劑類型的合金相),其表面沉積釕(Ru)納米顆粒。由於在常見的脫水劑—氫化鈣中添家氟化物可使反應在低溫與低壓下完成,因此科學家進一步進行光譜與計算分析,其發現一種可能的機制,催化劑則是透過該機制促進氨的產生。這個反應機制是因氟化鈣鍵結較氫化鈣強,因此氟化鈣鍵的存在會削弱氫化鈣鍵,而Ru能夠從催化劑晶體中提取出氫原子並將電子留在原位,氫原子接著以氫氣的形式從Ru奈米粒子中進行脫附作用。滯留在晶體中的電子與氟之間產生的排斥力降低了這些電子釋放的能量障壁,從而給予這些材料較高的供電子能力,這些釋放的電子會攻擊氮氣間的鍵結,促使氨的產生。   這項製氨的新方法不但少了能源需求,從而降低化石燃料的使用以減少二氧化碳排放量,同時也闡明哈布二氏法可持續性的可能性,為農業食品生產的下一場革命打開了大門。
【循環】導水膜的利用可將二氧化碳更有效地轉化為燃料
2020/04/24
甲醇可作為無數產品生成所需的燃料,其用途非常廣泛且為高效化學物質。另一方面,二氧化碳為一種溫室氣體,是許多工業運作中不想要的副產品。將二氧化碳轉換成甲醇是一種改善溫室氣體含量的方法,由於分離膜可極大地改善多種化學過程,因此,以色列理工學院的化學工程師展示新研發的高效分離膜如何更有效率地將二氧化碳轉變為甲醇。此項新突破可改善許多主要以化學反應為主且副產物為水的工業運作,該項研究已發表於《科學》期刊中。   由於副產物為水將嚴重限制了反應的連續性,加上過去這類型的分離膜易使氣體分子洩漏出去,因此,研究團隊著手於優化膜上晶體組成,製作出由鈉離子和沸石晶體組成的膜,其可小心並快速地讓水從小孔洞中滲出(稱導水奈米通道),且不損失氣體分子。負責這項研究的化學和生物工程學特聘教授—Miao Yu表示鈉離子可調節氣體滲透狀況,其只允許水通過,當惰性氣體欲進入時,鈉離子則會阻擋氣體通過。當水有效地移除後,該化學反應能夠快速發生,進而能夠將更多的二氧化碳轉換成甲醇。【延伸閱讀】以水熱液化技術將廢棄物變成生質柴油   此項導水膜具有良好且實用的轉換效果,其對水資源、能源與環境有重大的跨領域貢獻。該膜主要可改善許多因水而受到限制的化學反應,進而在嚴苛條件有效地進行。現今,研究團隊現在正努力開拓膜的製備並初創公司利用導水膜來進行商業生產高純度甲醇。
【循環】葡萄牙利用100%的食用油作為大眾運輸燃料
2020/02/11
作為<Clean Energy for All Europeans>計畫的一部分,歐盟成員國修訂了《可再生能源指令(Renewable Energy Directive)》,以促進可再生能源的使用並幫助歐盟履行《巴黎協定(Paris Agreement)》所規定的義務。歐盟決定為交通運輸中的可再生能源設定14%的目標,其中3.5%應保留給先進生質燃料 (advanced biofuel)。【延伸閱讀】海藻能否能扮演提供永續性生物燃料的角色   葡萄牙國務卿JoséMendes於2018年12月在COP24上表示,應思考各種具永續性方法以降低交通運輸中的碳排放,包括使用生物燃料和電動汽車。另外,2019年葡萄牙政府也將生物燃料的使用量從7%強制性提高到10%。   在生物燃料方面,葡萄牙里斯本的公共運輸公司Carris與Prio(葡萄牙先進燃料和生物燃料商)合作展開Powered by Biodiesel計畫,此計畫旨在通過利用100%使用過的食用油(used cooking oils,UCO)促進葡萄牙首都的永續交通發展。第一階段於2018年7月開始,先以三輛公車進行試驗(路線從Serafina到Marquis of Pomba),以生物燃料B100運行;第二階段則於12月開始,增加至六輛公車。   Prio執行董事Emanuel Proença表示:Prio透過特殊的開發與生產技術製造出了生物燃料B100,現在B100已應用於主要公共運輸路線。B100與柴油類似,但可減少83%的溫室氣體排放量,里斯本也因而獲得2020年歐洲綠色首都獎。Proença認為,透過此計畫,Carris能夠立即更換石化燃料,不需要再付出額外的資金改裝公車。   Prio從全國600個回收箱與歐洲其他地方收集UCO,且打算繼續發展收集網路。而這些UCO最終會送到葡萄牙Aveiro港口的工廠中,工廠每年可處理超過80,000,000 公升的UCO,這是現今最具有環境效益的液體燃料生產方法,對環境、能源轉型和歐盟整體經濟具有顯而易見的好處。   Carris總監JoãoVieira表示:我們希望了解客戶和其他城市利益相關者對此計畫有何反應,我們也已在第一階段解決了所有技術問題。在此之前,我們將對測試進行全面評估,以確定我們是否要招標購買這類燃料,以及是否要從這樣的測試計畫轉變為常規性的使用。
【循環】將食物廢棄物轉化為能源的簡化方法
2020/02/10
根據美國農業部的數據顯示,美國人丟棄高達40%的食物,每年價值約2,000億美元。基於環境永續發展與資源循環利用的理念,需要尋找其他方式處理被丟棄的食物。部分科學家則將目標放在生質能源的轉化,運用微生物的力量將食物殘渣(也就是生物質)轉化成氫氣、醇類或其他乾淨的燃料,燃燒後只會產生水和二氧化碳。透過這樣的方式,能促進丟棄食物的利用效率,燃燒生質能源也能避免釋放額外的二氧化碳到大氣當中,延緩溫室效應。   美國普渡大學(Purdue University)的研究人員則採用了一種簡單的新方法,可以幫助減少浪費的食物量,並提供另一種可再生的乾淨能源。這種新方法使用酵母菌分解食物殘渣以純化氫氣,以最少的預處理步驟重複使用食物垃圾。將食物絞碎後放入發酵反應槽中,再使用專門技術,大約經過18-24小時內就可產生氫氣,比起其他方法所需的時間要快得多;且與現有方法相比,從食物廢棄物中轉化氫氣的效率提高達20%-25%,並免除爆炸的風險。另外,此方法也易與太陽能技術結合,形成獨立的能量來源,供給農業和運輸業應用。【延伸閱讀】把水果副產物穿戴在身上的新利用方式   目前團隊正透過普渡研究基金會技術商業化辦公室(Purdue Research Foundation Office of Technology Commercialization)申請專利,雖然以這種生產再生性能源的方式能適當地利用即將被丟棄的廢棄物,但仍需盡量減少食物浪費,才是真正珍惜資源的最佳作法。
【循環】人造葉片的發明可望以較乾淨的方式生產能源
2019/11/04
有鑑於大氣中溫室氣體的濃度因大量燃燒化石燃料而上升,以碳中和(carbon neutral)的做法產生能源,將是能源永續的重要生產方法。英國劍橋大學(University of Cambridge)的研究團隊利用特殊材料製作的人造葉(artificial leaf)可將太陽能及其他元素轉化成合成氣(syngas,又譯水煤氣),該方法將有助於減少人們對化石燃料的依賴。   合成氣係由氫氣及一氧化碳所組成,有別於以往耗費大量能源生產合成氣的做法,研究團隊所生產的合成氣是在太陽能驅動下由人造葉所生產的氣態能源。人造葉的發明靈感來自綠色植物葉片的光合作用現象,以陽光作為能量的來源,再藉由鈣鈦礦(perovskite)與釩酸鉍(BiVO4)兩種物質作為光吸收物質(photoabsorber),分別將水催化成氧氣,另外再將氧氣與二氧化碳進行後續氧化還原反應後,最終獲得合成氣。研究團隊在這過程中也發現,人造葉片除可在陽光充足的晴天使用外,亦可在低光源的陰天下正常使用,這也顯示人造葉可不受緯度高低或季節變化的影響,同樣可適用於乾淨燃料的生產方面。   研究團隊的人造葉和其他團隊的人造葉相比下,可生產氫氣以外的一氧化碳,如此重大突破可歸功於鈣鈦礦材料的應用,以便後續的光催化反應及光化學合成的進行。除此之外,研究團隊以鈷(cobalt)取代鉑、銀等貴金屬做為新的化學催化劑的做法,也大幅降低整體生產成本,提高可應用性。【延伸閱讀】新技術將啤酒轉換成燃料   目前研究團隊希望能基於現有的最新研究成果將氣體燃料液態化,並藉由相關技術轉化為永續液態燃料,做為替代石油的永續替代能源。   該研究由奧地利聯邦數位經濟部(Austrian Federal Ministry for Digital and Economic Affairs)、奧地利國家研究技術暨發展基金(National Foundation for Research, Technology and Development)、英國生物技術及生物科學研究委員會(Biotechnology and Biological Sciences Research Council,簡稱BBSRC)等機構資助。詳細研究成果已發表在<Nature Materials>。
【循環】日本東北大學和新瀉食品農業大學研發從牛胃液產生發電氣體
2019/09/20
牛胃液發電系統為日本東北大學與新瀉食品農業大學研究團隊連袂廢棄物處理業者KUREHA ECOLOGY MANAGEMENT公司(位於福島縣岩城市)共同合作而成。首先利用牛的瘤胃內所儲存的胃液,分解儲存槽內的植物根莖之農業廢棄物;隨後,再移到含有產甲烷菌的儲存槽內使其生成甲烷,後續作為發電使用。   牛的瘤胃存有約莫兩千兆個微生物,可分解纖維質並促進甲烷發酵產生有機酸,藉由此特性可有效產生甲烷。研究發現,番茄植株的葉、莖浸泡在牛瘤胃溶液中發酵,所產生的甲烷比未浸泡時多1.5至2倍;若運用含纖維素的植物性廢紙處理則可產出2.6倍的甲烷。估算出3000毫升的胃液以及3公克的廢紙,可產生285毫升的甲烷。   根據日本環境部發表數據,2017年度的農林業的廢棄物產量為7,833萬噸,數量為工業廢棄物的20%,僅次於電力和天然氣的基礎設施和建築業。參與牛胃液產生發電氣體研究開發的新潟食品農業大學中井裕教授,將此技術實際應用於農業領域,農民若將作物採收後產生之農業廢棄物(例如:稻草、稻殼)提供給發電公司,可減輕其處理農業廢棄物之負擔。中井裕教授表示:「如果將此項技術引進日本農業大縣—新潟,材料供應與農民管理均有顯著優勢」。   若發電用的胃液來源都來自屠宰場,每一頭牛約莫可提取100毫升的胃液。牛胃液對於汙水處理場而言是農業廢水,中井裕教授認為這些廢水淨化程序「相當耗費電力成本」。根據新潟食品農業大學的估算,牛隻屠宰場每年若能減少6,000頭牛隻的廢水處理,則可節省830萬日圓的處理費。【延伸閱讀】可重複使用的黏土能去除水中的除草劑   落實產業在地化,維持牛胃液的品質是相當重要問題;如何分類出可應用在甲烷發電之微生物、使用多少微生物可有效發電。

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