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工業技術研究院

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工業技術與資訊月刊

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透過碳化技術創造高產值 廢棄稻殼變黃金

文/陳帝鴻 攝/黃菁慧

透過碳化技術創造高產值  廢棄稻殼變黃金
透過碳化技術創造高產值 廢棄稻殼變黃金

碾完米後剩下的稻殼,原本是一點價值也沒有的廢棄物,
但透過工研院的碳化技術,卻能搖身變為改良地力的高價肥料。
對回鄉服務的碾米廠第三代傳人陳政鴻來說,推動稻殼碳化非關營利,
而是希望能夠藉著稻殼炭這項有機介質,減緩地力的耗損,
讓有辦法產好米的土地,能夠一直產好米。

許 多人對農村的認識,來自紀錄片《無米樂》。片中談的是台灣西部農村的發展,紀錄了台南縣後壁鄉菁寮四位老農民的勞動身影,他們雖然樂天知命,卻也充滿無力感與無奈。不過,來到位於台東縣池上鄉東南部的萬安社區,我們看到的是和西部農村截然不同的故事。

池上鄉於1995年便著手自力營造的工作,各社區各自展開社造之路;萬安社區不但是池上米的最精華產區,更可以說是「池上米中的池上米」。該社區1999年向農委會申請「農村新風貌」計畫,與國際美育基金會(MOA)合作發展有機米,成立「萬安有機米產銷班」,開闢六十公頃有機米專業區,並研發新米食;2003年,社區申請「池上鄉萬安社區生活圈──農會倉庫再利用計畫」,利用社區閒置的老舊房舍,重新改建為「稻米原鄉館」。

成立近半世紀的陳協和碾米工廠,就位於萬安社區的中心點,是陳家爺爺在1961年頂下來的,原本只叫協和碾米廠,由於爺爺想要把碾米廠當做家人,所以就冠上「陳」姓。目前負責掌舵的第三代經營者陳政鴻笑著說:「很多人都以為碾米廠的老闆叫『陳協和』,其實根本沒有這個人。」

減緩地力的耗損

種好米、賣好米、推銷好米,歸鄉青年陳政鴻與母親手拿外觀設計大方的真空包裝米,及有三屆米王背書的三冠王米禮盒。
種好米、賣好米、推銷好米,歸鄉青年陳政鴻與母親手拿外觀設計大方的真空包裝米,及有三屆米王背書的三冠王米禮盒。

原本陳政鴻一直在台北從事建築業,平凡如你我身邊的上班族,不過十年前父母想要退休,家裡只靠弟弟一個人忙不過來,他才辭職回鄉,投入萬安社區的改造工作。他邀請池上鄉連續在2004、2005、2006年贏得全國米質競賽總冠軍的三屆米王邱垂昌、林龍星與林龍山,加入行政院農業委員會農糧署東區分署輔導成立的「陳協和碾米工廠稻米產銷專業區」,成為米王輔導員,將三屆米王栽種冠軍米的技術分享給農民,每期定期舉辦農民教育訓練、區外觀摩,舉辦米質競賽以及農藥殘留檢測,達到全面提升米質的目標。

陳政鴻說他一聽到工研院的稻殼碳化技術,能夠將稻殼碳化成為「稻殼炭」,第一個感想就是:「這個很不錯!這正是我們池上農民所最需要的。」他當初根本沒有多加考慮,立刻決定加入。

過去沒有碳化技術的時候,農民想要利用稻殼或稻草來增加地力的方法,就是把沒有處理過的稻殼直接放在田裡,往往至少需要半年、甚至一年,才會達到改善地力的效果。而且在稻殼腐化的時候,會產生甲浣,若是遇上插秧期,就會延誤稻作的生長。要是剛灑下去又遇上稻田放水,稻殼就會浮在水面上,風一吹就集中在角落,那一片秧苗就會死光光,還要多花人力去補耕,造成更多不必要的困擾。

陳政鴻指出,維持地力最理想的做法,應該是「種一期,休一期」,但目前池上米一年兩收,等於是一年到頭種個不停,使得土地根本沒有喘息的機會。他說:「會造成這種現象最主要的原因,是因為即使以池上米這麼優質的稻米,收購價格已經比其他地區還要高,但這裡的農民卻仍是低收入戶。」陳政鴻指出,日本100台斤稻米的收購價格約合新台幣5,000至6,000元,但池上米的收購價格頂多只有1,600至1,700元,大約為日本的四分之一。「尤其台灣東部沒有工業,東部農民除了務農之外,沒有其他打零工的機會,等於他們一年只能領兩次薪水,領一次就要花半年,收入普遍偏低。」

垃圾也能變黃金

廢棄到殼不值什麼錢,但經碳化處理後,預估價格會大漲,為廢棄稻殼找到新價值。
廢棄到殼不值什麼錢,但經碳化處理後,預估價格會大漲,為廢棄稻殼找到新價值。

陳政鴻認為,進行稻殼碳化對農民來說最重大的意義,正是在於減緩地力耗損。「碳化稻殼一公斤的成本價大約是10元,如果以成本價賣給農民,農民的取得成本就是十塊錢。我和邱垂昌這幾年做過實驗,稻殼炭能夠增加土壤的有機介質;若土壤的有機質增加1的話,農民氮肥的使用量大約可以由100公斤減少到60公斤,也就是減少40%。」

「以一甲地目前大約可以得到8,000到10,000元收入來計算,肥料減少40%,農民一甲地大約可以省掉3,000元的肥料錢,等於是多賺3,000元。更重要的是,以目前土地一年到頭都沒有辦法休息的情況下,至少可以讓地力不要衰敗得那麼快。而且,減少化肥的使用,土壤酸化的問題也可以減緩。」

以目前的碳化技術來說,燃燒一公斤的稻殼,大約可以產生250至300公克的稻殼炭,以及大約150公克的稻殼醋液。若以稻殼炭目前市場價格約一公斤9到10元,無CAS認證的稻殼醋液一公斤約200至250元推估(有CAS認證的稻殼醋液市場價格約500至1,000元),一公斤稻殼的產值,大約是78元。台東縣中小企業協會理事長楊卿偉表示:「稻殼原本是廢棄物,一點價值也沒有,即使近年來有人願意收購,一公斤也只能賣三塊錢。但是透過碳化技術,現在一公斤卻能創造出78元的產值。即使農民不幸遇到今年在花蓮與宜蘭地區所發生的嚴重稻穗不稔實『空包彈』,損失也不會那麼大。」

陳政鴻推算,若要將廠裡面一年約200公噸的稻殼都處理掉,必須達到一小時約150公斤的處理量,「具備這樣的處理能力的設備,價格大約是200萬元左右。」以陳協和碾米廠過去投資碾米設備的經驗,由於稻米天天都在吃,毛利較低,碾米設備投資大約七年可以回收;但以稻殼碳化的產值來推估,這樣的投資,一年左右就可以回本。

不過,陳政鴻強調:「我投資這200萬,用意不是為了要回收這200萬,或者是用這200萬去賺錢,而是希望透過碳化後稻殼這樣的有機介質,能夠減緩地力的損耗,讓有辦法產好米的土地,能夠一直產好米,讓我的本業能夠一直延續,這才是最重要的。」



兼顧質與量,改變耕作觀念

事實上,除了稻殼炭對維持地力有幫助之外,稻殼醋液除了原本的驅蟲功能,邱垂昌也正在嘗試,刻意在稻作生長到某個階段的時候,加入微量的醋液,發現對稻米口感的提升,的確有所幫助。

目前池上米的計價方式不是以重量計價,而是以重量與品質計價。各碾米廠會依據稻米的食味值、完整率、容重量等數值,給稻米評分,不同分數有不同的訂價。陳政鴻說:「這種訂價方式會迫使農民去思考,如何在產量與品質之間求得最佳平衡。就像過去農民都使用化學肥料,因為快又有效;但是現在為了兼顧品質,在部分時段,就會使用有機複合肥料。等於說農民會比較有心思去考慮到品質,改變原先的耕作觀念。」

從這個觀點來看,這200萬投資不但是「小投資大報酬」,對台灣農業的發展,更有著長遠的影響。楊卿偉表示:「我們希望台東池上鄉可以變成一個稻米示範區,未來可以推廣到全台灣。希望我們可以從原料、設備、包裝到行銷,創造出一個可以推廣出去的產業鏈,才有可能形成全面的改變。」另外,他也構思出一種商業模式,「只要碾米廠購買稻殼碳化設備,我們可以簽訂產物購回合約,讓碾米廠可以知道多久可以回收成本,對碾米廠來說,具有相對的保障。」

此外,針對碾米廠來推廣稻殼碳化,對碾米廠來說,生產處就是原料來源處,所以完全沒有運送成本的問題;加上碾米廠原本就有倉儲空間,碳化後的稻殼又只是原來稻穀量的25%至30%,所以也沒有倉儲的問題。

廢棄到殼變身為稻殼碳(左)與稻殼醋液(右),前者對於維持地力有很大的幫助,後者則有驅蟲的效果。
廢棄到殼變身為稻殼碳(左)與稻殼醋液(右),前者對於維持地力有很大的幫助,後者則有驅蟲的效果。

目前這項稻殼碳化計畫,正在申請經濟部的小型企業創新研發計畫(SBIR),希望先在池上鄉創造出新的產業鏈,讓農民改變原先的耕作觀念。至於這樣的改變,未來能不能在全台灣實現?讓全台灣有辦法產好米的土地,都能夠一直產好米?至少我們在池上鄉看到了契機。

為什麼池上米得天獨厚?

台東池上鄉位於花東縱谷中一片最開闊的原野──新武呂溪沖積扇,實際耕作面積約1,500公頃,產量僅占台灣總稻米產量0.7%;如果經過品質檢驗,能夠進入市場的數量占整體市場不到0.5%,若是全台灣人都吃池上米,不到五天就會吃光光。
池上米之所以得天獨厚,有以下四大原因:

1. 位於花東縱谷最高海拔300公尺處,日夜溫差大,日照充足,稻米熟成緩慢,成長期長,米質自然不在話下。
2. 自新武呂溪沖刷而下的清澈水源,含有豐富的有機質,使得土壤地力可不斷地得到補充。
3. 黏質土壤含豐富有機質,最適合稻米栽種,且鄉內沒有任何污染性工業設廠,可保護土壤不受工業廢水污染。
4. 農民接受再教育,並以科學栽種方式提升耕作技術,米質也同時提升。

資料來源:陳協和碾米廠

稻殼碳化技術

稻殼碳化技術由竹材碳化衍生而來,利用由工研院南分院協助研發,以熱氣往上升的物理現象而設計出的「直立式」生質能碳化爐,能有效節省碳化過程中所需的熱能,並縮短碳化時間,真正達到節省能源的效能。
運用最佳可行性碳化控制技術,調整溫度、配比、碳收率等,讓原本是廢棄物的稻殼,成為有價值的肥料。
稻殼碳化處理後,會有兩個產物,一是稻殼經低氧燃燒後,所得到的「稻殼炭」;二是收集稻殼低氧燃燒後的煙,經過冷凝之後,所取得的「稻殼醋液」。前者是很好的有機介質,對於維持地力有很大的幫助;後者有驅蟲效果,在有機耕作方面助益良多。

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