2010年4月10日 星期六

生質柴油的新希望-水黃皮系列六-水黃皮樹發跡的故事

水黃皮樹在印度被當作有實用價值的樹種已有數千年的時間,主要是醫藥、肥皂、燈油、與潤滑油。在20世紀的大部份時間,廉價的石油取代了它的大部份功用,使得它的地位一落千丈,很多人把它砍了當薪柴使用。在上世紀末貧窮又落後的印度農村遭遇了空前的難題:
1. 燃油價格高漲,其他外來物料也跟著漲價,而農產品的價格卻跟不上,以致資產外流缺乏資金。
2. 過度使用化肥與農藥使得土地普遍退化。
3. 超抽地下水引起水源缺乏。
4. 連續乾旱使得農作物普遍欠收
5. 許多人被高利貸拖垮,農村的自殺率大增,造成嚴重的社會問題。
為了解決農村的困境,印度科學學院(Indian Institute of Science, IISc 位於卡納塔克邦的首府邦加洛市)的機械部門有一個任務編組「可實行的農村轉型方案」(Sustainable Transformation of Rural Area,簡稱 SuTRA),他們試過許多法子,包括太陽能發電、風力發電、製造沼氣等都沒有實效,而他們也知道問題的主因在於油價太高,榨乾了農村的資源。SuTRA的負責人Dr. Udipi Shrinivasa(以下簡稱史博士)突然想到當地有許多水黃皮樹,它的種子被人採拾轉賣到榨油工廠榨油,最終的產品是燈油、肥皂與潤滑油,因為市場有限,還是有許多沒人要的種子。假如能把這些沒人要的種子採集起來,榨油後當作柴油引擎的燃料,那麼燃料的成本就會很便宜,而且更重要的是,大部份的錢還是留在農村。史博士很快就找到植物油當作柴油引擎燃料的歷史,使他知道這條路可行,經過許多實驗,包括他與一家鋼鐵公司共同改造該公司的5台1000KW柴油發電機為燃燒水黃皮油。他開始鼓吹以植物油為柴油引擎燃料,以及種植水黃皮樹以獲取更充足燃油的構想。他改變了一個50萬美元的實驗計畫:原計畫要以農村廢料製造沼氣,用沼氣驅動發電機帶動灌溉水泵在8個村莊進行農村脫貧實驗。新計畫是改以樹生非食用性植物油作為發電機的燃料,在這個主題下,汽油引擎改成柴油引擎,榨油機取代了氣化機(發酵式沼氣產生器),油料種子取代農村廢料。他們在40平方公里的面積上鑽20口深水井,鋪設3吋口徑總長20公里的灌溉水管;加上2台63KVA的發電機及社區供電網路,白天供電給灌溉水泵,夜裡供電給家庭照明。村民們則以現金繳交水電費,他們採拾野生的及自己土地上水黃皮樹及其他樹生含油種子,送到鄰近城市的榨油工廠去榨油,再把油賣給自己村莊的水電站。18個月後穀物產量大增,還種出西瓜、桑樹、甘蔗等新產品,水電站賣出了40,000t水,卻沒有買一滴柴油。

他們的另一個成功的實驗是小型發電計畫:提供2台7.5KVA的小型發電機、一台榨油機及種子脫殼機,及社區供電網路,發電機可用植物油作燃料。發電機由本村婦女操作,每晚供電3小時。每戶農民每月繳5盧比〈匯率1美元約折合46盧比Rs.〉加每年300公斤油料種子作為電費。發電站把當電費的種子榨油發電,剩下的油及豆渣出售,並且以Rs.5/kg的價格收購種子(從附近森林裡採拾的油料種子,種類很多,最主要的是水黃皮種子,這樣的混合種子的產地市價大約不超過Rs.4/kg),售油的價格從2001年的Rs.20/L上升到最近的Rs.30/L以上,生意很好每天可以賺Rs.600~800,全套設備價值Rs.350,000,她們很容易就清償貸款。(除了少數設備是贈送的,其他的都是邦政府提供協助貸款購置的,在見到SuTRA的示範之後,也有一些外界捐贈的設備。)

由於這些案子很成功,史博士被中央政府指定:提報一個以非食用植物油(以下簡稱非食用油)農作物製造生質柴油,帶動農村發展的全國政策草案。在後來(2003年)頒佈的生質燃油推廣計畫就指明:生質柴油的政策就是要從多年生木本植物中選取最合適的作物作為推廣目標,當時選取的作物就是麻瘋樹與水黃皮樹兩種,至今還是只有這兩種。〈還有許多種在研究中。〉

誰推廣種植水黃皮?

推廣的單位很多,我沒有官方的統計資料,只能把網路上看到的資料整理如下:
1.NOVOD(National Oilseeds and Vegetable Oils Development Board http://www.novodboard.com/ )是印度農業部的一個單位,主管油料作物及油品的有關事宜,它指定某些大學或學院作某種研究,並作彙整報告。因此作研究及推廣的單位很多。它也是規定補助金標準及核定補助金額的主管單位,育苗、種樹、種子收購站、榨油廠、生質柴油煉製廠及通路等都有補助。在它的2008-2009年度報告中列有指定進行品種改善及種植標準技術研究的大學院校有23所分佈於16邦,只是都還在起步階段。雖燃NOVOD主管研究發展,實際種植行動卻不歸他們管理。
2.Himalayan institute與Roshini Biotech.
印度在2003年開始生質燃油發展計畫,2003-2007年是示範專案期,由許多機構辦理有關的示範活動。在安得拉邦 (在印度的南部)進行的水黃皮樹種植計畫是由喜馬拉雅學院(Himalayan Institute), 與Roshini Bioenergy等聯手承包。喜馬拉雅學院是印度裔美國人在美國成立的團體,以推廣瑜珈術及向西方人介紹印度文化為宗旨,也做慈善公益工作,1990年代他們就在印度農村工作了。Roshini Biotech是成立於1996年的印度小公司,以農業植物改良為主業。在聽到史博士鼓吹種植水黃皮樹時,Roshini立刻看到了商機,他們在喜馬拉雅學院、其他的民間公益組織及銀行的幫助下,在安得拉邦的Mahaboobnagar縣鼓吹種植水黃皮的好處,及進行水黃皮種植計畫。計畫於2003年開始,在2004年時與數千戶農民簽訂委託種植及種子購買契約,種了10,000英畝地(1公頃=2.47英畝),2006年與邦政府合作,簽下安得拉邦三個縣的水黃皮樹契約種植計畫及種子獨家收購權,預定每縣要種植100,000英畝,合計300,000英畝。因此成為全印度(全世界)育苗及輔導種植水黃皮樹最多的公司,並自詡為種植水黃皮樹的專家,但是這個目標太高,2006年的統計是只種了67,313英畝,約1千300萬株。http://www.roshinibiotech.com/ 至今大約種了3千多萬株(他們說共種了4千萬株以上油料樹苗,扣掉麻瘋樹及在非洲種的,估計有3千萬株以上 http://www.ribecplc.com/ )
Himalayan Institute則寫了一篇故事體的報導「希望的種子 Seeds of Hope」登在他們的網站http://www.himalayaninstitute.org/ 上。2006年他們在結束了安得拉邦的契約之後,受邀到非洲提供協助,他們先在烏干達落腳,因為當地的配合條件太差及撒哈拉沙漠的擴大,工作沒有進展,於是遷到喀麥隆,在推廣水黃皮種植及其他農村發展協助。Wikipedia也有此事的報導: http://en.wikipedia.org/wiki/Pongamia-pinnata

在烏干達種植水黃皮失敗,是我看到唯一失敗案例,固然當地後勤條件太差是原因之一,或許在沙漠邊緣的氣候與土質條件已超過了它的忍耐極限。

3.The International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics, ICRISAT http://www.icrisat.org/biopower/ 是一個農業研究機構,非政府組織,以協助熱帶半乾旱地區的農業發展為目的。他們取得安得拉邦政府的數個研究案,在安得拉邦進行一連串實驗計畫,計畫種植數百公頃的能源作物,麻瘋樹略多於水黃皮,後來種了約400公頃。此外,他們還輔導另一個農村成立油料植物苗圃,種植水黃皮及麻瘋樹、販賣樹苗及協助他們辦理因種水黃皮樹而得到的碳權交易。

4.Tree Oils是間位於安得拉邦的印度公司,也是以推廣種植能源作物為業。他們有120英畝的實驗田,種有60英畝水黃皮、40英畝麻瘋樹,還有辣木、苦楝、無患子等。他們也宣稱育種有成,在大肆招募能源作物契約種植戶,也購買荒地準備自行大規模種植。

5.印度東北方的Assam邦的D.R.學院森林系的P. Gogoi博士,他 發表一篇有關水黃皮樹產能與收益的文章「水黃皮油-生質柴油的一個有希望的來源」〈Pongamia oil – a promising source of bio-diesel〉。他說水黃皮種子的最大產能從第20年開始,從第5年開始結果,第15年的產能在每公頃8公噸以上,還會繼續上升到第20年為止。(很可惜他沒有報告第20年的產能是多少。)顯然他們種水黃皮已有十多年的歷史了。
前面所述的SuTRA、Roshini、ICRISAT及Tree Oils的根據地及種植地區都在熱帶半乾旱的安得拉邦及其附近地區,他們估計的年產能是每公頃產種子10公噸,第10或11年就可達到最大產能。Gogoi則告訴我們在與台灣緯度相同,但溫度較低的喜馬拉雅山腳也可以種水黃皮。最大產能與熱帶半乾旱地區幾乎相同,只是長得較慢,成熟時間是熱帶地區的兩倍。阿薩姆邦不是中央指定的水黃皮推廣地區,D.R.學院也不是NOVOD指定的研究學府,希望他們會繼續提出相關報告 。

6.卡納塔克邦的SuTRA:他們示範用非食用油作燃料推動鄉村的電氣化與機械化,加上微集水區管理及以生質肥料-豆渣代替化肥以打造一個新的農村景觀。這一美景的實現就靠有足夠的水黃皮種子,他們是最早推動種植水黃皮及油料作物樹木的單位。

7.Pacific Renewable Energy, PRE http://www.pacificrenewableenergy.com.au/ /CILR:
PRE是澳洲昆士蘭地區澳洲生質柴油集團The Australian Biodiesel Group Limited的子公司,主要業務就是推廣水黃皮樹的種植及買回種子。他們與昆士蘭大學的卓越中心綜合豆類研究所(ARC Center of Excellence for Integrative Legume Research, CILR http://www.cilr.uq.edu.au/ )合作。請CILR做水黃皮的基礎研究,參與該計畫的還有其他大學、當地政府及一些其他單位。該計畫於2007年起動,CILR陸續在不同的地方種了幾批水黃皮。PRE說他們已有一個16公頃的實驗林,還有好幾個園區在計畫中。PRE也在招募有企圖心的投資者。
CILR預估的產能是每年每公頃產種子12.5公噸,油5公噸,比印度高很多;但是依然比不上某些公司的廣告,那些誇張的廣告不便引用,以免誤導。

8.西澳洲的農業部也有推動生質柴油的行動,他們先研究芥菜籽與油菜籽及小麥,主要是為了安全及平衡糧價,後來增加研究多年生木本植物,他們選了兩種實驗作物:水黃皮與辣木進行研究,其目的是要供應該州西北部礦業的大量柴油需求,因為該州的農業區在南方,主要的用油區在北方,因此在北方種植多年生木本油料植物是很有利的選擇。2006年下半年起(比CILR還略早一點),他們在西南澳的乾燥地區,用的灌溉水是含有鹽份的地下水,不適於一般園藝生產的地區試種。只是他們從在南方試種區進到北方試種,再大量種植,還有許多路要走,加上這兩種植物對西澳洲而言,都是外來物種,要大量種植真有得等。至於一直被拿來比較的麻瘋樹,在這裡則是被公告為有毒入侵物種,不准種植的,即使它有能源價值,也很難翻身。 (見Western Australia Biofuels Taskforce Report: April 2007)
除了這些以外,還有許多我不知道的單位。賣種子及生產技術的公司也很多就不一一列舉了。
維基百科的「水黃皮」〈英文版〉中說:全世界有數以百計的以水黃皮作生質柴油的研究計畫在進行中。
誰在種水黃皮?
1.安得拉邦的農民:喜馬拉雅學院/Roshini Biotech承包邦政府的推廣計畫,向安得拉邦的部落農民與鄉村農民宣傳,教他們利用自己的空地、邊界地、退化土地、休耕地、荒地及鄉村或部落的公共地種植。農民們各自種自己的私有作物,而在種水黃皮時卻採取生產小組的方式共同合作,因為成年的水黃皮樹高10餘公尺,在人力採收的情況下,一家人很難勝任,一定要有個團隊才好工作。在農忙季節找臨時工不是容易的事,最好是有固定的同伴,才會有良好的默契與效率;要找幾個人甚至兩三代人共同工作幾十年是風險很大的事,所以這件事的難度很高。幸好印度有許多原始的部落型農村,也們的內聚力很強,有些部落在數十年前開始現代化,有些部落仍維持數千年一貫的傳統。喜馬拉雅學院與他的另一個夥伴,一個醫療服務團隊,長年在當地作公益的結果取得部落農民的信任,加上其他示範團隊示範用水黃皮種子榨油作發電機的燃料,農民不但不用怕石油漲價,反而將會搭石油漲價的便車而增加收入。喜馬拉雅團隊的努力終於有了收獲,Roshini說2006年時他們已種的與將要種的有2000萬株。

2. ICRISAT及受他們影響的農民〈主要在安得拉邦及其附近〉:他們的計畫都很袖珍,雖然他們種得不多,但是他們努力推廣,受他們影響而種水黃皮的人必然不少。他們首先推廣麻瘋樹,最近宣傳的重點側重在水黃皮,因為較早種植而且生長期較短的麻瘋樹的成熟時間已經到了,普遍的情形是有待改進,而水黃皮雖然還沒有到成熟期,但是卻沒有看到與預期有落差的情形,期望值仍然在每年每公頃產種子7,200–10,000公斤。

3.卡納塔克邦的農民:在SuTRA的推動之下,該邦是最早開始把水黃皮當作能源樹栽植的地方。

4.Maharashtra邦的農民:聯合國附屬機構The Global Village Energy Partnership, GVEP於2007-2008年提供該邦70個附近有許多水黃皮樹的村落各2台小型榨油機及2年操作基金,委託當地的NGO組織Applied Environmental Research Foundation, AERF協助它們成立榨油廠與種子收購站。榨油機是由可用非食用油作燃料的柴油引擎帶動,它每小時可處理種子20公斤,能得到5至6公升油,它需要燃油每小時1.2公升。計畫開始時柴油在加油站的售價是每公升35盧比〈加油站在印度鄉間並不普遍〉,水黃皮油在鄉村雜貨店的售價是每公升30盧比,水黃皮種子在每週一次的市集中售價最高只有4盧比。AERF開出種子收購價格是每公升6盧比,但是附加條件是只向本村人民購買。榨出的油每公升賣30盧比,榨油後留下的豆渣是很好的有機肥料,每公斤可以賣10盧比。種子很快就被搶光,工廠也賺到錢,第二年柴油售價上升到40盧比,水黃皮油上升到35盧比,他們的種子收購價格調整到7盧比,豆渣價格也上升到12盧比。銷售情況非常好,只是很遺憾沒有足夠的種子供應,工廠一年只能運轉不到一個月的時間。
這個示範計畫讓農民們知道水黃皮的真正價值,野生的種子雖多,一旦要大量收集卻遠遠不足所需。雖然目前種子價格很低,價格一定會上漲的,因為他們可以自行榨油出售,賺更多的錢,總之一定可以放心的種植水黃皮。

種水黃皮的收益好嗎?

期望值非常好,NOVOD說它的種子產量約為每公頃每年7,200~9,600公斤,而麻瘋樹只有2,500~4,000公斤,而品質相同,售價也可能相同,目前麻瘋樹種子價格較高的原因是要供應國內外當種植用及實驗用種子所需。最多三五年差異會拉近而後消失,因為印度以外的地區對水黃皮都很陌生,需求很少。
印度失業率高失業者眾,印度政府希望以小農方式生產以容納更多的失業者,政府提供補助,及銀行提供優惠貸款,農民只要自備少許資金即可,而土地、勞務等都可以折抵自備金。低收入戶及從都市返回農村者甚至可以全額補助。大型投資者可以用機械採收會有較高的利潤。
東南亞也許是更適於投資水黃皮的地方,也許已經有人在那裡種了,只是外人不知道而已。
這是一個投資報酬率很高的樹種,但是從研究、評估、試種、大量種植到收成是條漫長的道路。

為什麼水黃皮的名聲沒有麻瘋樹大?
1. 麻瘋樹是全球性的樹種,較早被研究,並且有些誇大的報告,及對品種改良的過高期待。

2. 水黃皮被開始研究較晚,它的生長期又較長,以至對水黃皮的產能計算都是預估值,真正大批種植的樹林都還沒有成熟。

3. 麻瘋樹是全球性的樹種,而水黃皮除印度很多之外,在其它地區都不多,國際上對它很陌生。而在印度它被當作能源原料研究的歷史最多也只有10年。開發中國家種麻瘋樹,聯合國、先進國家及公益團體都有補助。對於陌生的水黃皮,大概只有研究與實驗補助,比起推廣種植的補助,那是零頭而已,所以印度還是大量種植麻瘋樹。

4. 在印度,即使知道麻瘋樹的產量比不上水黃皮,要種油料種子樹的人們還是優先種植麻瘋樹,是因為在推廣種植之前,採集野生麻瘋樹種子的人大都發了財,因為全球都向印度購買種植用及實驗用種子,而種子一直供不應求,以致種子價格居高不下,至今仍有每公斤16~20盧比的價格。據估計仍有3~5年好景,之後種子價格會回歸到榨油用原料價格:7~10盧比。水黃皮種子在印度已有固定市場,供給燈油、潤滑油及製造肥料等用途,原產地價格一直很低,每公斤最多4盧比,這個價格加上較長的生長期,使得農民對之興趣不高。針對這種情形,GVEP提供解決之道如上述,它使得農民相信水黃皮種子有較高的價值,值得大量種植。
較早種植麻瘋樹成功的人都發了財,即使沒有種成功收穫較少,也因為單價很高還是有獲利。也有許多人為了要領取補助金,又誤信早期的謠言,在自己肥沃的農地上種麻瘋樹,因為早期技術不成熟而失敗。結果是停種,恢復種傳統作物。

5.許多國際生質柴油公司已經投資做麻瘋樹改良研究,他們選擇的樹種是麻瘋樹,加上印度政府也主推麻瘋樹,農民沒有選擇的機會。

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