2010年6月25日 星期五

環境的水黃皮系列四、種植水黃皮路樹的
難題及解決之道

它的缺點與解決方法:
1. 落葉蠟質較多,較乾燥,不易腐爛。
解決方法:改變種植方式。現有的路樹都種在高於地面或與地面齊平,樹頸處往往只留一小塊泥土地面,其餘地面都被水泥或柏油包住,其目的就是要它閉氣、節食、少喝水、慢慢長。正確的作法是在樹頸處挖一個浴缸型的凹槽,盡可能大一點,平時把落葉掃入此凹槽,下雨時它會蓄積水份,兼使落葉加速腐爛成為堆肥。當腐葉與半腐葉太高時,可以把它挖走,也許有農夫願意來挖它,也許附近的居民願意來挖它。否則公園與路燈管理處或環保局、課等主管機關也會樂於處理,並把它用於需要堆肥的苗圃,花圃或樹木處。
或許有人會說這樣不安全或空地不夠等等。我認為這個藉口不成立,因為他要做的決定只是要排除困難完成任務,或者放棄這個位置,因為樹木多樣化是絕對優先的原則,我們應該有許多候選樹種可以選,不是不顧一切的只種水黃皮,只是盡可能的多種。但是,不論選什麼樹種,都要讓它有足夠的裸露泥土地面,讓它盡可能的成長。
2. 果實落在地上很久不腐爛,一定要清掃,很麻煩。
解決方法:把它當成農作物,選擇高產量的品種,讓它生更多果實,定時採集,不讓果實掉落地面,即使有掉落地面的果實,也值得撿起來。誰來照顧?現在有許多弱勢者,有些人有工作能力卻找不到工作,可以分一些樹給他們照顧,或者把責任與權利都交給當地社區,政府只負責提供樹苗及定期修剪。
因為事關當地的空氣品質、景觀、減碳及福利,願意參與的志工一定很多。
3. 它對污濁空氣很敏感,空氣太髒時,它的枝葉生長慢,結實少,還會有空殼果實或果實發育不完全等情形。
解決方法:
3.1全面清查各地現有水黃皮林或樹叢的生長、結實狀況,以及空氣品質,對於空氣品質良好,結實眾多地區,列為優先種植地區。種植後要經常注意空氣品質,要防範不肖工廠在夜間排放廢氣、廢水。
3.2空氣品質較差,結實欠佳地區要先取得政府、議會及居民的共識,大家都有改善空氣品質的決心並且願意付代價去得到它。然後才能開始種植。
3.3空氣最差的都會區要等一下,等電動車、雙燃料車大量上市、生質燃油高比例混用時再種植,或者在適當的時候就種植,等到能收成時(6~7年後),空氣品質已改善到能正常結實的地步,那時,水黃皮再錦上添花,既清潔空氣、出產再生燃油、碳權及美化環境。
4.高產能品種難尋、難確認。
解決之道:國內選取,國外引進,要同時進行。證實外來品種可適應本地條件,確實多產,至少要10年以上,時機緊迫,要立即行動,不能再等待。篩選國內既有品種,並證實其可靠性也要許多年。
5.樹葉濃密較易引來蚊蟲。
解決之道:注意環境衛生,避免蚊蠅滋生。這是麻煩也是契機,可以提醒大家提高衛生標準。
6.樹葉濃密樹冠寬廣,容易擋住視線。
解決之道:種植位置要挑選,不要種在會擋住交通號誌,路燈,路口、路標及電桿處。最好的選擇是在空曠處盡量多種,避開有顧慮處。
7.樹冠寬廣,成年之樹仍會繼續延伸樹冠。
解決之道:樹要種得離車道遠一點,與障礙物要保持距離,並適時修剪。
8.可能有病蟲害。它在氣候乾燥的印度很少病蟲害,台灣氣候潮濕悶熱,是病蟲害最容易發生的地區。
解決之道:種植後要注意防止病蟲害的發生。
9.支根多而長,有可能壓迫到地下水管、電管、瓦斯管等地下管線。
解決之道:與管線保持安全距離。
10.對它的了解不夠,它被當作能源作物種植只有10年歷史,大量種植只有5年的時間,許多報告都是基於對印度野生樹林的觀察判斷得來,在台灣是否能得到相同的結果,誰也沒把握。
解決之道:請有關單位多加研究提出報告。
然而,有機會在眼前時,為什麼不早點抓住?即使開始時種子產量不如理想,只要我們持續控制空氣品質,老樹也會增產,再汰換以新研發的高產量品種,可以獲得更高的產量。
我們本來就要種植各種樹木以美化市容清淨空氣的,是不是?我們有達到預期的效果嗎?肯定是沒有。如果多種水黃皮樹,並且以高吸碳能力代替易清掃的優先順序,來挑選其他的樹種,一定會有很不一樣的結果。即使水黃皮在初期結實不理想,吸碳量沒有達到目標(在印度,一株成年水黃皮樹的吸碳能力是330kg/pl以上。)只有印度的1/3,也有110kg/pl,是平均值(12kg/pl)的9倍。
停車場、公園、庭院的情況也一樣,花一點錢,花一些時間,種些水黃皮及高吸碳量的樹,為救地球盡心力,不只是做公益,會有回報的。
所有的問題都能減化成一個問題,那就是政府是否有決心要徹底的改善居住環境,空氣是流動的,沒有世外桃源的存在。這個原則問題解決了,其他的技術問題都不成問題。

2010年6月24日 星期四

環境的水黃皮系列三、從路樹說起
撇開森林造林及農地不談,本文只談城市與鄉鎮的植樹與養樹問題,雖然這些地方的樹不多,吸碳量有限,但是積少成多聚沙成塔,還是有用的。
為什麼許多人喜歡種枝葉稀疏的樹?或者經常把茂盛的樹整得枝葉稀疏?他怕掃落葉麻煩,就把樹整得沒有什麼樹葉,或者只種樹葉很少或根本就沒什麼樹葉的樹種,結果是種樹的目的(最基本的是吸熱、吸碳、綠化及遮蔭。)全部沒有達到。
樹靠陽光與空氣中的二氧化碳及土壤中的水份,經由樹葉中的葉綠體行光合作用再加上土壤中的營養成份,就長出花果與種子。不加營養素,只靠單純的光含作用時,就變成葡萄糖再轉變成纖維質與木素,這兩樣就是樹身的主要成份。能量與物質只能轉換形式,卻不能無中生有,吸碳多的樹一定產出多,反之亦然。所以在計畫種植景觀樹時,要不要清理是一個大分類,在不需要清理地面落葉的地方,可以看到許多茂密的大樹,在需要清理的地方,容易清理的經常是最優先的選項。平均而言,種一棵樹一年可以吸收12公斤二氧化碳,而我們的路樹因為有許多「刑餘之樹」,可能只在這個平均值附近打轉。
有時種了長得快的樹,它吸收了許多二氧化碳長得很高或很大,卻又怕它被颱風吹倒、吹斷,造成災害,或者擋住電線、電桿、燈號或市招等,需要定期修剪。每年修剪大家都嫌煩,因此修剪被改成「腰斬」,攔腰砍斷,剩下光禿禿的樹榦。枝芽要從頭長起,有很長的時間,樹長得很慢,吸收的碳量非常低,很久以後終於樹葉又很茂密了,能夠正常的吸碳了,它等到的卻是另一次腰斬,因為有人就是不能讓它長大。絕非誣陷,旁證是幾乎大半的路樹都被不透水與不透氣的柏油與磚塊勒住脖子,能透氣的面積往往不到1平方米。如此上下其手絕非一時疏忽誤會可以解釋。唯一的解釋就是:我們的預算不夠,只能如此控制生長,減少工作量。
下表是我收集彙整的一些資料可供參考比較。吸碳量的多少,變數很多,不能一概而論,然而同一組人及同一地點作的,可參考性就較高。
表一、一株樹的二氧化碳吸收量比較表
項次 樹名 樹齡(年) 吸碳量kg/yr 吸碳率%
1 水黃皮 2 1.79 0.5
2 〞 5 17 5.1
3 〞 10 72 21.7
4 〞 15 331 100
5 〞 25 347 105
6 〞 1 <1 0.2
7 〞 10 17.9 5.4
8 黑板樹 10 56.76 17.1
9 孟宗竹 1? 102 30.8
10 桉 樹 5 9.5 2.9
11 〞 19 94 28.4
資料來源及說明:
項次1~5測試地點:印度南方的安得拉邦;測試單位:ICRISAT
樹的狀況:自然生長。作者:Nair A. G.. 學生,指導教授:Wani S. P.( Estimation of carbon sequestered in Pongamia pinnata and Eucalyptus spp.) www.icrisat.org/what-we-do/learning-opportunities/lsu-pdfs/students_abstracts.pdf
Improved Livelihoods and Environmental Protection through biodiesel Plantations in Asia, Asian Biotechnology and Development Review,Vol.8 No.2, pp 11~29 2006 www.ris.org.in/abdr.html

項次6 測試地點:印度北方的北方邦;測試單位:北方邦森林部
測試項目:1年生幼樹的植物生長量及需水量,測試期間1年,水黃皮的植物增長量只有519.7公克,換算成吸碳量不到1kg。引用者Daniel, N. Case Study 7-Water Ethics Reflections in Eucalyptus Planting
項次7~9測試地點:桃園市市區文中路(7)、大興西路二段(8)、溪頭台大實驗林(9);測試單位:台大。作者:王亞男 森林與二氧化碳減量之關係
在桃園的水黃皮為了避開上方的電線,被剃頭過。黑板樹則被腰斬過。
項次10~11測試地點、單位及作者:同項次1~5。
表列吸碳率係以第4項15年生水黃皮為標準之比較值,由1~6項可看出水黃皮在第15年時達到完全成熟,它一生的平均年吸碳量約30MT/ha(公頃)。在完全成熟之前的吸碳率並不高,而幼樹幾乎沒有吸碳能力。被「腰斬」的樹有許多年幾乎沒有吸碳能力,狀況很像水黃皮幼樹。
有些人仁慈一點,以「剃頭」(把主樹枝剪得只剩一小節,還是一葉不留。)代替「腰斬」,雖然它復元的速度快一點,仍然是50步與100步之差而已。
還有些樹已經太老,失去碳吸收能力,留在那裡只是外表有樹,實際上亳無作用(懷舊除外)。
如果我們種的是水黃皮,它就有許多好處:
1. 有濃密的樹葉可以遮蔭。
2. 它不高,但葉子很茂密,有不同高度的樹種(7~25M)可以視需要選擇。它能保護停在樹蔭下的的汽車不發燙,也就是減少耗油量,減少二氧化碳排放量。
3. 一般的樹成年後就進入停滯期,吸碳量逐漸減少,到老年期又進入衰退期,吸碳量變成零或負值。人們常有老樹情結,把老樹當作寶貝珍惜,可惜把愛心用錯了地方。水黃皮就不一樣了,它成年後努力吸碳出產果實,它的果實乾物質多,水份少,是貨真價實的「有料」。果殼、種子都有用途,碳吸收量既多,碳循環週期又較長。(其他「水果」樹的乾物質既少,又遇土即化,吸碳量既低,循還週期又短,即固碳效果差。)以路樹的方式種植,每株樹可生產種子量可多達200kg左右。印度雨量少,沒有灌溉,只能善用雨水,氣候又過熱,土壤肥度也差,除了空氣品質(台灣空氣污濁加上濕度太高,易引起病蟲害。)之外,樣樣都比我們差,那裡的樹有這樣的產能,台灣應有青出於藍的潛力。數十年後當果實產量開始降低時,就種汰換之樹,使得所有的樹都保持活力與生產力。
4. 它是有收益的樹,有形的效益是每公斤乾果實可以賣5元以上,一株樹若有平均200kg乾果實產能(相當於92kg種子),就有1000元收入。可以加工成植物油、加工成生質柴油、榨油後的殘渣-豆粕可以作有殺蟲作用的有機肥,也可以加工成飼料的配料,代替大豆粉。也可以製造生質汽油與生質柴油。豆殼(豆莢)含有大量纖維質,也有多種用途。此外它的吸碳能力也會產生相當的碳權。美麗而大量的綠地,會改變城鄉的外觀及氣質,更是珍貴的寶藏。
5. 一旦它的收益實現時,大家就會檢視現有的樹與空地,會盡可能的改種或新種水黃皮樹。
它的缺點:
在印度它是粗生賤長,很容易存活及結實的樹,在台灣未必有那麼好運,它有什麼問題,要如何解決?且看下回分解。
環境的水黃皮系列二、我的植樹觀

5月15日參加一個旅行團,上午9點站在中山高的仁德休息站的大型車停車場邊,蠻熱的,看不到濃蔭密布可以遮擋太陽的大樹。有些軀幹細如上臂的小樹,也有粗如腰肢的大樹。在春已去,花已落的初夏時候,這些樹的葉子都很小而且很少,毫無庇蔭作用。為什麼?因為葉子小而少就可以不必打掃落葉,任它飄零也不會刺眼。每輛車子離去時,車身都被晒得發燙。
一周後再到仁德休息站的小型車停車場,見到兩排遮蔭樹,雖然太少也太小,還不能發揮遮蔭作用,但是令人高興的是,終於有了開始(對面的南下車休息站還是光禿禿的),更高興的是他們種對了樹種-水黃皮。
繼續到台南,在開台媽祖廟前的大路邊,見到兩排路樹,整排的路樹都被腰斬,在光禿禿的主榦上長出稀稀疏疏少許新葉,這樣的樹有什麼作用呢?附近有幾個停車場,都是光禿禿的,沒有可庇蔭的樹。順著光禿禿的路樹,走到光禿禿的停車場,幾百公尺也走得滿身大汗,頭昏眼花。
再到鹿耳門媽祖宮,更令人洩氣,它有好幾個更大的停車場,都是光禿禿的一片,廟的四周及廣場都鋪滿了柏油,見不到幾棵樹。
鳳山市鳳新高中校門前的路邊,植有一排黑板樹,有十餘米高吧,與學校圍牆內的大樹併排而立,非常壯觀。非常可惜,數個月前整排大樹被夷除,換成一排趴在地面上的小花圃。
有一個社區小公園,四周都是十二層高的住宅大樓及十米以內的小路及巷道,裡面有十餘株十米以上的大樹,去年88風災時,附近都沒有狀況,就是那裡倒了兩株大樹,為什麼?因為那兩株樹都沒有主根(是用穗條繁殖的),樹的底部是一圈細如手臂的小根。
這些情況是特例嗎?不是,相同的情況到處都是。為什麼有些人不喜歡種樹?為什麼有責任種樹或養樹的人,偏好種枝葉稀少的樹?為什麼種了生長迅速能大量吸碳的樹時,又得不時以腰斬代替修剪?為什麼有人貪圖一時的方便而種下沒有主根的樹?每個人都有自己的理由,不能強求。
現在有一個能解決大部份問題的方法:廣泛種植水黃皮樹作為路樹、觀賞樹、庇蔭樹、吸碳樹及油料作物樹。
它有什麼優點?
* 它是本土植物。
* 它有濃密的樹葉可以庇蔭。
* 它不可食,它無毒,種在路邊也沒有安全顧慮,不怕人誤食中毒。也不怕被牛羊啃食,因為它的葉子內有令動物厭惡的成份,葉子未被嚼食或搓揉破碎時,不會發出異味。
* 它的根深而高度低,不會被颱風吹斷或吹倒,安全性高,水土保持能力強。
* 它的碳吸收能力很高,是減碳高手。
植物在行光合作用時,會吸收二氧化碳,產生葡萄糖,加上根部吸收的營養就產生其他的東西-花朵與果實。一般而言樹的花果很少,所以大部份的樹所吸收的碳,都變成葡萄糖再衰退變成纖維質與木素,變成樹身的一部份。增加的纖維質與木素不是使樹身變得更高大,就是變成枯枝落葉掉到地面。不論是長高長大或脫落,對市容管理單位而言,都有管理上的問題。樹吸收二氧化碳後,如果沒有許多果實來消化它所吸收的二氧化碳及養份,它就會不停的生長,直到它生長衰退、老化、停止生長為止。也就是說它的固碳能力在到達高峰後就立即衰退,不久就趨近於零,最後進入負值期。
果樹能長期高質量的吸收二氧化碳,卻不能長期固定它,水果中的碳水化合物,很快就分解成二氧化碳又回到大氣中。一般的水果果皮薄、水分多,易受昆蟲攻擊需要終經常噴藥,因此也不適於種植在人煙稠密的地區。
水黃皮是很有特色的果樹,它10年生以後,樹的生長就減緩,所吸收的二氧化碳大都供應果實生長所需,它的果實如同其他的豆類,只有果皮與種子,沒有果肉(或者果肉就是種子。),種子含油率約25~40%。最特別的是它的果皮,成熟後不含糖,水分也少,纖維質多,還含有少許的油,因此不易腐爛也不透水。這種特性加上種子的微毒性,使所有的動物都對之缺乏興趣。因此它不需噴藥以保護果實,可以安心的種在街道與房舍旁邊。
它的吸碳量可以分為4個部份:
1. 它的油可作燃料,可以代替柴油因而有碳吸收當量。
2. 植物生長所吸收的碳。
3. 豆莢與樹枝當作發電或鍋爐燃料時,也有替代煤或燃油而得的碳吸收當量。
4. 製油的副產品豆粕,在將來可以用其澱粉質製造乙醇,用它的蛋白質製造生質柴油。豆粕含有各約50%的蛋白質與澱粉質,用澱粉質製造乙醇是技術已成熟但成本略高,近年內可望有競爭力,而用蛋白質製造生質柴油則需要更長的等待時間。
目前只有前兩項有行有市,後兩項還要等配合條件的成熟,那時候就有更多的碳吸收當量了。
結論是:
它能長期大量吸碳,它的年平均吸碳量約30MT/ha或更高。而林務局統計台灣闊葉樹人造林的碳吸存量,平均每年每公頃只有15.5~19MT。
* 收獲後它需要修剪枝葉,以確保來年的收獲,不能偷懶,因此增加纖維素的產量,同時增加了吸碳量,也避免樹身的過度擴張。
* 它的種子含油率高,產量大,能作生質燃油,豆粕也有與豆油相同的價值,枝葉與豆莢也有商業價值的潛力,因此種這種樹在經濟上是有收獲的。
* 它對土壤的適應力強,耐旱也耐澇,退化,貧瘠的荒地、鹽份地都能適應。它能自行從空氣中吸取氮氣,既能免用氮肥,還能復育土壤。
* 病蟲害很少,需要的照顧很少,是生產成本很低的作物。
*它是有名的觀賞樹,能使市容及鄉村景觀都改頭換面,煥然一新。
環境的水黃皮系列一
Pongamia pinnata水黃皮植物簡介
中文名:水黃皮、水流豆、九重吹、掛錢樹等。
科 名: 豆科、水黃皮屬、(蝶形花亞科)。
學 名:Pongamia pinnata或Millettia pinnata。
英文名:Poongaoil、Indian Beech Tree、Honge Tree、Pongam Tree、Pongamia glabra、Derris indica、Karanja。
原生地:印度、孟加拉、緬甸、尼泊爾、泰國。
分佈地:台灣全境海岸地區及蘭嶼、恆春半島。澳洲東部及北部、中國南部、東南亞、大洋洲、美國南部、中美洲、巴西、非洲部份地區。
環境特性:海濱、海岸林(耐潮濕及鹽份)。內陸地區(耐乾旱及貧瘠、退化土地)。
可適應熱帶及亞熱帶氣候,可忍受短期之降霜。可生長於紅樹林中。海拔限制0~1,200公尺。雨量需求:生存需求200mm以上,能結實需求500~2,500mm。
植株類型:中型喬木,樹高約6公尺(6)、7~10公尺(5)或15~25公尺高(4)。樹榦直徑50~80公分。樹齡約100年。半落葉或常綠。
應用與特性:
水黃皮油:
可以直接代替柴油作為某些柴油引擎的燃料,在愈熱的環境效果愈好。最適用的設備是:
1. 固定迴轉數的引擎-發電機組。
2. 低迴轉數的引擎-牽引機、農耕機等。
3. 經改裝之高速引擎-長途巴士、大貨車、拖車等高使用率車輛。
可以加工成生質柴油、航空用油,潤滑油、肥皂等。
可替代煤油作油燈及油爐燃料。
豆粕:
是榨油的副產品,可以作有機肥兼殺蟲劑、家畜飼料之摻配料、製造乙醇(利用豆粕中之澱粉質。)、第二代生質柴油(利用豆粕中之蛋白質。)或甲烷氣等。
枝、葉、梗、豆莢等:
含有大量纖維素,可做綠肥及燃料供農家烹飪及工業鍋爐或發電鍋爐使用。將來可供製造第二代生質汽油。
豆科植物有根瘤,可固氮,當作油料作物種植時,3~4年後即不必施用氮肥,可改良土壤。
樹:
枝葉濃密,二氧化碳吸收能力高強,平均每年每公頃可吸收二氧化碳30噸。
觀賞樹、木材可製車輪、藥用、綠肥、海濱防風植物、行道樹、陽性或半陰性樹。
根:
根部發達,主根在15~20年生時,可長達10公尺。平時可以吸取地下深處的水份而不與其他作物搶奪地表水,雨季時能儲蓄更多的雨水。支根眾多可防止水土流失,是集水區的最佳造林樹種之一。
樹冠:寬廣濃密,能減緩地表水份的蒸發。
性狀及生活週期:
葉:葉序:大互生、小對生。
葉端:鈍、突尖。
葉緣:全緣、波狀。
葉脈:羽狀側脈。
葉柄:有柄。
葉形:闊卵形。
葉基:鈍。
質理:革質。
葉色:正面濃綠,背面綠。
葉片:羽狀複葉,奇數,1回,小葉3對。
花:花序:總狀。
花色:淡紫、白紅紫色、粉紅色。
花形:蝶形花、鐘形。
花期:4~5月(2)/9~11月(1)/4~7月(6)
果:果型:莢果,刀狀橢圓形、長橢圓形,體積:3~8×2~3.5×1~1.5公分。
果期: 8~9月(2)/ 10~12月(1)/11~12月及5~6月(6)
果殼:木質黃褐色,不開裂、不易爛。
種子:數量:1~3粒/莢,大部份為1粒/莢。
產量:野生狀態,9~90kg/pl(株)。
作為能源作物而種植時,產能約8,000~12,500kg/ha(公頃)。
含油率約25~40%。

生長期:以種子繁殖時約5~7年,以接枝及穗條方式繁殖時約4年。
成熟期:(到達最大產能)約15年。
生命週期:樹齡約100年,自然狀態下可結實70~80年,據說,人工種植人工採收時,可經濟採收50~70年,以震動式採收機採收時,可採收30~50年以上,但是尚無法證實。
毒性:種子及根部有些微毒性及惡臭,誤食會頭暈嘔吐,因此不可食用,屬於非食用性作物。
被當作油料作物而種植的歷史:約1999年開始,由印度 Indian Institute of Sciences, IISc 的 Udipi Shrinivasa教授發起種植水黃皮樹及相關的配套工作,作為農村作脫貧改造運動的核心項目,現在是印度政府推廣種植的兩種生質柴油原料樹種之一,(另一種是麻瘋樹)。
主要參考資料:
1. 植物查詢報表,台灣師範大學地理學系 http://biogeo.geo.ntnu.edu.tw/service/biogeodb/plants
2. 綠滿鄉野-農村社區常見植物解說手冊
3. Duke, Handbook of Energy Crops, Purdue University www.hort.purdue.edu/newcrop/duke_energy/duke
4. Agroforestry Database 4.0(Orwa et al.2009)
5. ARC Centre of Excellence for Integrative Legume Research http://www.cilr.uq.edu.au/
6. Karanja-A potential source of biodiesel http://www.novodboard.com/
7. Wikipedia, the free cyclopedia http://en.wikipedia.org/wiki/Pongamia_pinnata
8. Pacific renewable energy Pty ltd http://www.pacificrenewableenergy.com.au/

作者:hsu.s200@gmail.com , http://ponoil.blogspot.com/
作者對植物非常外行,敢介紹的植物只有水黃皮一種,而且只著重於應用而非植物學本身,謹此告白。

2010年6月10日 星期四

也學作詩

山路行車遇驟雨

宛延一路數高丘 水里魚池竟日遊

滿目青蔥生嚼仔 抬頭綠意起殷憂

烏雲瞬作翻盆雨 黃土時浮沒頂溝

落體飛車何足道 驚魂樹底陸行舟

赴九族文化村旅遊,有UFO自由落體
及雲霄飛車等刺激玩具,皆不及歸程中
魚池至水里間之午後雷陣雨恐怖。
水勢奔騰可畏,尤懼走山。

2010年6月5日 星期六

生質柴油原料的比較-麻瘋樹與水黃皮的競爭

生質柴油的新希望-水黃皮系列八
生質柴油原料的比較

麻瘋樹與水黃皮的競爭

在未來的數十年中,生質柴油是補充石化柴油供應不足的最主要來源之一,它的存在之必要性是無庸置疑的。因此,在長期策略上,及早準備足夠的生質柴油原料來源,是府在能源政策上必需要考慮的。

要用什麼作原料?是最重要的課題,我就從選擇原料說起。產油率與成本的高低是選擇原料的主要因素。其次是原料油與成品油的性質,以及附加價值與環境效益。

表一、主要油料作物產能比較表,以產油率高低排序。

油料作物產能比較表(/公頃/)

中文名稱

英文名稱

學名

種子產能

kg

油產能

kg

備註

微藻

Algae

 

 

80,000

(2)

油椰子

Oil palm

Elaeis guineeensis

 

5,000

7,061

*

(1)

木臼

Chinese tallow

Triadica sebifera

 

3,950

(2)

 

Macahuba palm

Acrocomia aculeata

 

3,775

*

 

pequi

Caryocar brasiliense

 

3,142

*

 

Butili palm

Mauritia flexuosa

 

2,743

*

 

Oiticica

Licania rigida

 

2,520

*

水黃皮

 

Karanja

Pongamia pinnata

7,200

10,000

12,500

(1,800)

2,500

5,000

(3)

(4)

(5)

椰子

Coconut

Cocos nucifera

 

2,260

*

酪梨

avocado

Ppersea americana

 

2,217

*

巴西堅果

Brazil nut

Bertholletia excelsa

 

2,010

*

 

Macadamia nut

Macadamia terniflora

 

1,887

*

麻瘋樹

Purging nut

Jatropha curcas

 

2,500

1,590

(750)

*

(6)

 

Babassu palm

Orbignya martiana

 

1,541

*

蘆薈

Jojoba

Simmondsia chinensis

 

1,528

*

 

Pecan-nut

Carya illinoensis

 

1,505

*

 

bacury

Platonia insignans

 

1,197

*

篦麻

Castor bean

Ricinus communis

 

1,188

*

備註:*註記者來自:Tickell Joshua 2000 From the fryer to the Fuel Tank

(盧文章2008 工業技術研究)

(1)           Guenter Elsbett, Elsbett-Technology, Hilpolttein, Germany

and Michal Bialkowsky. University Edinburgh                   

(2)           http://www.daveseslbiofuel.com(2007,馬復京、游漢明,林業研究專訊)

(3)           R.S.Kureel et. 2008, Kranja-A potential source of biodiesel NOVOD Board www.novodboard.com

(4)           U. Shrinivasa Locally available diesel substitutes

http://agni.csa.iisc.ernet.in/sutra/erengy.html

(5)           CILR, Pongamia pinnata: a tropical and subtropical legume and future bioenergy crop

(6)           R.S.Kureel et. 2008 Jatropha-An alternate source for biodiesel NOVOD Board www.novodboard.com

 

上表列出西方世界所認識的油料作物中,含油量較高的植物,除了最高的微藻與最低的篦麻以外都是多年生木本植物,產量更低的作物就不列了

   1.  微藻是潛在產能最大的原料來源,但是生產技術還在開發中,我們對它寄予厚望,卻不能坐等它的成功

2.  油椰子:是陸生植物中產油率最高的一種,可惜它只能生產在南緯5~北緯5度之間的狹窄範圍之內,在台灣是無法種植的。到境外投資如何?很抱歉,這是高收益卻又對生態不友善的行業,沒有人歡迎你去,只好放棄了。

3.  木臼:產油率次高的樹種,它有一些問題:有毒;油有兩種,核仁榨出的油是乾性油,適於作油漆,作生質柴油的競爭力還有疑問。果肉含能作燭及鞋油等,卻不適於做燃油,種子含油20%24%,表列產油率是油與合併計算。它還有另一個問題,它有先驅樹種的傾向(在空曠地區繁衍迅速,在森林中卻受抑制發育不良,大面積種植時產油率會減)。它生長迅速根部發達,對原有生態衝擊大,砍除以後仍會由根部長出新芽而復活,很難根除,在美國它是列管的入侵雜草。它是否值得當作農作物是一個問題,如果要種植,有許多問題要解決。

4.  有一些連中文名字都沒有的植物,大多是生長在中南美洲熱帶地區的食用油類或果實、種子可食,我對它們缺乏了解,姑且暫置一旁。

5.  椰子、酪梨、巴西堅果都是食品,也得放棄。

6.  篦麻:有許多工業用途,價格比作生質柴油還好,因此不會被當作生質柴油原料。萬一生產過剩時,可以移作生產生質柴油之用,但是性能不佳,賣不到好價錢,投資者自會控制種植面積,因此它也暫時擺到一邊

7.  剩下兩項:水黃皮與麻瘋樹,就產油率而言水黃皮是佔上風的。再考慮吸碳功能,還是水黃皮佔先,麻瘋樹的毒性也較高,因此麻瘋樹應該是第二選擇。

   再看另一個來自印度的比較表,看看有沒有別的可能,這個表是以收益的高低排序有許多是印度的特有物種,也沒有中文名稱。巧的是前6除了蘆薈之外都可食用,後4項則否。

表二、樹生油料作物產能及收益比較表

 

樹生油料作物產能及收益比較表(公頃/)

資料來源:National Oilseeds and Vegetable Oils Development BoardNOVOD India

名稱

開始生產年數

穩定

產值年數

種子

產量kg

單價

Rs/kg

毛收入

Rs

管理成

,Rs

淨收入

Rs

備註

Wild

Apricot

5

15

1,924

 

158,424

 

 

(1)(7)

Jojoba

5

13

900

125

112,500

2,400

110,100

(8)

Cheura

7~8

 

70~

80Q

10~

15

70,000~

120,000

9,000~

10,000

60,000~

110,000

(9)

Simarouba

6

11

1,200

20

24,000

1,452

22,548

(10)

Kokum

6

11

1,200

20

24,000

1,540

22,460

(11)

Mahua

9

14

3,600

7

25,200

5,830

19,370

(12)

Tung

5

13

2,900

10

29,000

3960

25,040

(2)(3)

(13)

Pongamia

5

11

7,200

4

28,800

12,683

16,117

(4)(14)

Pongamia

5

11~15

7,200~

10,000

7

50,400

70,000

5,000~

7,000

45,400~

63,000

(5)

Jatropha

4

6

2,500

7

17,500

3,300

14,200

(6)(15)

Neem

6

13

3,900

5

19,500

2,367

17,124

(16)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1):本表是把印度官方NOVOD正式推動種植的10種樹生油料種子,列表比較。第13~6項都是食用油。Wild Apricot之收入是榨油後出售油及豆渣之收入。

      前6項都有較高的單價或其他用途,作為生質燃油是在生產過剩之後的預備用途。

  (2):以下4種油都是非食用油,只有水黃皮是微毒,有苦、臭味,是相對安全的樹種;桐樹、麻瘋樹及印度楝都有不同程度毒素,種植及處理都需注意安全問題。產量估計都是雨育,無灌溉之狀況。
  (3):桐油是乾性油,不適於作燃料,適合作油漆,價格更高。

  (4)NOVOD對水黃皮的記錄有多處可議者,如下文。

  (5):本為作者根據其他資料估計修正者,說明如下文。

  (6):印度政府力推動的麻瘋樹的種子產值,竟然是官方推動種植的10種油料作物樹種之末。

    以下為10種推廣手冊的書名及副標題。

  (7)Wild Apricot(野杏),無副標題。果肉可製果醬,食品及酒。

  (8)Jojoba-A potential tree borne oilseed。主要用途為化粧品及美容用品,不適於作燃料。

  (9)Cheura-A wonder tree borne oilseed。主要用途為食物,醫藥及飼料,花有糖份,葉大可作包裝材。

  (10)Simarouba-A potential tree borne oilseed for edible oil。食用油。

  (11)Kokum-A potential tree borne oilseed。食用油。

  (12)Mahua-A potential tree borne oilseed。食用油。

  (13)Tung-A potential tree borne oilseed。油漆原科。

  (14)Karanja-A potential source of biobuel

(15)Jatropha-An alternate source for biodiesel

(16)Neem-A tree borne oilseed。有毒,多功能的民俗藥品,化粧品,農藥,醫藥等。

以上10種樹木中,只有水黃皮與麻瘋樹兩種樹被稱為生質柴油的原料,只能就這兩種樹來比一比了。

先說麻瘋樹,它是深受NOVOD寵愛的樹種,他們給它的副標題是生質柴油的替代來源。種子的價格每公斤7印度盧比,是略低但可以接受的價格。產量2,500kg/ha,未灌溉時,也是可期望的假設。

說到水黃皮,它似乎受到有意或無意的壓抑。雖然承認它的種子產率接近麻瘋樹的3(7,2002,500/kg-ha),卻仍然介紹它只是有潛力的生質柴油來源。估計它的價格只值Rs4/kg,更是嚴重偏低,作者認為水黃皮比麻瘋樹低5~10%是合理的,因為它榨出的油可能比麻瘋樹少5~10%,熱值也略低一點點,說它只值Rs4/kg,不是無知就是偏見管理成本也高估很多即使不調整管理成本,種水黃皮的收入也遠遠超過種麻瘋樹。

印度農家物平均收入大約Rs20,000/戶,每戶平均耕地面積只有1.2公頃左右,而且還在繼續縮小中。如果一戶種1公頃麻瘋樹,還要加上一些其他收入才能過最起碼的農村生活。

在印度種麻瘋樹是沒有種樹的碳交易權的,只有依產油量而得的碳權。1噸油相當2.86噸二氧化碳減量,1噸二氧化碳交易權大約10美元(目前還不到,就快到了,而且數年之內一定會超過)2,500kg種子可得油700kg2噸二氧化碳交易權,可以得到約Rs950/年的收入。

種水黃皮約有20噸以上碳權,可以得到Rs9,500/年以上的收入。此外還有7~9噸乾豆莢與5噸乾枝葉,高產油率樹木的細枝可以做嫁接條,培育成樹苗自用或出售。其餘的殘枝敗葉與豆莢可以做薪材、綠肥、製沼氣或其他用途。(包含紙漿、木屑、高壓板、第二代生質燃油)

無疑地水黃皮將取代麻瘋樹的地位,然而麻瘋樹並非就此出局,它還有用途,在某些水黃皮失卻優勢的地方,(主要是雨量在600mm以下及土質特殊的地區。)還是要考慮麻瘋樹,站在維護生態,生物多樣化的立場,也應該鼓勵麻瘋樹的存在。
 

印度農民的收入

「淘金印度」(NHK特別採訪小組著,天下出版)有一個印度棉花產地棉花農的故事波倫瓦爾38歲與父母、兩個兄弟及家人、自己的家人共14口,住在一個屋子裡,一年的生活費是30,000盧比,一點也沒有奢侈浪費。棉花的價格如果不到Rs27/kg就等於倒貼,而當時(200611)的拍賣價格只有Rs20/kg-----關於印度棉花農的悲慘故事,可以閱讀該書,此略過。參考的是一個農家14口,收入的期望值是Rs30,000在他們因棉花價格下跌而債台高築時,該地區的3千萬人中,每年約有1千位農夫被迫自殺的情況下,沒有人告訴他們可以轉作能源作物。

有一個被幸運之神特別眷顧的小部落村莊叫做Powerguda,位於安得拉邦的西北角落,它只有30戶,180人。因為它太小,作樣板的效果最好,在1999~2000年裡,每戶的平均收入Rs15,677,到2002~2003年時增加到Rs27,821,其原因是政府派專家(ICRISAT)來幫助及他們做雨水截流設施、種植能源樹木、培育苗圃以及以水黃皮豆粕作有機肥以增進農產質量的技術,在這些設施剛剛起步,還沒有完全發揮的時,最主要的幫肋來自一台每小時可壓榨種子50kg的榨油機,(縣政府提供的。)它發揮立即作用,經由採拾種子、榨油、售油、售豆粕等活動把農民的收入往上拉。他們有一個苗圃,2002年種了4,500株水黃皮樹,往後每年要種10,000株,出售10,000株錦上添花的是,2003年時他們與世界銀行做了印度的第一筆碳交易,標的是2002年種的4,500黃皮至2012年的10年間產出種子榨油後的二氧化碳吸收當量147,賣了US$645。不需要加工成生質柴油,原料油照樣可以成交

種甘蔗是印度傳統農業中收入最好的選擇之一,每公頃一年可採收甘蔗70公噸,每噸Rs1,000,毛收入是Rs70,000水黃皮差可及之。差別在甘蔗要種在有穩定灌溉水的良田,有穩定的收入。水黃皮種在沒有灌溉的荒地,在豐年可以有相同於種甘蔗的收入,在乾旱欠收時,就比不上了。此外甘蔗田種久了會退化,而水黃皮田則是愈久愈肥。

每戶收入Rs20.000是平均值,收入Rs15,677Powerguda村是最窮的嗎?不是,他們的農地尚稱肥沃,年均降雨量1,100mm(1)也算很高,還有許多位於更乾旱貧瘠地區或森林裡的更貧窮的收入還不到Rs10,000

「淘金印度」又說「印度國立應用經濟研究所」界定的中產階級標準是年收入Rs90,000~1,000,000。年收入低於Rs90,000的家庭都算窮人。窮困農人要翻身晉級到中產階級,最妥當的法子就是種水黃皮,看氣候與土壤狀況,種1.53公頃就夠了,未必只能種在自己的田裡,除了私田,還可以參加公共造產,在鄉村的公地上種植。

種麻瘋樹如何呢?據受聘幫Powerguda作農技服務ICRISAT( International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics ) 的大當家及主要幹部共同發表的報告「由生質柴油植物改進生計與環境保護-亞洲篇(Improved Livelihoods and Environmental protection through Biodiesel Plantations in Asia 2006)中說:麻瘋樹的期望產能是-750~1,500kg/ha有灌溉時1,500~2,500kg/ha,比NOVOD的估計要少4至5成

對於水黃皮,他們是怎麼說的呢?您瞧:「一株獨立樹生產種10~200kg,顯示它至少有1,000kg/ha的生產潛力。這是最低的估計,如果採平均值計算一公頃100多株樹,只有100株有100kg/株產能,那麼至少就有10,000kg的產能了,他們只講了半句
 
 水黃皮油與麻瘋樹油的成本
 
 .馬來西亞 Sains大學的M.M. Gui, K.T. Lee(2008)等報告說水黃皮油的種植成本為US$310/ha, $0.25/kg油;麻瘋樹為$620/ha, $0.39/kg油;篦麻油為$140~160/ha,$0.12~0.14/kg。該報告之資料都來自印度,可惜準確度不高,然而麻瘋樹的成本較水黃皮高很多則是不爭的事實。(Feasibility of edible oil vs. non-edible oil vs. waste edible oil as biodiesel feedstock)
生質柴油的價格-價格隨時會變動:
1.印度政府核定生質柴油業者與燃油通路業者的交易價為Rs34/L(2010上半年,最近的柴油價格約Rs39/L。)
2.高盛銀行估算的成本是麻瘋樹生質柴油 $43/桶≒Rs1,994/桶≒Rs10.44/L≒$0.225/L≒$0.25/kg。大農場種植時成本會降低,能否達到高盛的數字大有疑問,因為它可能偏低。
 
碳吸收能力
ICRISAT的同一報告又說:「水黃皮樹在自然生長狀況下,一株樹在5/10/15/25年時的二氧化碳吸收量是17/72/331/347kg,測試地點是Powerguda村所在的Adilabad

台大的王亞男教授也做過類似的實驗,在桃園市區的文中路做10年生水黃皮路樹的吸碳量測量,數值是18.02kg,只有印度同齡樹1/4

    水黃皮是對空氣污染反應靈敏的樹,不適於種在空氣污濁的市區及工業區。您只要看看這幾個地方的水黃皮就知道了。

1.    台北捷運劍潭站停車場邊:有40株不很高卻很茂密。它雖然位於交通要道旁,因為旁邊有青翠的山分攤吸碳任務,所以長得很好。

2.    大安公園裡:樹型較高大葉子並不很密,大概是空氣汙染相當嚴重。

3.    關渡自然公園:樹葉密度類似大安公園,空氣品質不錯還長不太好,大概是位於海邊濕地,鹽份太高之故。

4.    台北市松仁路:在忠孝東路與基隆路之間有約200株,枝葉都很少,是生長狀況最糟的
關渡自然公園與松仁路的結實情況都不好,其他二處則未觀察 。
 
在台灣種水黃皮會有什麼樣的收穫?沒經過調查,不知道。我相信,經過調查,一定可以找出許多適於水黃皮生長及結實的地方,而且具有經濟價值及環境價值。
 
大挑戰
我們的市容與鄉村很醜陋,能賞心悅目的地方不多,是不是?
我們的空氣品質很差,我們要減排廢氣改善空氣品質,是不是? 
我們要抵抗高油價,我們要減少使用石油產品,是不是?
 
種植水黃皮並且採收種子製油,是兼顧能源、氣候變遷與環境美觀,一舉數得 的妙法。
但是,水黃皮樹在空氣污濁的環境下生長不好,種子產量少,吸碳量減少,沒有實用價值,滿地的落葉及莢果更使人厭惡。
如果我們有決心追求美好,遍植水黃皮是最好的選擇,它的投資報酬率是很高的。
但是它是一條漫長的路,有許多研究與配合條件要做,從種下優選種子到初次收成要5年,到能給汽車遮陽要10年,我們有多少時間可以等?