修下來的文旦枝,不一定是廢棄物:從果園現場談低碳農業與生物炭
白益豪副教授
國立東華大學
每年文旦採收後,果農還有一項重要工作:替果樹整枝修剪。適當修枝可以改善通風與日照、避免枝葉摩擦果實,也有助於降低病蟲害風險。然而,樹修好了,滿園枝條該往哪裡去,往往成為農民下一個難題。
依據農業部臺南區農業改良場的評估,每公頃文旦園每年約會產生6至21公噸修剪枝條。對一座果園而言,這不是幾綑樹枝,而可能是好幾車的農業剩餘資材。
過去常見的處理方式,包括集中堆置、掩埋、清運,甚至露天燃燒。等待自然腐化耗時;清運需要人工、車輛與燃料;露天燃燒則會產生煙霧與空氣污染,也讓枝條中的碳在短時間內回到大氣。因此,我們真正該思考的,不只是「怎麼把枝條清掉」,而是「這些枝條還能變成什麼」。
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圖 1、文旦果樹下修枝物直接園地破碎(能源科技中心提供)
小枝留在果園,大枝轉換成能源
文旦枝條不必只有一種處理方式。較理想的作法,是依枝條大小、健康狀況及後續用途分流。
沒有病蟲害、直徑約2公分以下的細枝與葉片,可利用割草機或粉碎設備在果園內直接切碎。粉碎後的枝葉通常在一週內逐漸乾枯,約3至4個月腐化、分解;若能二次粉碎,材料更細、更均勻,也可加快分解。
就地粉碎最直接的好處,是減少枝條清運所需的人力、成本與燃油。細碎枝葉覆蓋土壤表面,亦有助於減少水分蒸散、抑制部分雜草,並讓有機質與養分逐步回到土地。
不過,就地循環並非毫無條件。若枝條帶有潰瘍病、疫病或其他病原,便不宜直接留在園內,以免成為下一季病蟲害的來源。循環利用的前提,始終是維護果園健康。
至於較粗、短期內不易分解,或不適合留園的枝條,則可在破碎、乾燥後送入高溫氣化系統。如此一來,枝條不再只是待處理的廢棄物,而成為可轉換為能源與生物炭的原料。
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圖 2、文旦修枝高溫氣化前處理(能源科技中心提供)
氣化不是把枝條「燒掉」,而是重新分配能量與碳
不少人第一次看到氣化設備,都會問:「這不就是把樹枝拿去燒嗎?」
其實,高溫氣化與一般露天燃燒不同。露天燃燒是在氧氣充足的環境下,快速將枝條轉換成熱、煙與灰燼;氣化則是在高溫、低氧條件下進行熱化學轉換,使枝條中的能量與碳分別進入不同產物。
其中一部分轉換成可燃的合成燃氣。經適當淨化與燃燒控制後,可提供熱能,應用於文旦、茶葉或其他農產品的烘乾,亦可進一步產生熱水、蒸汽或電力。另一部分碳則保留在固體產物中,形成具有多孔隙結構的生物炭。
換句話說,氣化的重點不是單純消滅枝條,而是重新分配枝條中的能量與碳:可利用的能量轉為燃氣與熱能,較穩定的碳則保留為生物炭。
這也是將設備發展為「移動式能源站」的理由。花東農地相對分散,若枝條必須長距離運往固定工廠,運輸成本與碳排放可能抵銷部分循環效益。設備若能接近原料產地,便可減少運輸,並讓產出的熱能與生物炭優先在當地使用。
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圖 3、文旦修枝破碎物含水率檢測
一公噸生物炭,可以固定多少碳?
生物炭受到重視,關鍵在於它可將原本較容易分解的生物質碳,轉變成較穩定的碳結構。枝條若直接堆置,其中的碳會隨腐化逐步回到大氣;經氣化後,部分碳被保留在生物炭中,分解速度大幅降低。符合品質與安全要求的生物炭施入農地後,有機會在土壤中保存數十年至百年以上。
依IPCC《2019年精進版國家溫室氣體清冊指南》的生物炭估算方法,木質原料經氣化後產生的生物炭,其有機碳含量可採預設平均值52%;若製程溫度高於600°C,百年後仍保留於農地礦質土壤中的生物炭碳比例,可採0.89的預設值估算。
以此試算:
1公噸生物炭 × 52% × 89% × 44/12 ≈ 1.70公噸CO₂e
也就是說,每生產並施用1公噸符合上述條件的木質氣化生物炭,理論上約可形成相當於1.70公噸二氧化碳的百年尺度碳庫。
但這是依IPCC預設參數計算的「毛固碳量」,不等於可取得的碳權,也不等於專案的淨移除量。實際評估還須扣除枝條破碎、乾燥、運輸、設備運轉及生物炭施用過程產生的排放。換言之,不能只看生物炭有多少,也要看生產與使用它總共消耗多少能源。
每公頃文旦園,可能有多少固碳潛力?
若以每公頃產生6至21公噸修剪枝條為情境,並假設枝條重量皆為乾重、生物炭產率為10%至20%,則每公頃約可產生0.6至4.2公噸生物炭。再以每公噸生物炭形成約1.70公噸CO₂e百年尺度碳庫估算,潛力約為每公頃1.0至7.1公噸CO₂e。
這個範圍只能用來理解可能的規模,不能直接視為瑞穗文旦園已完成的減碳成果。最關鍵的問題,是枝條重量究竟以鮮重或乾重計算。剛修剪的枝條含有大量水分,若未量測含水率,便可能高估可利用乾物質與固碳量。
未來若要建立可靠的減碳績效,至少應記錄五項資料:枝條重量、含水率、生物炭產率、生物炭含碳量,以及整套設備的燃料與電力消耗。有了這些數據,才能算出較接近實際的淨減碳效益。
文旦樹會固碳,但果實不是永久碳匯
文旦樹生長時,會透過光合作用吸收大氣中的二氧化碳,並將碳儲存在樹幹、枝條、根系、葉片與果實中。從這個角度看,文旦園確實是一座隨季節變動的生物碳庫。
然而,果園碳庫會受到品種、樹齡、種植密度、修剪強度、土壤與氣候條件影響;不同國家或品種的研究數據,不宜直接套用到瑞穗文旦。更重要的是,碳庫存量與年度新增固碳量是兩件不同的事。
文旦果實雖含有碳,但採收、食用或腐化後,多數碳會在較短時間內回到環境。若把每顆果實吸收的二氧化碳全部宣稱為永久固碳,便會高估實際效果。較精確的說法是:果實參與果園的年度碳循環;樹幹、根系與土壤屬於相對穩定的碳庫;將修剪枝條轉為生物炭,則可延長枝條中部分碳的保存時間。
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圖 4、生物炭用於文旦果樹下進行土壤改良與固碳
低碳文旦,不能只靠一座氣化爐
發展「低碳文旦」,不能只把焦點放在枝條氣化或生物炭。從生產到消費,肥料、農藥、農機燃油、灌溉用電、包裝、冷藏及運輸都會產生碳排放。國外柑橘研究可作為方法參考,但各地生產條件差異大,不能直接當成臺灣文旦的碳足跡。
真正適合瑞穗文旦的低碳農法,可以從農民每天做得到的事開始:依土壤與葉片檢測合理化施肥、減少不必要的氮肥投入、採取草生栽培及少耕管理、使用節能灌溉設備、將健康細枝就地粉碎,以及把粗枝轉換成能源與生物炭。
若氣化產生的合成燃氣能實際取代農產品烘乾使用的柴油或瓦斯,還可能產生能源替代效益。但必須量測燃氣量、熱值、設備效率及實際替代的燃料量,不能只因設備「有產氣」,就認定已經減碳。
從格外果加工,走向文旦全株利用
文旦產業的另一項挑戰,是銷售期高度集中於中秋節前。節慶過後,市場需求快速下降;部分大果、外觀不完整或規格不符消費偏好的文旦,也較難透過鮮果通路銷售。
若能結合農會的冷藏、分級與加工體系,將格外果製成果汁、果醬、果茶、果皮精油或洗沐產品,便能延長保存與銷售期間,也可減少格外果集中進入市場、影響鮮果價格的壓力。
進一步來看,文旦產業可逐步形成完整的循環利用模式:品質良好的果實進入鮮果市場,格外果與果皮進入加工系統,健康細枝留在果園覆蓋土壤,粗枝轉換成熱能與生物炭;生物炭經品質及安全檢驗後,再回到農地使用。如此一來,文旦不只是「全果利用」,更能朝「全株利用」發展。
把碳算清楚,才能讓地方農業被看見
循環農業不能只停留在「看起來很環保」,而要回答三個問題:減少了多少剩餘資材、替代了多少能源,以及留下了多少穩定的碳。
未來可以「1公斤文旦」或「1箱文旦」作為宣告單位,盤查肥料、農藥、灌溉、農機、採收、枝條處理、包裝、冷藏與運輸等排放,再分別揭露生物炭碳庫及合成燃氣替代化石燃料的效益。如此才能建立具有地方特色、也經得起查證的文旦碳足跡。
環境部已建立產品碳足跡標示與查證制度,並持續推動碳足跡資訊與綠色採購的連結。未來瑞穗文旦若能建立完整的生產紀錄與碳足跡資料,低碳便不只是環境理念,也可能轉化為綠色採購、企業ESG合作及地方品牌的新價值。
對農民而言,枝條原本是每年都要面對的麻煩;換個角度,它也是果園裡每年再生的能源與碳資源。真正的循環農業,不是硬把廢棄物包裝成商品,而是找出最適合土地、農民與產業的利用方式:該留在土壤裡的回到土壤,能轉換成能源的就近使用,可以長期保存的碳則好好留下。
當我們能把每一段枝條、每一份能源與每一公噸碳都算得更清楚,文旦產業就不只是生產一顆水果,更是在經營一座與土地共同呼吸的低碳果園。
參考資料:
[1] 農業部臺南區農業改良場,〈文旦修剪枝條現地循環利用與草生土壤增匯 助攻果園淨零管理〉,2026。
[2] IPCC, *2019 Refinement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories*, Volume 4, Chapter 2, Appendix 4: Method for Estimating the Change in Mineral Soil Organic Carbon Stocks from Biochar Amendments.
[3] 環境部,〈環境部推動產品碳足跡管理要點〉(2025年1月9日修正)。
[4] 環境部產品碳足跡資訊網,產品碳足跡標籤、查證規範及公開資料。
編輯註:文中每公頃生物炭產量與固碳潛力為條件式情境試算,並非實測成果或碳權核發數量。實際值須以枝條乾重、含水率、生物炭產率、含碳量、製程排放及運輸距離等現地資料計算。