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台灣林業在發展生質能源的路上

2021-08-16

            郭佩鈺 助理教授

宜蘭大學森林暨自然資源學系


往往當我們談到生質能源之時,大家都朗朗上口可用之原料包含木材、稻稈、芒草…等,但當我們聊到伐木砍樹製造原料之時,砍樹在台灣社會似乎就成了不可接受的行為,成了眾矢之的,而這樣的想法或許跟我們在林業政策的發展是息息相關的。
台灣在早期經歷了以木材生產為主的「開採林業」、以林相變更造林為主的「育成林業」、以國土保安為主的「公益林業」、以自然保育為主的「生態林業」等四階段。許多民眾的印象往往還停留在生態林業的想法,認為生態保育是森林最為重要的功能,但事實上,森林能提供的面相不僅僅於此,好比生活中的木製家具、每天用到的衛生紙、書寫紙張、購買網購的包裝紙箱…等,都是森林產出並加以利用的林業資源,大家都忽視了這些產品其實來自於森林,就好像大家忽視產生生質能時必定會產生的林業經濟活動。經濟活動與生態保育並不衝突,事實上唯有穩定的經濟活動,才能提供生態保護所需之資源,達到真正的永續性。因此林務局積極推動第五階段「永續林業」,也就是歷經了約30年的禁伐政策,正視永續林業需要相對應的經濟活動,保證產業之永續性。從2017年國產材元年開始,林務局重啟了國產材的伐採(圖1),在過去短短四年,林務局陸續推動了台灣木材標章,以建立安心與綠色的消費;倡導林業多元輔導方案,協助小林農或是林業合作社,以現行獎勵造林政策為基礎上,額外增加了撫育、疏伐、機具補助、驗證費用補助等多項獎勵;林務局在會客空間成立了森林會客室空間布置,在每年的建材展,以國產材館參展(圖2),增加廠商與民眾對於國產材推廣的認知。

圖1 訓練新一代青壯年在國產材伐採的現場教育訓練場景。

圖2 林務局在每年世貿建材展積極推動國產材的發展。

而台灣生質能的發展和國產材推廣是可以互相配合的,積極推動國產材利用之際,勢必將產生可觀的林業餘料,以全國第四次森林調查資料顯示,全國森林覆蓋面積達219.7萬公頃,假設每年年生長量平均約為5 m3/ha,利用率可以達八成,則每年約有800多萬立方米木原料投入國產材市場。惟若該等以進行加工利用為主,以廢棄資材產生率15%估算,每年亦可獲得之廢棄資材約為130萬立方米,約為60萬公噸重。過去這些林業餘料往往被利用為填充劑、土壤改質劑等,或是提煉特定木材化學物質,例如多酚類和高分子量單寧等,若只提取特定木材化學物質,成本相對高,因執行作業單一、純化,且廢棄物仍存在,而這些林業廢棄物就可以作為台灣生質能發展的原料。 林業廢棄物當中,讓下游製材廠相當頭痛的一點就是樹皮,在整個製材的過程中,第一道步驟為去樹皮(Debarking),因此往往在製材廠中有著堆積如山的樹皮,等待清運商加以處理。樹皮中含有大量木質素等之酚類化合物,相較於木材本身,樹皮的熱值更高,也會因為樹種的不同,部分含有較多的樹脂類、單寧類等,以國外常用的Birch來說,一般大家對於木材的C含量認知是在50%左右,但在Birch的外樹皮,卻可以高達70%,對於作為生質能的料源相當理想。

圖3 維也納的木造摩天大樓,高84公尺,樓數為24樓(HoHo Hotel)。

相信許多民眾會懷疑是否台灣每年有這麼大的木材使用量,如果沒有這些使用量也就不會產生相對應的林業廢棄物了。現估計,台灣每年的木材使用量大概在600萬立方米左右,以15%的廢棄資材計算,每年大概產生100萬立方米的廢棄物。而這些都還不包含現代在國外積極推動的木造摩天大樓(圖3),在挪威的木構大樓已高達112公尺,未來倫敦更希望可以建達300公尺,而直交積層材(Cross laminated Timber, CLT)是現在木質摩天大樓發展的主要建材,藉由CLT的應用,在建築業因為CLT的快速發展,更是興起了所謂”Wood is coming”的風潮。如果以奧地利的HoHo Hotel作為計算的範例,為了製造84公尺高,24層樓的HoHo Hotel,HoHo官方網頁指出大概利用了4,350立方米的木材,如果以0.6 g/cm3的密度下去計算,大約是2610噸,相當是自大氣中吸收了4160噸的二氧化碳,若和鋼筋混凝土建築相比則省了約2800噸的二氧化碳排放量。台灣每人每天碳排放量是19.6公斤,約為71.9公斤二氧化碳,因此4160噸的二氧化碳吸收量,大概是5萬7千多人每天的二氧化碳用量,或是省下了1540噸的汽油,假設每人每天用油5公升,大概可以供給44萬人每天所需用油,所以有效利用木材,也是節能省碳不可或缺的一環。再者,未來當台灣也積極推動木造摩天大樓之時,勢必會產生更多的林業廢料,不論是製造過程當中產生的廢料或是汰舊換新之時所產生的建築廢料,這些都是生質能未來勢必會面臨的原料之一。

圖4 在國外積極發展的生質能木屑處理機械。