第二章 文獻回顧
2.1 國內稻稈產量與與處理現況
稻米是全球三大糧食作物之一,根據聯合國糧食與農業組織 (Food and Agriculture Organization of the United Nations, UNFAO)統計,2011 年全球稻穀種 植面積達 15,365 萬公頃、產量達 67,202 萬公噸、每公頃平均產量為 4373 kg,換 算成糙米(種子)產量達 1,675 萬公噸,其中又以中國(29.3%)、印度(17.9%)、印尼 (9.9%)為前三大生產國家。而稻稈為稻米生產中主要之廢棄物,因此利用稻稈作 為生質能源,可提高稻米的附加價值,也可減少農業廢棄物。
2.1-1 國內稻稈產量估計
我國位於亞熱帶環境,長年高溫多雨適合稻作生長,一年可有兩期稻作收成,
第一期約自 1-7 月,生育期約 120 天,第二期約自 7-12 月,生育期約 100 天,
是我國最主要的糧食作物,也是我國種植面積最大、農戶最多的產業。
表 2.1 為我國歷年稻米收穫面積與產量,數據顯示隨著經濟發展、產業轉型,
稻米收穫面積從 1992 年至 2011 年約降了 40%,而稻榖產量只降了 30%,自 2004 年後稻榖的生產量則穩定於 150 萬公噸左右。
雖稻穀產量已經降低,但仍有超過一千公噸,故每年所生產之稻稈量仍十分 可觀,稻稈為稻米生產中產生之農業廢棄物,由於我國沒有稻稈產量的統計數據,
故需推估其產量,農業委員會(以下簡稱農委會)指出國內稻榖與稻稈生產比率約 在 0.9-1.2 間,通常以 1 作為計算,即每生產 1 公噸之稻榖,會產生 1 公噸之稻 稈[農委會, 2010b];若以生產面積推估,則每公頃約平均約產生 5.5-6.7 公噸之乾 稻稈 [Kadam et al., 2000],國內常以 6 公噸/公頃來推估。表 2.2 為我國 2010 年 各縣市稻穀收穫面積、產量與稻稈推估量,數據顯示兩種方法推估總量相近,總 計約產出 145 萬公噸之稻榖,一期產量約為二期兩倍,其中又以彰化縣與雲林縣 為大宗,各佔 20%,台中縣與嘉義縣次之,各佔 10%左右。
表 2.1 我國歷年稻米收穫面積與產量
2.1-2 國內稻稈處理現況
稻稈的處理方式可大致分為物質再利用與能源再利用二者,如圖 2.1 所示,
而我國稻稈之能源再利用尚在發展階段並未量產,因此主要仍以物質再利用為主,
傳統之稻稈物質再利用又可細分為養殖業、農業、以及工業三大領域之再利用,
養殖業部分主要包括提供作為家畜(如牛)之飼料 [楊文龍等人, 2009],以及作 為倉庫及畜禽舍之墊料,亦有養鴨場利用稻稈作為育雛墊料,以防止地面潮濕使 雛鴨弄濕羽毛等功效[洪秀良與蘇宗振, 2009]。
在農業再利用方面由於稻稈含有有機質成分約為 90%,碳氮比值高,含有 大量纖維質及氮、磷、鉀等植物營養成分;每公頃稻稈大約可以提供氮素 28 公 斤,磷酐 10 公斤,氧化鉀 63 公斤,因此主要可分為就地翻耕掩埋、作物栽培覆 蓋、育苗栽培介質與堆肥[洪秀良與蘇宗振, 2009]。
而工業再利用則主要為稻稈工藝品與草蓆草袋等,台灣早年使用的黃色粗紙 即是利用稻稈製作,如能改進製程或開發多元利用,也能增加稻稈利用率。此外,
稻稈亦能製作草繩、草袋、草蓆、鋪蓋屋頂及包裝材料、童玩等。由於上述所述 再利用模式,皆需耗費人力與時間,農民為求省工迅速,往往利用焚燒來處理稻 稈,也會產生空氣污染及消防安全的顧慮。環境保護署(以下簡稱環保署)公告實 施的「空氣污染防治法」規定露天燃燒稻稈造成空氣污染,將處新台幣 5 仟元以 上 10 萬元以下之罰鍰,倘若因露天燃燒稻稈產生濃煙影響用路人之行車視線造 成車禍及人員傷亡還需負擔刑事責任[洪秀良與蘇宗振, 2009]。
表 2.3 為我國 2002-2010 年國內稻稈處理方式統計表,顯示在 2006 年以前稻 稈再利用多為地翻耕掩埋、作物栽培覆蓋與焚燒三種用途,自 2007 年起增加了 倉庫墊料、育苗栽培介質、堆肥與其他類,其他類主要為稻稈工藝、稻草人等。
不論何時我國主要的稻稈處理方式為就地翻耕掩埋,大約佔 75-80%左右。焚燒 部分則是由 2006 年以前的 10%降為 6%,顯示政府宣導已有成效,但仍有進步 空間。
圖 2.1 稻稈再利用方式。
表 2.3 我國 2002-2010 年國內稻稈處理方式統計表
年分 產生量 就地翻耕掩埋 作物栽培覆蓋 焚燒 倉庫墊料 育苗栽培介質 堆肥 其他 (萬公噸) (wt.%) (wt.%) (wt.%) (wt.%) (wt.%) (wt.%) (wt.%) 2002 180 80.00 6.96 13.04
2003 165 83.07 6.98 9.95 2004 143 82.00 8.00 10.00 2005 147 82.00 8.00 10.00 2006 156 82.00 8.00 10.00
2007 136 80.30 8.39 6.20 0.02 0.07 0.33 4.69 2008 146 73.99 11.47 7.76 0.53 0.78 2.54 2.92 2009 158 73.61 14.25 5.92 0.82 1.30 1.56 2.54 2010 145 74.26 13.09 6.77 0.88 0.96 1.65 2.39
數據來源:[農委會, 2010b].
稻稈 物質再利用
養殖業再利用
飼料
倉庫墊料
農業再利用
就地翻耕掩埋
作物栽培覆蓋 育苗栽培介質
堆肥
工業再利用
稻稈工藝品
草蓆草袋
能源再利用
生質酒精
衍生性燃料
表 2.4 則為整理各種處理方式之優缺點,雖就地翻耕掩埋是目前最主要的處 理方式,但需保持旱田耗時兩周,而一、二期稻作間格時間短,稻稈不易腐化,
若期間遇到大雨為腐化知稻稈會堵塞排水系統造成淹水,其他處理方式又需考量 集運成本以及需求量較少。故若將稻稈視為再生能源,是一解決方式,唯此技術 尚在開發階段,需考量稻稈並非連續性生產,集中在 7-8 月以及 1-2 月,需考量 集運、儲存、農田有機質、氮素損失等問題。