計畫摘要
利用農用生物炭減少土壤碳排放、促進碳封存及改善環境之效益評估本計畫之目的與內容包括下列各項：(1)生物炭分級與施用推薦：針對國內各區域大宗廢棄物所製成的生物炭，整合各改良場所之施用生物炭對作物生產及環境之影響試驗結果，嘗試以生物炭資材、炭化條件及其特性分析與標準，進行生物炭品質分級及施用推薦，以供國內田間應用推廣及參考。(2)施用生物炭對溫室氣體排放的影響：選擇2-3種生物炭田間試驗，定期監測施用生物炭與未施用生物炭之CH4 與N2O排放量測，並比較兩種處理之差異，以了解施用生物炭是否有降低溫室氣體排放之效益。(3)生物炭在土壤中分解速率估算：以孵育試驗來估算生物炭在土壤中之分解速率，並估算其對土壤碳匯之效益。(4)施用生物炭對土壤微生物生態之影響：選擇2種生物炭田間試驗，定期監測土壤微生物類別與生物量之變化，以了解施用生物炭對土壤微生物生態之影響。評估施用生物炭對土壤生物多樣性之影響及可行性。
生物炭料源供應及應用管理平台建構本計畫擬建構「生物炭料源供應及應用管理平台」，從資源分布、料源處理、處理現況到終端使用，透過收集、彙整農地及林地相關GIS圖資並進行分析與運算，以及掌握各項生物炭料源生產、回收、利用與通路，建構管控流程，調節資材生產預測與剩餘資材配置，推演最佳的動態料源供應與回收利用鏈，完整呈現台灣各類農業資源資材及廢料分布狀況，做為循環經濟與廢棄物循環利用與研究發展的相關政策依據，期能達到零廢棄、全循環的目標。並建立生物炭知識分享平台，提升產官學研各界及全民生物炭料源再利用之實踐與運用。 108年度規劃完成建立生物炭資材動態料源潛量供應及剩餘資材配置與回收利用模型、生物炭料源及生物炭管控流程系統規劃設計與建置，及擴增與優化平台中三個子系統之內容與功能。
林業資材與木竹炭多元應用技術開發之研究本計畫擬針對竹產業廢棄資材加工後特性進行基礎研究與研發竹炭多元化產品，計畫包括：1.進行竹材結合生物製劑、肥料及其他栽培介質延伸應用，研發碳竹板作為性質穩定之園藝資材，及利用竹顆粒碳化作為土壤介質，取代成本高且仰賴國外進口之園藝資材；2.分析研究竹炭施加於林地土壤，影響林地與周遭環境之碳吸存效益；3.開發都市林綠資材介質配方土與商品化，應用於都市林土壤改良以及提高樹木耐抗病性，可提供都市林健康管理之應用開發。計畫整體目的在強化竹廢棄資材之活化再生利用，提高國內竹材之利用率，進而促進竹林資源管理效率之提升，同時提振竹炭產品附加價值與市場競爭力。 以生物炭為載體之微生物保水栽培介質及其對環境安全性評估本計畫目的是建構本土生物炭產品之環境毒理安全檢驗平台，由各研發單位之炭品開發進程盤點安全檢驗優先順序，每年完成至少2種以上生物炭產品之環境毒理安全檢測與評估，包括有害物檢驗及非目標生物安全評估資料製備，以確保其產品之安全性。同時探討不同料源或不同燒製溫度或不同燒製設備下生物炭產品之安全性差異，以找出各種料源燒製的最佳條件。最終協助訂定安全管理規範或指引供權責單位參考及協助炭品燒製者自主安全管理，未來則可確保炭品之安全性，同時可提高國內農業廢棄物之利用效率，進而達到環境永續經營與促進「打造低碳綠能環境」之實現。
生物質熱能及碳化技術整合開發應用及料源盤點本計畫進行(1)生物質熱裂解產物(竹醋液)在設施蔬菜小型害蟲的防治效益評估與應用：篩選具防治效益的資材推廣應用，以降低農業廢棄物處理困擾，永續農業發展；(2)生物炭施用於青梗白菜、柑桔及玉米的栽培試驗：篩選出適合改良土壤物理性、化學性及生物性最佳之生物炭配比使農業廢棄物資源化；及(3)生質熱能吸收式製冷機改良：改良生質熱能吸收式製冷機，提升製冷效率並可應用於溫室降溫，以解決夏季電力供應緊張及節省電費。
農地休閒期湛水並添加生物炭對控制病害之友善農耕模式開發本計畫目標為1.開發生物炭大量運用於農地之用途需求，增加農業廢棄物田間再利用，減少田間病害發生及耕作期農藥使用，並輔導或活化地區專業炭化事業。2.針對栽培面積較大的作物，進行休閒期湛水並添加生物碳以控制病害，據此開發生物碳大量運用於農地之用途需求。3.計算生物碳田間最大投入量、盤查地區生物碳產品種類與供應量。增加生物碳需求約200頓，增加地區炭化事業1項。
生物炭複合產品製備及應用技術整合開發1.農業剩餘資材藉由轉化為生物炭有利於環境永續發展，但農業剩餘資材分佈影響其資源化利用，進行料源盤查可增加產業化可能，惟生物炭高酸鹼值特性可能限制用量和用途。2.開發生物炭相關複合產品，並進行生物炭友善環境與施用評估研究，可用於增加土壤施用和推行參考。
農業有機廢棄物之生物炭研發與應用評估生物炭環境及生態之影響，提出配套機制及達成改良土壤效果：酸性土壤之生物炭施用閥值評估1項。 預期效應積極因應千分之四倡議聯盟，投入相關研究，有助提升炭封存量，減少溫室氣體排放。酸性貧瘠的土壤，使用生物炭，預期可增產10%以上。
高屏地區作物殘體生物炭之研究與應用生物炭技術除可提升農業廢棄物再利用比例，並可減少因燃燒農業廢棄物所釋出之碳排放，也因生物炭的施用，增加永久性的碳儲存，施用生物炭於農地中可提升土壤之理化性質，降低生產成本，更可成為再生能源及環境復育之材料。高屏地區為熱帶果樹重要產區，這些果樹收穫後多數需整枝修剪，而大量枝葉殘體，常經由露天燃燒或部分粉碎掩埋處理，易造成空污及殘體分解後CO2回歸大氣。為兼顧農產與環保，若能將此廢棄物進行粉碎後適當炭化處理，並回歸農田土壤再利用，則可增加土壤碳儲存量，而減少CO2回歸大氣，以達到固碳及再生循環利用與土壤改良之效果。本年度計畫結束後，預計完成生物炭施用於高屏酸性土壤壤對雜糧作物及長期果樹產量影響評估。
花蓮地區稻殼及文旦枝條生物炭之生產與應用生物炭為循環生物經濟中的重要一環，但生物炭因料原與製程技術不同，製成之生物炭特性與效果不一，施用後因土壤性質不同而有不同結果，而施用量的效應亦因生物炭與施用土壤特性而異。依目前相關試驗與國內外相關研究顯示，施用 2% 生物炭於農地中，應不致對土壤與作物造成影響，且可能有正面效應，但土壤中可施用生物炭之最高量，仍無定論，是否可直接作為植物生長介質還需透過試驗證。花蓮文旦果園很高比例位於酸性且黏重土壤區域，若能應用生物炭改良土質，應可提高文旦產量，增加農民收益。目前國內栽培介質幾乎全仰賴進口，本計畫已改良現有燃糠爐助燃及供料條件，提高產炭率。預期取得產業可直接應用的炭化稻殼量產技術，若成功串聯產業，將可替代20%進口介質資材。
臺東地區主要作物生產剩餘資源作為生物炭應用評估本計畫擬利用熱裂解方式處理番荔枝殘體製成生物炭，其高溫過程中可滅除枝條所帶病蟲害，所製成之生物炭可做為土壤改良資材，本計畫將番荔枝修剪後枝條製成之生物炭施用於田間，觀察添加不同比例之生物炭對番荔枝生長情形之影響，並與未施用區進行產量或損害率比較，同時調查土壤理化性質變化及植體營養成分分析，建立生物炭施用技術，做為農業循環及永續發展之基礎。
菇類栽培後介質之生物炭開發與產業加值研究1.完成杏鮑菇廢棄介質基礎成分分析與理化性分析、香菇廢棄介質生物炭作為堆肥添加物、土壤改良劑及介質添加物使用比例試驗。
2.應用生物炭的技術，提高香菇太空包廢棄介質循環利用效率，因製作堆肥需時6個月的時間，目前台中市新社區每年產生廢棄太空包達1億包以上，並不斷累積，若進行炭化可減少堆積6個月以上，體積重量減少20-40%，減少現地堆積情形。蔬菜育苗介質以及作物栽培介質配合混用生物炭，可減少育苗泥炭土及栽培介質使用量達2-5%。3.應用生物炭作為堆肥添加物及土壤改良劑，改善土壤理化性質，提高作物產量與收益。跨領域整合作物栽培、菇類、農業機械與土壤等試驗研究人力，建立跨領域研發團隊。促進研究單位橫向聯繫，技術交流，並逐步擴大與新社地區菇類廢棄物回收業者合作。以回收場為中間媒介，擴大回收效益與菇農共享，吸引農民或生產者優先使用生物炭添加介質或施用生物炭製成之土壤改良劑。
生物炭料源供應及產製技術精進整合計畫1.農林剩餘資材再利用北部產業鏈建構本計畫旨在推動農林剩餘資材循環利用，透過生物炭高值化應用效益評估、高值化系統規劃與設計協助業者規劃微型產業可能性。此外，建構生物炭產業鏈媒合平台、輔導北部廠商、推動以租代買循環經濟產業模式進一步協助有意願業者投入生物炭產業，並建立生物炭或循環經濟北部示範場域。2.綠化植穴生物炭介質配方研發及應用商品化本計畫預計針對生物炭與植穴常用介質及微生物製劑之添加進行評估，比較不同配方對於都市常見種植苗木之生長影響，探討都市常見苗木對於不同生物炭介質配方的生長及耐病反應。另外，本研究將評估添加生物炭於綠化植穴介質後12個月，對於都市綠化植株生長狀況的影響，及其對土壤中微生物生態造成之變化。透過本研究將提升生物炭與相關微生物交互作用之知識研究，我們預期研發綠化植穴生物炭介質配方，將提供未來施用方法與應用場域進行優化參考。本研究將建立生物炭於都市林微生物因子影響性評估模組，能有效提供未來施用評估之標準作業流程制定參考，提升都市林綠化植穴之效能表現。3.農林剩餘資材再利用中部產業鏈建構本年度將持續輔導竹產業者，進行廢竹再利用供應菇農作為菇類栽培機質。並輔導竹農業者建置廢竹處理系統，將廢竹進行加工，以符合菇類栽培機質規格需求。並將廢竹種菇商業模式進行效益分析，其分析考量設備投入、維運成本與運輸成本等，並依據實際收益進行回收年限計算，供竹材業者評估參考亦增加其投資意願。本年度將辦理三場推廣說明會，進行剩餘資材再利用技術輔導服務說明，以及本團隊輔導案場剩餘資材再利用經驗分享與成品展示，提供業者對於場內剩餘資材再利用可行性進行暸解。提供業者剩餘資材再利用經濟效益分析報告，並依據業者意願輔導進行系統規劃建置，協助完成一場剩餘資材再利用示範場域。
生物炭產品創新加值應用與終端利用效益評估計畫本計畫預定達成目標：1.南臺灣地區農林剩餘資材之高值化生物炭製造流程及彙整建立南部地區農林剩餘資材資(果木)料庫，為生物炭製造產業設置示範生產中心。2.以菇包廢棄物再利用之生物炭複合改良緩釋肥於土壤中的肥力釋放通量及其效益。3.先導型連續進料多膛爐製備大量生物炭技術開發計畫，發展的生物炭技術可將木質生質物於一大氣壓且缺氧之環境下進行炭化，最終之產品為固體之生物炭，可應用於農業土壤以及環境保護，並具固碳功能。4.都市林土壤施用生物炭之評估，將以生物炭改善都市環境林木土壤的狀態，以評估綠化永續都市發展之效益。
5.生物炭於水產養殖環境改善之應用，將分析何種熱解溫度製成之生物炭最適合應用於水產養殖之水質及底泥品質改善。6.籌組生物炭發展協會促進研究成果產業應用，提供廠商或使用者關於生物炭產品技術資訊，。並成為未來產業推動與炭品認證之平台，促進農業科技研發成果產業化，以達成協助農林資材循環再利用目標。