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在養殖漁業,實現淨零碳排的挑戰

建立養殖漁業碳排資訊先期研究李孟洲教授
圖片來源:Wikemedis:七股區大潮溝與海埔魚塭 / Guanting Chen

近年來,在政府、專家學者,以及有志之士的推廣下,人們的環保意識逐漸升高,主動做好垃圾分類、隨身攜帶環保用具、使用節能家電、盡可能利用大眾運輸系統等等,這些都是我們為地球的永續存在、減少資源浪費以及碳排放,盡一份心力的表現。在政府方面,臺灣雖然未能簽署 2015 年的《巴黎協定》,但透過國家自主貢獻(Nationally Determined Contributions, NDCs)這個新機制,我們也透過立法與相關的行政措施,跟上《巴黎協定》的腳步。因此,我們在 2018 年正式核定「國家因應氣候變遷行動綱領」,目標是希望能在 2020 年時,讓溫室氣體排放量較基準年(2005 年)減量 2%,並在 2050 年達到溫室氣體長期減量的目標。

長期研究藻類的李孟洲教授,根據自己對藻類的認識,以及在多年的研究生涯中,對海洋與環境所抱持的使命感,提出了「建立養殖漁業碳排資訊先期研究計畫」,希望可以透過這個研究計畫,讓藻類來協助漁友,建立友善養殖的生產模式。

什麼是《巴黎協定》?
《巴黎協定》(Paris Agreement)是由聯合國 195 個成員國(包括觀察員巴勒斯坦國及聖座)於 2015 年 12 月 12 日,在聯合國氣候峰會中通過的氣候協議;取代京都議定書,期望能共同遏阻全球暖化趨勢。重要內容包括:
  1. 把全球平均氣溫升幅控制在工業革命前水準以上低於 2℃ 之內,並努力將氣溫升幅限制在工業化前水準以上 1.5℃ 之內,同時認識到這將大大減少氣候變遷的風險和影響。
  2. 提高適應氣候變化不利影響的能力並以不威脅糧食生產的方式增強氣候抗禦力和溫室氣體低排放發展。
  3. 使資金流動符合溫室氣體低排放和氣候適應型發展的路徑。

圖說:氣候變遷對陸地、海中都帶來嚴重的影響

先找出原因,才能對症下藥

在計畫的最初,李教授先以臺灣鯛為例,計算了養殖物種、水、底泥、基礎設施及操作等主要產生之溫室氣體,包含二氧化碳 CO2、甲烷 CH4、 一氧化二氮 N2O 等。因為,只有在瞭解養殖環境中的碳排放來源之後,才能針對高碳排的部分改進,達到減碳的效果。結果發現,養殖漁業的碳排放,主要來自於三個範疇,第一是直接溫室氣體排放,例如養殖池水、養殖池底泥,以及交通工具的排放等;第二,能源間接溫室氣體排放,包括生產設備所使用的電力,如抽水馬達、水車,或者辦公室的電腦、影印機等。第三則是其他間接溫室氣體排放,就是在以上兩範疇之外,並非漁民自有或可以控制的項目,例如員工通勤所造成的間接排放。

有了這項基礎,李教授與團隊便開始針對溫室氣體監測方法進行實驗、資料收集以及彙整,並且依照結果,擬定溫室氣體排放監測標準作業流程。有鑒於歐盟近期即將實施的「碳邊境調整機制(CBAM)」,在我國的養殖漁業產品中,可以加工為魚排的臺灣鯛,極有銷入歐盟的競爭力。要進入歐盟市場,就必得先符合歐盟標準。除此之外,臺灣鯛是肉食性的魚類,如果計畫完成,利用臺灣鯛所獲得的主要碳排資訊項目、溫室氣體排放監測方法,與溫室氣體排放監測標準作業流程,就可以運用到相似的其他魚種上,例如午仔魚和石斑魚等等。更重要的是,隨著碳排資訊的揭露,更多的減碳管理方式,將成為養殖產業重要基石,協助國內達到淨零排放的政策目標,趕上國際淨零排放的趨勢。

根據李教授的研究,臺灣鯛有機會成為臺灣其他養殖魚類,進行養殖環境中減碳的示範魚種

圖說:根據李教授的研究,臺灣鯛有機會成為臺灣其他養殖魚類,進行養殖環境中減碳的示範魚種。

臺灣鯛產業碳匯資訊鑑別表
臺灣鯛產業碳匯資訊鑑別表
製程 設備 原(燃)物料 溫室氣體排放範疇 排放型式 產生溫室氣體種類
養殖活動
(注水後至放水前)
養殖池水 直接 逸散 CO2、CH4、N2O
曝乾活動
(放水後至注水前)
養殖底泥 直接 逸散 CO2、CH4、N2O
交通運輸活動 車輛(如汽機車、堆高機、挖土機等) 柴油與車用汽油等 直接 移動 CO2、CH4、N2O
發電程序 發電機 柴油 直接 燃料燃燒 CO2、CH4、N2O
外購電力 生產設施使用電力(如水車、冷凍設備、抽水馬達與自動投餌設備等) 臺電電力 能源
間接
外購電力 CO2、CH4、N2O
外購電力 辦公室用電(如電腦、冷氣、影印機與電話等) 臺電電力 能源
間接
外購電力 CO2、CH4、N2O

圖說:李教授根據實際研究調查,歸納出養殖環境的碳排放狀況。

地球天然的吸碳高手 — 藍碳

當然,在了解養殖漁業的碳排情況之外,李教授和團隊也提出了可能解決的辦法,那就是海洋碳匯。相較於森林(綠碳)和土壤(黃碳),濕地及海洋(藍碳)建構出世界上最大、效率最高的活性碳匯系統。美國大氣及海洋總署(National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA)研究指出,沿岸藍碳生態系的碳吸存效率,是熱帶森林的 2 到 4 倍,碳儲存則是熱帶森林的 3 到 5 倍。透過藍碳生態系,二氧化碳等碳化合物,可以被封存於海洋、海中生物或富含有機物的岩屑中,並被溶解為有機碳。

近年,世界各國逐漸認知到海洋緩解氣候變遷的重要性,因此全球有 60 個國家,在國家自主貢獻中納入海洋生態系,包括南韓和新加坡。

圖說:海洋中的鯨魚儲碳量非常強大,每頭大型鯨魚,其一生平均能吸收 33 公噸的二氧化碳,相當於 1,500 棵樹的儲碳量。

李教授認為,養殖產業為人工濕地一部分,因此也能從大氣中吸收二氧化碳,轉換為有機碳,儲存於濕地土壤、底泥或植物體中。可惜的是,臺灣目前對於海洋碳匯議題,仍缺乏系統性的瞭解與評估研究,如果可以從養殖產業切入,在養殖的同時增加環境的碳匯能力,想必對增加二氧化碳的吸存量有所幫助。

根據李教授的研究,臺灣鯛有機會成為臺灣其他養殖魚類,進行養殖環境中減碳的示範魚種

圖說:李教授認為,政府應該加快進行針對碳匯的研究,將對環境保護有極大助益。

有效利用藻類,輕鬆達成循環經濟

不過,將藻類導入養殖漁業來降低碳排放,李教授與團隊卻頗有收穫。由於海藻養殖不僅能淨化養殖廢水,同時也因為具有高比例的粗蛋白質,可成為魚粉的替代材料,達到循環經濟的效益。於是,李教授和研究團隊,便選定粗蛋白量占乾重 31% 的臺灣原生藻「頂絲藻」,進行實驗。透過高雄永安的冷水養殖示範廠,利用 LNG 冷排水養殖魚類,同時培養頂絲藻。頂絲藻藉由吸收養殖水中的殘餌及魚體排泄物,大約兩週就達到可採收的密度,又可以淨化養殖池中的水,十分符合經濟效益。未來有機會可以進行大規模產業的應用,相當令人期待。

圖說:高雄永安的 LNG 冷排水養殖示範廠。

養殖產業碳匯示意圖

圖說:養殖產業碳匯示意圖。

經過仔細縝密的設計,我們可以期待這樣一個健康的養殖環境

圖說:經過仔細縝密的設計,我們可以期待這樣一個健康的養殖環境。

實現零碳家園,減緩氣候變遷

淨零碳排的目標,需要日積月累的努力。李教授和團隊完成了關於養殖漁業碳排資訊的先期研究,為將來打好基礎。近年來,極端氣候嚴重的影響了全球人民的生活與生命安全,各地都出現了許多令人恐慌的現象,對生態的衝擊也日益加深,包括生物族群的縮小或是滅絕、北極海冰融化造成海平面升高、糧食減產,甚至傳染病蔓延等。根據聯合國政府間氣候變遷專門委員會(IPCC)2021 年的報告,全球均溫上升 1.5°C,將增加極端天氣事件發生的頻率;上升 2°C,頻率至少增加一倍;上升 3°C,則將增加 4 倍,導致更大量的極端天氣事件,例如熱浪、暴風、極端降雨等不斷出現。當全球平均溫度升高至6度時,地球將會變得不再適合人類居住。

要減緩氣候變遷,需要在 2030 年之前,減少全球一半以上的溫室氣體排放,並且以實現淨零排放作為目標,持續努力。作為地球公民的一份子,臺灣在這場防制全球暖化、氣候變遷的戰役上也不落人後。除了政策面的推動,專家與學者積極尋求解方之外,民間業者的配合、人民觀念與生活習慣的調整修正等等,都是實現淨零排放的一部分。期待我們可以減緩氣候變遷的速度,實現更乾淨、宜居、友善的地球未來。

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