TCHAR光泰環能
摘要：
· 生物炭是生物質經過熱裂解，所產出的物質，主要成分為碳（C）
· 生物炭不是拿來燃燒的，而是將二氧化碳以固體碳的形式存放在地球一百年以上
· 生物炭是聯合國氣候變遷委員會（IPCC）認可的負排放技術（Negative Emission Technology, NET）生物炭是什麼？
1.1 生物炭的介紹
根據國際上權威的制定生物炭標準組織——歐洲生物炭驗證（European Biochar Certificate, EBC）對生物炭（biochar）的定義：「生物炭是一種具有多孔隙的碳質材料，透過生物質（biomass）熱裂解（pyrolysis）產生，其應用方式是將其所含的碳（C）作為長期碳匯儲存，或在工業製造中取代化石碳（fossil carbon）。」
簡單來說，生物炭就是由生物質（biomass），如木頭、竹子、稻殼等富含碳的物質，經過特殊的熱裂解過程，而生成的炭。
再講得白話一些，根據《生物炭產業國際趨勢報告》，其實早在兩千年前，亞馬遜流域就被發現一種特殊的黑土（terra preta），在葡萄牙語中即「肥沃的黑色土壤」的意思，土壤中具有高濃度的氮、磷、鉀及鈣等營養成分，另外也富含多環芳香結構的穩定有機物，與相鄰土壤相比有明顯差異，其具有較高的生產力和碳含量。
事實上，至今目前這些土地仍是相當肥沃和高生產力，證明了生物炭長期在土壤中能穩定維持螯合及保留碳元素之能力。
1.2 生物炭4大特色
一、多孔隙
生物炭其最大的特色就是具有多孔隙。透過顯微鏡去觀察，可以看到一格一格中空的格狀結構，如蜂巢一般。
正是因為其多孔隙的物理特性，使其可吸收自身重量5倍的水份，肥份的吸附則可高達905g/kg，可作為優良的土壤改良劑，增加土壤的保水、保肥力。
二、高「比表面積」（即單位重量的表面積）
如果我們將生物炭的格狀結構全部攤平到同一個表面，1公斤的生物炭表面積等同於42座足球場這麼大，特殊的構造得以增加土壤的保水力及通氣性，並吸附土壤養分使養分不易流失。
三、極不易在自然環境中分解
由於生物炭的碳鏈為生物惰性，不易經生物分解，有研究指出，生物炭在自然環境下的半衰期高達500～1000年甚至更長，因此若將有機物燒成生物炭再存於土壤中，可成為長期碳匯，降低碳排量。
四、是一種負排放技術
生物炭將生物質中的碳元素，以先進的技術以固體碳的方式留存在地球上，已經被聯合國氣候變遷委員會（IPCC）審認為最可行的負排放技術（NET）。
在國際上，以生物炭作為碳移除的技術與解方已經行之有年。根據知名的國際碳移除交易平台Carbonfuture的文章指出，生物炭每年可以移除全球5億到20億噸的二氧化碳(Fuss et al., 2018）。 事實上，迄今為止，大部分的碳移除技術，都是用生物炭碳移除的方式來移除碳。
根據碳移除交易平台CDR.Fyi的資料，2023年，共有92%的交付來源是來自於生物炭的碳移除，在在顯示生物炭碳移除的實際可行性與重要性。
1.3 一表格看懂生物炭與木炭的6大差異
| 生物炭 Biochar | 木炭 Charcoal | |
| 用途 | 土壤改良劑、負碳材料等 | 燃料 |
| 產製 | 熱裂解，產製溫度約450度至700度 | 現代或舊式的熱裂解方式，產製溫度約400度 |
| 料源 | 所有類型的生物質（Biomass）都可成為生物炭 | 多來自木質的生物質 |
| 物理性質 | 較多的孔隙與較大的表面積 | 較少的孔隙與較小的表面積 |
| 化學性質 | 酸鹼值在4.6到9.3之間 | 酸鹼值在9到11之間 |
| 活化 | 與有機肥料混合後使用至土壤 | 透過在高溫下用氣體加熱 |
表格：TCHAR參考Rosysoil文章，自行繪製
生物炭的用途？可以拿來做什麼？
生物炭，通常不是作為燃料用，是一種超多功能的材料，可以用於：
- 改善土壤肥力和土壤結構，幫助振興貧瘠的土壤並提高作物產量。
- 形成生物炭碳匯（carbon sink）並增加土壤碳含量。
- 加入牲畜飼料中來改善動物健康並降低其甲烷氣排放。
- 減少混凝土和瀝青等建築材料的碳足跡。
- 可應用至至少10個產業領域，如農業、工業、生質能產業、醫療保健、美妝保養、高科技製造、營造領域等。
生物炭碳匯是什麼？
根據《氣候變遷因應法》的碳匯定義：指將二氧化碳或其他溫室氣體自排放源或大氣中持續移除後，吸收或儲存之樹木、森林、土壤、海洋、地層、設施或場所。
生物炭以特殊的熱裂解技術所產製而成，得以將二氧化碳以「固體碳」的形式保存在地球上，而生物炭的聚集、匯集之處，就叫做「生物炭碳匯」。
生物炭碳匯如同一般我們所談的森林碳匯、海洋碳匯一樣，都是具有大量的碳儲存於此處的含義，對環境具有正面效益。
若我們不將生物炭拿來燃燒，物理性質本就極為穩定且不易分解的生物炭，將會留存在陸地系統長達100年至1000年，因此，國際上普遍將生物炭碳匯視為一種永久的碳移除（carbon dioxide removal, CDR）。
生物炭與淨零的關聯
4.1 生物炭具有負碳價值
上文有提到，生物炭能形成碳匯，將二氧化碳以固體碳的形式儲存，亦是聯合國氣候變遷委員會（IPCC）認可的負排放技術（NET），為環境帶來正效益。
4.2 促進再生農業的發展
生物炭在農業領域的應用非常重要，他對土壤的益處有助於實現再生農業的發展，降低對化肥和化學農藥的依賴，減少農業的碳排放。
4.3 邁向生物多樣性
生物炭的多孔隙與不易分解的特質為土壤中的微生物提供了一個良好的生存環境，這些微生物在土壤中形成一個生態系統，有助於維持土壤的健康狀態，同時也促進了植物和動物的生態平衡。
延伸閱讀：光泰環能通過國科會入園申請 投資1億元進駐中科二林園區
參考文章：Biochar vs Charcoal: 6 Key Differences You Should Know About
