創新創意 〉東海大學-從魚菜共生到綠建築,東海把紅土變成碳中和園
2024-1-02

淨零碳排迫在眉睫,臺灣許多大學紛紛投入相關領域,從教育出發擴及產學合作,希望貢獻一己之力。然而,很少學校像東海大學般大手筆:以四•三公頃土地打造一座「智慧碳中和園區」。

在東海大學副校長張嘉修的主導下,校內原本的紅土農場,成為減碳技術的實驗場域。此園區共分為三區,A區展示技術及教學應用;B區提供產業界合作場域;C區則計劃建置低碳綠色廠房,做為研究中心及新創產業孵化器,各區皆有約一公頃的土地可利用。從二○二二年中至今僅一年多時間,A區及B已大致規劃或建置完成,C區也在積極推動中。

魚菜共生,建置減碳循環經濟系統

微藻魚菜共生系統為碳中和園區的重要元素。此系統以能從高效率固碳的微藻做為魚蝦的飼料,魚蝦的排泄物經過生物處理後,再用於種植蔬菜的水耕系統,成為植物的營養添加劑,整個系統能夠自給自足,成功示範循環經濟。

系統內的植物非採用傳統的土壤耕種方式,而是採用創新的直立式水耕法,以「淋根」的方式讓水流經過植物根部為植物帶來成長所需元素,而非直接將植物插入水中進行栽培。「我們還設計了一套水循環利用系統,不僅可以減少水的用量,還能更有效率地控制營養成分。」張嘉修說明這套系統整合智慧物聯網技術,運用感測器監測水中的氮、磷、鉀的含量及溶氧和酸鹼值,精確控制植物所需養分。

「光管」培育微藻,固碳兼飼料

整個循環系統始自微藻,但它們又是從何而來?「我們利用光管反應器培養微藻,這是一種由壓克力製成的柱狀容器,能夠有效提升微藻的生長及固碳效率。」張嘉修是國際微藻研究權威,此項技術由他開發而成,「光管反應器的容量,從最初的五十公升擴大到六百五十公升,已能成功地大量培養微藻。」由於生長快速,藻類的固碳效率遠大於陸地植物,被視為最佳的生物減碳途徑之一。

整體來看,這個系統可以產出藻類、魚蝦和蔬菜花卉等產物。「我們培育的蔬菜很受歡迎,所以種植數量已經擴大到三千株,並與康蔬美生物科技公司緊密合作,推動智慧水耕蔬菜的栽培。」張嘉修說。

蓋一棟綠建築,提供太陽能

除了打造低碳循環經濟系統,由於藻類生產及水產養殖皆需使用馬達進行曝氣或攪動水體,為了以綠色再生能源提供電力,東海大學在碳中和園區蓋了一座綠建築,屋頂覆蓋太陽能板並搭配儲能系統,以此供應馬達及園區各種用電,由東海大學建築系負責設計。建築物本體通風涼爽且採用綠建材,每一個細節皆力求減碳節能。此場館也做為節能減碳技術的展示,並提供餐旅、畜產、電機、化材、環工及建築等科系進行教學及實習場域,並嘗試各種減碳技術之研發展示以及跨域與產業合作。

上述豐富的學校資源,加上鄰近臺中工業區及科學園區的地利之便,東海大學成為企業尋求減碳協助的主要對象,且明年(二○二四年)也將新增一家蝦電共生農創企業進駐碳中和園區,規劃約一公頃的場域進行產學合作、促進減碳效益、開創綠色商機。


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