【專題報告一】密閉溫室WATERGY簡介
 

作者:農業試驗所農工組 蔡致榮

壹、前言
     自從1980年代早期第一次能源危機,石油供應之緊縮造成能源價格顯著提升開始,溫室中能源的有效使用已變成研究與發展的主題。2008年此種能源價格的高漲又再發生,然而歐洲CO2排放減量新目標已導致改善能量效率創新技術的再度興起,由於能源係總生產成本的重要部分,溫室產業中能源成本減少之需求係關鍵所在。就歐洲的狀況,每年空調的能源使用經計算介於10-30%,其取決於不同的區域,由芬蘭的1900 MJ m-2、荷蘭的1500 MJ m-2至法國南部的500-1600 MJ m-2(Bakker, 2009)。

     單位能源生產(能源效率)的增加可由能源使用的減少與(或)生產的改善而達成。事實上所有增加生產的栽培措施,例如改善灌溉、較佳營養、病蟲害控制,以及可用溫室面積的較佳使用,都能提升能源效率。單獨聚焦於能源效率而不考慮絕對的能源使用,可能會有不可預期與從環境觀點不希望得到的效果。在地中海地區,加熱被使用以獲得早期生產與定質量產出,其一方面導致較高能源效率,同時也有較高絕對能源使用。改善環境控制(例如較多CO2供應、額外光源)、強化生產計劃,以及於高溫月份使用冷卻系統以擴展生長期,都造成能源消耗的增加。高緯度地區非常高位準之人工光源使用(在芬蘭超過200 W m-2,而在荷蘭超過100 W m-2)也一樣。

     節能主要挑戰在於尋找符合改善能源效率並結合總能源消耗與溫室產業相關CO2釋放絕對減少兩項需求的方法。一般對地中海與北歐地區而言,具有相同目的:秋冬期間目的在於最大化抑由自然光或人工光源而來之輻射量,並最小化能源損失;而在春夏期間目的則與台灣相同在於降低高溫。

     在荷蘭目標甚至比提升能源效率更為雄偉,從2020年開始,新溫室必須在幾乎沒有任何礦物燃料下運作而且甚至能產製能量(energy producing)。這個雄偉目標係基於溫室是個大太陽收集器的想法,其幾乎可收集全部進入溫室太陽輻射的80%。對西北歐的狀況來說每年的太陽能照射總數大約等於3.5 GJ m-2, 相當於100 m3天然氣(= 100 NGE, Natural Gas Equivalent)的燃燒值。由於進入溫室的太陽輻射代表大約溫室本身使用能源的兩倍,理論上這創造了使用溫室作為結合作物生產與產熱系統的可能性。為了到達這有雄偉目標,一個以“溫室作為能源來源(Greenhouse as Energy Source)”的研發計畫已經啟動。

 
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