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他是藝術家 也是發明家—自學研發生質能發電機,用「垃圾」為偏鄉帶來電力

編譯:Han

在加州柏克萊的工業廢棄地上,要找到All Power Labs(APL)這家與眾不同的替代能源公司不太容易。拜訪者常在繞了幾圈後才看見唯一的入口:有個小標誌的鐵捲門。在堆滿舊貨櫃和生鏽金屬的院子裡,鍛接的火花四射,木屑散落一地,周遭擺放的是APL主要產品—經過多次修正的Power Pallet歷代模型。Power Pallet由上層銀色大桶和下層各式金屬零件所組成,是個能將生質能(biomass)轉換成富氫氣體(hydrogen-rich gas),再以四缸引擎燃燒氣體、產生電力的小型精煉機。

Power Pallet的發想人Jim Mason是位46歲的藝術家、工程師兼人類學者。「將有機廢料轉化為可燃氣」的核心概念來自氣化(gasification)原理,基本上這個點子就跟美國經典科幻電影「回到未來(Back to the Future)」中,布朗博士啟動時光機的方法如出一轍。


(APL的據點充斥著改造過的貨櫃。圖片來源

Mason正在著手進行Power Pallet核心氣化爐的第五版測試—重達一千兩百磅,售價兩萬七千美金的新版本。除了改善早期客戶提出的問題,反應效率也大幅提升,使Mason更靠近他的夢想:一台無須經驗就可以迅速上手的發電機。現階段的Power Pallet離這個目標還有段距離,雖可達到12至20千瓦的發電量,但只有受過訓練的操作員才能駕馭不甚穩定的系統。

回到2008年,當時的APL試圖扭轉能源產業由上而下的集中式管理特性,打造人人皆可共同參與的新模式。現在Mason更加確信打造「能源界的個人電腦」 的重要性(意即打造出個人化的生質能發電機),並相信只要能降低成本和減少發電的複雜程度,Power Pallet將有機會實現當年的理想。當我問起理想中的Power Pallet會長什麼樣子時,他秀出電腦裡的草稿:一個簡單的箱子,上頭有顆按鈕。就這麼簡單。

(從政府單位切斷Mason藝術專案的供電開始,他就對電力產生莫大的興趣。圖片來源

Mason一向對資訊極度渴求,也樂於探索未知的領域。多年前,Mason發現自己對生質能氣化的概念著迷不已。對他來說,生質能氣化是個優雅簡潔的解方:將免費的生物廢料轉化成可驅動內燃機的低成本氣體,若生產過程恰當,廢氣以及可回歸土壤成為肥料的碳殘渣將是唯二的副產品。

早在十九世紀後期,將生質能轉化成可燃氣已是相當普遍的事情。歐洲最先擁有路燈的城市巴黎,即是靠著類似技術獲得光之城(the City of Light)的美名;二戰期間德軍使用的武器也多以氣化燃料作為驅動能源。然而,「在氣化爐運作時,你得忍受很多事情」,來自奧勒岡州的氣化顧問Tom Miles表示,尤其過程中產生的焦油本身即是污染物質,連帶著使過濾焦油的水也含有毒素。這類缺乏效率、會產生污染的發電機迄今仍在印度和亞洲的某些地方運轉。

在大多數已開發國家,生質能氣化的構想已遭捨棄,Mason卻認為世界上最聰明的一群人太早放棄這個充滿潛能的發電方式,他試圖彌補過程中的技術問題,讓氣化爐更符合個人使用的需求。隨著計畫持續進行,Mason開始描繪更大的願景。

2005年的最後一天,Mason和同伴徹夜工作,終於完成他的第一台氣化爐,緊接著便是反覆地修改與測試。某日,一位在網路上關注這項計畫許久的教授從加拿大渥太華寫了封e-mail,想買下這台以廢棄壓縮機和幫浦改造的氣化裝置。從中得到啟發的Mason,決定在網路上販售未組裝的氣化爐工具箱:一套一千七百美金的Gasifier Experimenter’s kits(GEKs)。出乎意料地,幾百筆訂單湧進,為了規模化GEKs的生意,Mason開始自學CAD(Computer Aided Design,電腦輔助設計)、設計零件模板、將標準化後的基礎設計整理建檔,並改良工具箱裡的金屬配件。GEKs的早期客戶大多是大學、實驗室、自造者,以及相信氣化爐會是末日後唯一可用能源的末世論者。

販售GEKs不但開啟和使用者間的對話交流,也替APL帶來足以維持營運的收益。隨著開發中國家的訂單日益增加,APL的客戶不再只是單純的興趣愛好者,更多的是渴望依靠便宜獨立的發電方式,步入現代化生活的人民。這大幅扭轉了Mason的思考方向:他目前的運作方式,還不足以成為駭客式能源運動的改革先鋒,想要改變世界,他需要打造一項能實踐理想的可靠產品:Power Pallet。

(Power Pallet的運作方式如下。1. 將椰子殼、玉米芯和木屑等生質能倒入容量55加侖的不鏽鋼漏斗中。2. 將生物質燃燒脫氧以獲取氫氣,篩出細小顆粒,利用熱對流原理進行冷卻。3. 以氫氣發動功率為10或20千瓦的引擎,產生電力。4. 電力可直接應用到家電上或導入小型裝置。平均來說,26磅的生質能可以供應三戶人家一小時的用電。圖片來源

在許多只能選用柴油作為燃料發電的地方,人們正需要像Power Pallet這樣的機器,將椰子殼和玉米芯變成可用的能源。儘管要價較高,但理論上在買進它的15個月內就能攤平價差。Power Pallet銷售成功與否的重點在於能否讓客戶相信它能持續運作。在西非的馬利有250個村莊過去雖有柴油發電機,卻因缺乏可靠的燃料來源,才一年多的時間,四分之三的發電機就因缺乏柴油而無法正常運作。這些不易取得柴油,卻擁有大量生質能的村莊聽說APL後,決定先小部分地購買Power Pallet,若使用順利,舊的發電機便會逐漸被汰換掉。

在海地大地震四年之後,首都太子港依舊滿目瘡痍。當地創業家Duquesne Fednard說:「你永遠無法依賴國家提供的電源,如果你想要一天24小時都有電用,你得自己創造。」三十幾歲的Fednard在2010年的強震後從紐約回到海地成立自己的公司,希望製造便宜且高效率的烹煮爐,幫助自己的同胞。現在Fednard正在進行一個新專案:將小規模發電設備帶進海地的偏遠地區,那裡目前只有不穩定柴油發電機可供使用。去年春天,Fednard用從商業競賽得到的獎金買下一台Power Pallet,並以Power Pallet好一陣子的良好表現向資金提供者證明此概念真的可行。(但不久後這台機器就故障了,需要Mason前來維修)

Fednard和他的夥伴都對NGOs提供的傳統援助方案沒什麼信心。他們相信唯一促進居民生活品質的方法,是建立能產生收益的商業模式,而一個能提供小量電能給電視、路燈甚至小型商家使用的微型裝置正是他們所需要的。「這不僅只是提供能源來改善人們的生活」,Fednard說,「也同時讓人們認為他們是這個系統的一部分」。

在大西洋的彼端,以色列裔美國人Yoav Palatnik在賴比瑞亞的一間職業學校裡創立了EcoPower Liberia,他打算用兩台Power Pallet來供應整間學校的電力,在此之前,學校必須將40%的預算花在每天只能使用四小時的柴油發電機上。賴比瑞亞和海地的處境十分相似:皆是資源不足、歷經磨難,且對穩定供電不抱太大期望的國家。

「這是一個關於草根發電的實驗,這在以前從未發生過,」Palatnik表示,第三世界國家需要突破性的能源進展,Jim(Mason)是少數真正嘗試新方法的人,或許最終將一事無成,但至少目前為止他很努力。「看著這些發生是很美好的事情,Jim讓你覺得自己也是這驚奇故事的一部分。」

儘管外界對Power Pallet懷有諸多期待,一切的前提是它得真的發揮作用。

回到海地的學校,Mason和APL工程師Bill Bayer試圖修復損壞的Power Pallet。「看來我們賣出了一個不怎麼好的電力系統」,Mason沮喪地說,「人們把謀生的希望放在這些機器上,它們一定得發揮作用。」

「我喜愛這個點子,將製造電力的能力交到人們手上,是前所未有的構想,但對村裡而言,太高科技的裝置的確是個隱憂。」Fednard和他的夥伴花了大筆金錢購買Power Pallet,他們不僅只希望Power Pallet能夠運作,他們必須讓它運作。

Mason跟在Bayer後頭給予維修建議,「這趟維修行收穫豐碩,我們學到很多,也發現幾個可以改善的地方,」他接著說,

「有興趣的人會願意花錢買一台僅六成的時間有用的機器,但在商業領域,只有零和一的分別,我們必須讓我們的產品不僅只是有趣而已。」

在令人沮喪的兩個小時之後,Bayer終於把問題搞定,Power Pallet開始啟動,白色蒸汽從機器頂部冒出。

Shell(Fednard的夥伴)連忙上前彈開開關,八個燈泡瞬間亮了起來。我把我的iPhone插到其中一個插槽上,信號接上,開始充電。大家相互大笑著為眼前的景象擊掌。Fednard跟著插上冰箱的插頭,Bayer則稱呼這原本令人窒息的房間為「小美國」—因為它現在有了冰涼的啤酒和Wi-Fi。

房間一角,Mason一屁股坐在成堆的玉米芯上—它們即將變成氣化爐的燃料。他抓起一把玉米芯,讓米色和黃色碎屑從指縫間滑落,看著這裡為他的機器驚奇的人們,感到滿足。

「面對這麼多的挑戰,我們有時會忘記這一切都靠著『垃圾』在進行」,Mason說,「我們在做的事是,把玉米芯放進一個罐子裡,然後得到能源。」

(編按:本文以作者第一人稱編譯,如有興趣了解Mason獨特的背景與創辦故事,歡迎查閱原文。)

核稿編輯:繆葶、金靖恩

資料來源:FAST COMPANY Magazine:MEET THE RADICAL BERKELEY ARTIST WHOSE COMPANY IS TURNING TRASH INTO ELECTRICITY

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迦納手工「竹」單車:潮遍歐美的綠色產品

2016.03.21
合作轉載

文:TNL 影音製作團隊

近年來台灣吹起綠色創業風,要做到友善環境又能賺進商機,可是一大學問。想知道其他國家是怎麼做的嗎?快來看看AJ+的影片,了解迦納的年輕世代如何將在地盛產的「竹子」和腳踏車結合創業,不僅改善當地就業率,還把竹單車往外推,在歐美掀起熱潮。

「迦納竹單車計畫」由年輕女生 Bernice Dapaah 創辦。她有感於國內失業率攀升,希望能夠幫助年輕人創造工作機會,同時貫徹永續與環保的理念。因此他與一群理工科系學生合作,善用當地竹子資源,讓「竹單車」應運而生。


(圖片來源:AJ+

Bernice的團隊不僅用竹子製車,有時還會接受客戶要求,在骨架塗上漂亮的彩繪。因此竹單車除了外觀別緻,腳踏車的骨幹都可以重複回收,不會對自然環境造成負擔。

或許你會覺得,用當地竹子大量生產單車,豈不是對竹林的濫墾濫伐?別擔心!「永續」是竹單車團隊的重要理念,因此每當他們砍伐一棵竹樹,就會多種十棵!

竹單車計畫為當地創造了近40個就業機會,而且還特地雇用身心障礙者,讓他們也能自食其力。

此外,竹單車團隊也主動回饋社會。他們捐贈了許多單車給當地社區,給迦納的孩子更多行動自由,以及簡單方便的交通工具。 


(圖片來源:AJ+

竹單車不僅在迦納一炮而紅,環保又獨特的設計,也順利外銷到歐、美各地。迦納竹單車計畫獲得聯合國環境規劃署2010年種子獎等十多個獎項。從在地的資源著手,同時做到回饋社會、永續環境,又兼顧產品品質。如果你也正在綠色創業領域耕耘,也許可以借鏡竹單車計畫,想想能不能為台灣帶來一些正面的改變吧!

全文轉載自關鍵評論網

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