Foundry X : Special agricultural Operation
特別農耕行動

它是什麼?

在歐洲大多數的室內加熱系統使用天然氣作為燃料，而大多數的天然氣就來自俄羅斯，
另外化學肥料的氮肥也是使用天然氣以哈伯法製成的，
這個行動運用農業科技來大幅度降低歐洲全區域對俄羅斯石油與天然氣，同時運用大量的閒置人力和空間來彌補中短期的糧食生產缺口。
它最關鍵的科技是堆肥熱能回收系統（CHR），藉由建立堆肥反應以產生熱能，並使用產出的堆肥進行糧食耕作。

這個科技在過去的數十年已經被許多人研究並且發展出各種類型與規模。* ref 1

CHR的原理非常簡單：從好氧堆肥/熱堆肥的反應堆獲取熱能。
任何人都可以輕易的製作好氧堆肥，而且可用的堆肥材料分佈廣泛又容易取得。
如果將堆肥反應堆收納在一個箱子或筒子的話，外界的天氣與溫度就極難對發酵反應造成影響。
因此，這個科技在原料和環境方面都受限不大，可以在歐洲全境實行。
雖然和政府組織之間的合作也是可能的，但這個行動將主要由志工和受雇員工來主導。
S.A.O的行動展開流程如下：

1.搭建數種簡易CHR系統並且進行實驗去找出最佳的設計。
2.S.A.O開發團隊將會建立一個網站，提供所有的參與者各種資訊以及設計圖來創造適合自己所在地的CHR系統。
該網站同時也會附設一個物資交換平台來確保產出的作物以及堆肥能被妥善運用。
3.向世界各地招募參與者
4.定期進行成果發布以及系統改良
堆肥反應器工作流程
生物質再生中心草案


S.A.O能帶來什麼好處？

a.大多數聲援烏克蘭的人們並沒有辦法直接進入烏克蘭本土作戰，但這個在自家後院就可以進行的行動能用完全非軍事的手段達到援助烏克蘭並且對俄羅斯施壓的效果
b.S.A.O不受官僚體制的限制，它會遠比政府機關來得有效率。
c.它的實際運作授權給各個地區的執行者，擁有較高的靈活度。
d.讓流離失所的難民自力更生，一方面減少他們所需的資源，另一方面提昇他們在所處社區的地位
e.安定糧食價格並且降低能源需求，讓進行經濟制裁的政府得到更大的談判空間
f.創造新的就業機會
g.如果成功讓全歐洲永久斷絕對俄羅斯的能源進口，靠獨占天然資源起家的寡頭將被削弱，而且難以產生新的寡頭。
h.烏克蘭可以在戰後重建時背負較少的債務，並且擁有更強的償債能力，社會穩定度也會有所提昇。


行動目標

a.以CHR生成的熱能取代原本室內加溫所需的俄羅斯石油與天然氣。
b.增加糧食生產並促進其配送
c.協助烏克蘭加速恢復基礎經濟體系並維持社會秩序


關鍵技術

a.好氧堆肥（熱堆肥）
好氧堆肥是由好氧細菌主導的發酵過程，
這種細菌會在消化堆肥原料的過程中釋放熱能，
和厭氧堆肥相較之下，好氧堆肥的反應速度極高，而且由於幾乎不產生甲烷，它對於溫室效應的影響較小。
最重要的時它可以產生大量的熱能以供應冬天溫室與住家內的加溫。

材料：
幾乎任何可被生物降解的有機廢棄物都能製作成好氧堆肥，從廚餘到木屑，甚至連廢紙都行，
筆者個人曾只用了闊葉樹的落葉和尿液就成功的誘發了熱堆肥反應。
反應成功啟動的關鍵有四：正確的碳氮比 ，水分控制，將原料先打碎成顆粒，以及足夠的總體積。
有一個四處都拿得到而且可以發揮神奇功效的材料：咖啡渣

首先它的碳氮比極為優良，而且擁有鬆散的粉狀結構來提供極大的表面積以促進好氧菌的繁殖，
更重要的是它本身是接近無菌的，就如同實驗室使用的培養基一樣，
只要妥善使用咖啡渣，好氧堆肥幾乎不可能失敗。

堆肥槽：
一般的露天堆肥的外層其實幾乎沒有在進行反應，
其熱能集中在核心的區域，需要在內部埋設管路來擷取熱能，而且翻堆時所需的勞動力極大，甚至需要動力車輛的協助。
封閉式堆肥槽/桶可以防止水分與熱能的散失，讓所有的材料都進入發酵反應狀態以得到更好的產熱性能，
而且它能免除野生動物與昆蟲造成的損失，
一個妥善設計的堆肥槽可以節省翻堆所需的人力

b.熱能擷取以及配送系統
由於一個堆肥反應堆的產熱能力會在堆肥成熟後漸漸衰退，
建議在同一個地點至少設置兩個反應堆，並且錯開兩者的啟動時間，
當最早的反應堆進入衰退期時，後續啟動的反應堆就能彌補產熱不足的問題。
擷取堆肥熱能的系統有非常多種的設計，但還不能斷定目前哪一種設計是最佳的。
由於反應堆核心的環境會快速腐蝕導熱管路，收集堆肥外部逸散的蒸氣所含的熱能會是比較理想的選項。* ref 1
重點是將反應堆產生的廢氣與熱能收集系統內部的氣體隔絕，
當反應堆的熱能被收集以後，後續的輸送其實可以直接套用現行的室內加熱技術。

c.全堆肥式無土栽培
充分發酵過，無法再發出任何熱能的好氧堆肥可以直接當作栽培介質使用，甚至不需要再額外添加土壤，
以下兩個Youtube影片就是一個例子：


一般坊間所說不可以過度施肥，指的是高度濃縮的化肥與純雞糞顆粒肥料，只有這種營養鹽濃度異常高的東西才有辦法造成肥傷，
既然栽培介質可以在任何地點被製造出來，只要再搭配足夠的水源和陽光，可進行耕種的區域將會大幅擴增！
這一個耕種方式可以在烏克蘭本土的災後復原擔任重責大任，
首先它原本的肥沃黑土帶在戰爭交火之下受到各種污染，未爆彈和地雷更是會威脅耕種者生命並毀損造價昂貴的農耕機械，
使用全堆肥式無土栽培可以無視污染，直接在能確保水源和光源的地方進行耕作，
另外目前已經有一些城市在無差別砲擊下喪失大部分的民生機能，例如烏東的Mariupol
在戰爭停止後，於重災區設立全堆肥式社區農場可以大幅度降低該區域對外來食物的需求，讓原本就不充裕的資源可以妥善運用。


工作指派

a.CHR系統管理員
概要：他是全S.A.O最基層也最核心的工作者，負責管理特定區域的CHR系統。
任務內容：1.在堆肥材料運達時確保材料的品質
2.以正確的碳氮比和水分配方製作反應堆
3.定期對堆肥槽進行翻堆
4.在堆肥進入成熟期時登入S.A.O官網的物資交換系統向物流工作員提出運輸需求。
5.對集熱系統進行維護和故障排除，必要時向設備工程師報請維修

b.原材料供應者
概要：幾乎任何人都可以是原材料的供應者，從家庭主婦，蔬果超市，咖啡廳，廚房管理員到農場經營者都在其中
任務內容：1.在S.A.O官網的教學區確認自己可以提供的原材料種類
2.在材料累積到一定程度時登入物資交換系統，通知物流工作員，告知對方自己的原材料種類和數量，以及可以交付材料的時間

c.物流工作員
概要：S.A.O的骨幹，要達到壓抑糧食價格的目標就必須讓他們能夠充分發揮物資流通的功能
任務內容：1.S.A.O的物資系統會整合該區域的各種物流需求，由該區的物流工作主任進行任務調派
2.主要的運送物資有三種：堆肥原材料，成熟堆肥，以及收割好的作物
3.針對不同的物資使用不同的載運方式，將物資運送到目的地

d.溫室管理員
概要：管理與CHR系統共構的溫室
任務內容：1.使用與其共構的CHR系統所產生的堆肥直接在當地進行耕作
2.管理作物（播種/灌溉/蟲害控制）
3.在作物進入採收期時登入物資交換系統，提出作物的運出需求

e.設備提供者
概要：一個能夠製作CHR全系統設備的工作室
任務內容：1.接收地區指揮中心的需求，製作不同規模的CHR系統
2.提供更換零件給各個CHR站點
3.維修重度損壞的CHR系統

f.地區指揮部
概要：管理局部地區，並使用使用當地的語言與各單位協調，是S.A.O總部與各地區參與者之間的橋樑。
任務內容：1.管理當地的物資交換系統
2.協調管區內的各單位的任務
3.彙整各單位的執行成果並定期回報
4.收集當地參與者對現行CHR系統的意見，對S.A.O總部提出改良方案

g.S.A.O官方網站開發團隊（總部）
概要：S.A.O的起點和情報彙整中心
任務內容：1.測試並發布CHR系統的製造藍圖
2.提供CHR系統的搭建與操作教學資源
3.建立並且維護各地區指揮部的物資交換系統
4.統整各指揮部回傳的訊息，對外公佈最新的執行成效
5.持續進行CHR系統的升級和開發


行動分類

a.個人與小規模社區
概述：目標是自給自足，在自家後院或是社區的共同空間進行堆肥產熱
材料取得：
建議使用設備：
運作人力需求：
管理流程：
產出堆肥的用途：

b.與政府的熱泵設施共構
概述：在已經興建好的公共熱泵結構上進行改裝，將堆肥熱能收集到熱泵機組，提供遠超過環境溫度的穩定熱源，降低電力需求，也可以避免嚴冬雪季時的效率低下現象
材料取得：
建議使用設備：
運作人力需求：
管理流程：
產出堆肥的用途：

c.農場
概述：使用牲畜糞便和作物殘渣製作堆肥，如果有現成的動力機具的話可以建立大規模的粗放型露天堆肥堆，為農場內的畜欄以及溫室設施提供暖氣 ref2.
材料取得：
建議使用設備：
運作人力需求：
管理流程：
產出堆肥的用途：

d.難民收容中心
概述：招募暫時無法取得工作的難民，以勞力換取食物或資源
材料取得：
建議使用設備：
管理流程：
產出堆肥的用途：

e.烏克蘭本土
概述：在災後重建的各個重要據點進行屯墾，使用全堆肥栽培來克服污染的問題
材料取得：
建議使用設備：
管理流程：
產出堆肥的用途：

ref1:
Heat Recovery from Composting: A Comprehensive Review of
System Design, Recovery Rate, and Utilization
Matthew M. Smith, John D. Aber & Robert Rynk
https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/1065657X.2016.1233082
ref 2.
Recovery and utilization of compost heat from an enclosed vertical-type composting facility development of warmed water supply system using compost heat
Yoichiro Kojima , Ryoh Nakakubo , Mitsuyoshi Ishida
Anim Sci J. 2022 Jan;93(1):e13703