【教評STEAM教室】利用厭氧分解 化廚餘為潔淨能源
每天午膳過後，校園總剩下不少飯菜。這些看似微不足道的廚餘，其實正是城市可持續發展的一個來源。根據環境保護署的統計數據顯示，廚餘佔香港每日棄置的都市固體廢物總量約29%至30%，每日棄置量高達約3,000公噸。面對堆積如山的廚餘，如果只採用傳統的處理方式直接堆填，將引申一連串的問題。
大量廚餘直接被送到堆填區，這不僅會佔用香港極珍貴的土地空間，當有機物質在缺乏氧氣的堆填區底層雜亂分解時，更會產生強烈的惡臭及大量溫室氣體——甲烷（Methane, CH4）。CH4的溫室效應威力遠高於二氧化碳，如果任由其無控制地揮發到大氣中，將會加速全球氣候變暖。
為了響應可持續發展，香港特區政府在北大嶼山小蠔灣設首個大型現代化有機資源回收中心——O·PARK，於 2014年12月展開工程，O·PARK1於 2018年7月起全面投入運作，O·PARK2 亦已於 2024 年 3 月開始接收廚餘進行營運測試，合共處理約27,804公噸廚餘。旨在透過「密閉系統」與「厭氧分解技術」，將溫室氣體妥善收集及控制。
要明白 O·PARK 如何運作，需要掌握一個關鍵的概念——厭氧呼吸與微生物分解。
在自然界中，分解有機物主要靠微生物如細菌和真菌。微生物的呼吸作用大致分為兩種。第一種是好氧分解，在有氧氣的環境下，微生物消耗氧氣分解有機物，主要產物是二氧化碳、水和熱能，這正是在校園種植箱旁做植物堆肥時常見的過程。第二種是厭氧分解，在完全沒有氧氣的密閉環境中發生。需要一種厭氧細菌——產甲烷菌，將複雜的碳水化合物、蛋白質和脂肪分解，最終轉化成生物氣，主要由甲烷和二氧化碳組成的高能量氣體。這些氣體經過淨化處理後，可以用來燃燒發電。其二是有機堆肥，分解後剩下的固體殘餘物經過無害化處理，會變成優質的有機肥料，回饋給本地的園林綠化和有機農場。
工程師利用厭氧分解技術，在完全密封的巨大發酵缸裏將廚餘轉化為潔淨能源與有機肥料，既減少了對化石燃料的依賴，又大幅減少了碳排放。這個過程完美體現了循環經濟的精神：由大自然長成的食物，經過科技轉化後，化為發電的能源與滋養大地的養分，形成一個完美的生態閉環。透過厭氧細菌將廚餘轉化為可再生能源「生物氣」（作發電之用）及優質的「有機堆肥」（供園林及農業使用），真正實現資源循環，推動香港走向綠色低碳城市。O·PARK 全面運作後，每年設計發電量為1,400萬度電，相當於約3,000個家庭的用電量。
校內可做「厭氧實驗」
在學校，老師可以利用簡單的材料引導學生進行一場「簡易版厭氧實驗」，見證生物氣的誕生。
實驗設計步驟非常直觀：首先準備適量的果皮、菜葉碎屑、乾泥土、清水，以及兩個乾淨的透明膠樽。接着組裝甲組作為好氧對照組，在第一個膠樽裏放入廚餘和泥土，加入少量水保持濕潤，但不要扭緊樽蓋，並在樽口蓋上一層疏氣的紗布，讓空氣自由流通。然後組裝乙組作為厭氧實驗組，在第二個膠樽裏放入同樣分量的廚餘、泥土和水分，然後把樽蓋緊緊扭實，確保外界空氣無法進入，並將一個氣球緊緊套在樽口上，用橡筋綁好以防漏氣。
最後，將兩個膠樽放置在溫暖且陽光直射不到的地方，進行為期兩至三星期的長期觀察。同學們會發現，乙組樽口的氣球會隨着時間慢慢膨脹起來，這是因為密封樽內的微觀世界裏，厭氧細菌在沒有氧氣的環境下開始分解廚餘，並釋出了生物氣。透過這個微型實驗，學生可以直觀地理解，原來我們肉眼看不見的微小生物，也能透過工程結構的控制，釋放出強大的能量。
香港的轉廢為能工程，正是將城市廢物轉化為綠色能源的本地實踐。廢物從來不是終點，而是錯置的資源。解決廚餘危機，不單靠一座發電廠，而是靠每一代人願意重新思考「丟棄」與「珍惜」之間的距離。當科技與生活習慣同步改變，香港才能真正走向低碳、循環、可持續的未來。
●鄭家寶博士 中華基督教會協和小學（長沙灣）校長、教育評議會副主席
