水上農場︱ElenaForesight

如何運用海洋資源來解決人類的糧食與能源問題，一直是持續被研究的領域。一篇以新加坡為主要視角的「水上農場」研究論文提出了多元浮動農場的模型。

A Sustainable, Integrated Multi-Level Floating Farm Concept: Singapore Perspective

Article ∥ Rasim Asgarov, David MacLaren, Mohammed Abdul Hannan, Prateek Khandelwal
Preprints (www.preprints.org) | NOT PEER-REVIEWED | Posted: 15 April 2021

全球各地在屢受自然災害後，頻繁地面臨糧食缺乏和就業危機種種困境，而島嶼國家在地理位置的局限下，農糧問題與生態變化更是會嚴重影響經濟發展。

如何運用海洋資源來解決人類的糧食與能源問題，一直是持續被研究的領域。一篇以新加坡為主要視角的「水上農場」研究論文在2021年被發表。「水上農場」，有些文章譯為「漂浮農場」，這個議題挺不譁眾取寵，也非近年的熱門趨勢，但卻針對環境及糧食的困境提出了一套的解決方案。

根據聯合國發布的「2022年世界人口展望」報告，全球人口在2030年將成長到85億人，為解決全球糧食與自然資源的耗盡危機，研究相應地提出了多元浮動農場的模型。

漂浮養牛場、漂浮菜園、漂浮漁菜共生系統等「水上農場」的試驗在全球各地都可以看到，本研究提出將不同的農場整合在一個系統的概念， 並在新加坡的背景下進行全面分析 (研究表示，新加坡90%以上糧食需仰賴進口)；當然，這個概念或許也因此可研議推廣至東南亞其他土地稀缺的國家。

想要規劃「水上農場」還要先面臨地理、政治、法律與財政上的挑戰，例如：聯合國海洋法公約 (ex.領海、航道和海洋資源使用的義務、權利與限制)、經濟海域農場建設限制規定、國際海事組織公約 (ex.航運問題、防止污染和環境保護)、海上作業的浮動結構相關規範、聯合國糧農組織規定，以及各種政府相關項目批准規定 (ex.食品農場的許可證) 等等。

提到浮動結構，為了確認「水上農場」的穩定性、在海上不致傾覆，吃水、流體力學、停泊選定位置等都是需要特別留意的地方。

海上環境也是需要特別注意的地方，例如：海浪高度、各時節平均風速、洋流變化、水深和潮汐狀況等；新加坡雖擁有遼闊的海岸線，卻也因為馬來西亞與南部鄰近小島，更提供了適合「水上農場」的安全環境。

🐄 本研究提出了一個六層的「水上農場」架構，並且為可再擴展的模組化設計，這個農場在標準的情況下，每年可生產950萬個雞蛋、450噸的魚、130噸的蘑菇、950噸的綠葉蔬菜和700噸的番茄！
🐄 農場以鋼材作為浮橋和上部結構的材料，其中的電力、水、二氧化碳、通風和製冷系統等都是獨立設計；意即在正常情況下，不需要陸地上的任何支援。農場中，每一層的高度為6公尺，各分為生產活動區及行政活動區 (最底層因身負”浮筒”的責任，所以高度為9公尺)；當中的養殖場囊括：養魚場 (研究中提及的魚類有鱸魚、石斑魚、白鯧魚和金鯛魚)、蘑菇養殖場、產蛋家禽養殖場、室內綠葉蔬菜養殖區 (萵苣、番茄、爬藤作物)。

🐄 在農場的基礎建設中，能源系統是最主要的部分，供電的方式除了太陽能發電與水力發電，另外可再分為：岸電、船舶電力。研究中提出以兩台柴油發電機組成的雙燃料發電系統，所選燃料是最乾淨、便宜的「液化天然氣再氣化」。

🐄 由於各個栽培系統需要各自的淡水供應，水資源的需求也因此有不同的規劃，例如：
淡水魚、海水魚、家禽養殖、水耕農場、室內栽培番茄等淡水總需求量皆不同，補水的方式則包括岸上補充水箱 (包含家庭用淡水、工業用淡水)，以及從海水中生產淡水 (透過蒸發和再冷凝的蒸餾方式)。

🐄 再來就是依照每個區域的特性，進行散熱、冷卻、空氣污染防治等規劃，包含人體與各個設備的環境溫度需求不同等等因素都是必要考量，所以需要給予獨立控制的專用通風及空調系統。

「水上農場」 (建造) 的營運模式有兩種

1. 依投資者的訂單生產；這種形式多半是建造以供投資者自用，建造完成後，所有的風險及利潤都由業主承擔。
2. 建租模式；由投資者投資建造一座空的水上建築及完善其中設備後，將空間出租給農民。投資人承擔初始的投資成本、租戶則承擔後續所有風險，而經營利潤則是由投資人與租戶依協議分配。

保護環境和應對氣候變遷已成為全球關注的焦點，因此「水上農場」的永續性及運作效率也在文章中被討論，包含經濟運行的改進( 例如：以降低額外的承載重量，來改善經濟活動的進行過程 )、節能減碳的設計 ( 例如：太陽能的汲取、通風構造，以及水耕農場的自然光照等設計)、水資源的運用 ( 例如：收集空調冷凝水、雨水)、廢棄物管理 (例如：安裝專門的空氣清淨​​機來處理有毒氣體)、噪音汙染的防治 ( 例如：控制浮動農場產生的噪音和振動，以降低對海洋生物造成的任何損害)。

在近年來的生態危機與地球資源耗盡等嚴重情況下，對於島嶼國家或濱海國家而言，類似「水上農場」或「垂直農業」等概念是實現糧食安全的可行方式之一。這篇文章發表於2021年，至今尚未相距遙遠，或許在大環境背景變動偏差值不大的前提下，仍是值得研析的內容。

The Future of Food