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從溫室效應到全球暖化,節能減碳可減緩氣候變遷嗎?

國立臺中教育大學科學教育與應用學系林素華副教授 11/02/2022 273 點閱

  「節能減碳愛地球」已儼然成為全民朗朗上口的一句話時,二氧化碳(CO2)這個物質,被妖魔化的機會就增高了!當地球的狀態先回歸到一般的科普常識理解下時,可知「溫室效應」是大氣層上的一種物理特性,是由於一類名為溫室氣體(約1%)所引致,這些天然氣體(水蒸氣、二氧化碳、甲烷、氧化亞氮和臭氧對於地球上的生命相當重要,吸收紅外線輻射而影響到地球整體的能量平衡。

  假若沒有「溫室效應」,地球表面將無法保持在平均溫度為合宜的15℃,而是極低的-18℃,將會是一個不適合居住的環境。自工業革命之後,人類為了追求更舒適便利的生活中,讓能源、製造、運輸、住商、農業、環境活動釋放出大量的溫室氣體,結果讓更多紅外線輻射被折返到地面上,加強了「溫室效應」的作用,於是「全球暖化」的現象便油然而生。地球越來越熱,又會造成什麼樣的影響呢?影響的不只有氣溫升高而已,在南北極的冰棚和高緯度的冰川正逐漸消退與永凍土之暴露,此加速融化的結果,使全球海平面以平均每年1.9公厘上升,造成低窪沿海地區的漸漸淹沒現象。當海冰融化形成大量淡水,可能會使海洋環流的流速下降,進而減緩海洋環流傳輸熱量,引起更劇烈的氣候變化。全球暖化可能改變降雨模式,由於海洋溫度升高,水較容易蒸發進入大氣,導致部分地區降雨量升高,造成暴雨。

  暴雨降落到山區可能也會導致土石流、山崩等災害,平地地區則可能因為短時間的大量降水造成水災,甚至有水土流失的問題;溫度升高,將導致乾旱地區更缺水,甚或有沙漠化的危機,變遷中的氣候,呈現出2021年的德國暴雨、中國河南水患、美國暴風雪,2022年裡,歐洲熱浪、北半球處處乾旱、澳洲森林大火等,這些極端氣候在最近幾年越來越常見,進而在世界各地造成嚴重的生命和財產損失,此「氣候變遷」的影響,本不是一天兩天就可以觀察出差異,但是在目前的災害頻繁現況,正是人類生命內已經可以看到這些變化。

  「節能減碳」的概念與做法,可說是承襲自1979年世界能源大會節能委員會報告所提的「節約能源」,其中心思想是,採取技術上可行、經濟上合理,以及環境和社會可接受的措施(使現有的理想生活方式改變最小的方法),來更有效地利用能源資源;但隨著經濟發展與便利生活的普及,能源的使用並未減少,進而在1992年UNFCCC(The United Nations Framework Convention on Climate Change,聯合國氣候變遷綱要公約)公約通過與1994年公約生效的推動下,1997年在日本京都舉辦的COP3(Conference of the Parties,第三次締約國會議),最後通過了《京都議定書》(Kyoto Protocol),針對包括二氧化碳在內的氟氯碳化物等六種溫室氣體,定出具體減量目標;此以聯合國的權威「由上而下」賦予各國減碳義務的推展方式,造成大國不斷抵制、多國未能達到共識,終使《議定書》氣候談判架構氣若游絲!

  所幸,2015年COP21的《巴黎協定》不再使用「溫室氣體減量」作為各國對抗氣候變遷的標準,而是以在22世紀來臨之前「1.5~2.0℃升溫上限」作為全球共同努力的目標,過程中減碳也不再僅是某些國家的任務,而是所有國家必須自主提出《國家自定貢獻》(Nationally Determined Contributions ,NDC),希望透過「由下而上」的方式,去達成各國「共同但有區別的減碳責任」。減碳的路上不乏抗議與拖延,在2018年「環保少女」童貝里引發世界各地越來越多年輕人加入她的「週五為未來而戰」, 雖2020年的COVID-19造成短期間碳排放減少,但世界氣象組織表示濃度仍較2019年上升2.5ppm,到413.2ppm,是1750年工業化前水準的149%。回到臺灣的減碳視角,2008年「節能減碳十大無悔措施」,2010節能減碳元年,啟動溫室氣體適當減緩行動,還有與時俱進的「省電、省水36計」,但到2020年我國仍是97%以上的能源供給依賴進口80%左右火力發電的結構,減碳還是無具體成果。

  未來如何從「節能減碳」邁向2050「淨零排放」的理想目標前進,這是一個艱難過程,而途徑上就需政策的轉型,若以日月潭抽蓄水力發電的儲能機制為例(未來還有2033石門水庫及2034大甲溪德基-谷關抽蓄水力),在基載電力為核能、火力與未來再生能源全力到位的過程中,其約1~2公尺的水位差,所發的電力調度,也從以往每天「一抽一發」,轉型成「兩抽兩發」,此抽蓄發電節奏,同樣是白天放水發電,快到中午時,就減少水力發電,儘量使用多餘太陽能電力,抽蓄發電過的水回到日月潭,待下午太陽能發電量漸小,再放水進行水力發電提供二次尖峰用電,到了夜間用電離峰時,再重新把發電過的水回抽到日月潭,此造成的巨觀水流變化,讓釣客反映,魚群察覺到環境有異,影響吃餌情況,增加垂釣難度的微觀變化;以此為簡例,希望在提升社會福祉的前提下,全體國民在同享日月潭這項資源中,透過能源、產業、生活及社會轉型調適過程中,來減緩氣候變遷所引起的壓力。

全體國民同享日月潭好風光(圖片1)
全體國民同享日月潭好風光
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