CSRone 編輯台好書推薦:《這世界有點糟,但還有救!》。目前全球已有 127 個國家承諾達成淨零排放;然而,真正的關鍵不僅是節能,更在於加速淘汰化石燃料,並全面採用再生能源與核能,確保人們在維持良好生活品質的同時實現減碳。 本文帶領讀者探索從屋頂太陽能到農電共生的多元方案,揭示每個地方都能化身為清潔能源舞台的可能性。
我們可以從這些小事做起
提到氣候行動,很多事情都在朝對的方向移動。我們已經好了基石,讓需要改變的事情可以好好發展。我們現在需要開始在上面建設,而且要快。
目前共有127 個國家承諾要達到淨零排放。這可不是容易的事。這逼得我們需要重新設計、重新塑造能源系統,改變我們的飲食、改變我們的生活、改變我們的交通、改變我們的建設。但這些改變一定要往前進,不能倒退。把能源用量降到很低的做法並不好。大家需要能源才能過上健康的好日子。醫療保健、教育、強力洗衣機和廚房家電都需要用電,這樣大家才有時間工作、遊戲和學習。我們也需要電力才能適應氣候變遷。
所以問題來了。我們必須怎麼做才能降低排放量?我們要怎麼做到淨零?可惜的是,這件事沒有萬靈丹。要想知道這些挑戰有多龐大,得看排放量來自何處。如果我們把排放量分為兩大類,我們就可以看到能源系統和工業得為四分之三的溫室氣體排放量負責。我們的糧食系統則要為剩下的四分之一負責。進一步放大個別產業來看,就會發現製造業商品所需要的能源要為四分之一的碳排放量負責,人和商品的交通運輸則占了六分之一,我們在家裡和辦公室裡所消耗的能源也大致一樣,此外還有一些工業的排放量很難處理,例如水泥和化工等打造我們周圍一切的基礎。
我們不能單獨從任何一塊去下手解決氣候變遷的問題,那我們該怎麼做?
能源:快速轉型到乾淨能源
圖為溫室氣體排放結構(圖片來源:聯經出版)
如我們所見,我們必須擺脫化石燃料,可再生能源和核能都是很好的選擇,他們產生的二氧化碳或空氣汙染不多,而且安全性高了許多。該吵的架應該是在低碳能源和化石燃料中如何選擇,而不是在核能和可再生能源選擇中爭辯。我們吵核能就是在浪費能量。
我們已經看到,煤炭時代在英國已經終結,在其他國家也一樣。30 年前,英國有接近三分之二的電力來自煤炭,現在則不到2%。美國以前有 55% 的電力來自煤炭,現在不到20%。丹麥原本接近90%,現在只有10%。全球能源系統都變了。
可再生能源取代了煤炭,並以驚人的速度成長,而且不只是在有錢的國家成長而已,有些我們沒料到的國家也表現得很好。烏拉圭的風電在2014 年只有5%,現在接近50%;智利本來沒有太陽能,現在太陽能發電量占13%,還有更多國家在追隨他們的步伐。可再生能源科技和電池的價格持續雪崩式下跌,會讓這些選擇成為必然的決定。
轉向使用這些能源,再加上電池和儲電方式的改良,讓我們替電力系統減碳。但我們也需要替其他用電系統減碳,如運輸、空調和工業。這就更難了。因為目前尚未有一種永續液態燃料可以取代石油或柴油,所以要解決這些能源問題,咒語就是「通通用電」。如果我們的車輛、工業和空調系統都改用電,我們只需要更多核能和可再生能源就好了。
可再生能源與土地使用
圖為煤炭發電比例(圖片來源:聯經出版)
這聽起來很簡單:只要打造很多太陽能、風能和其他可再生能源發電廠就好啦。可是我們沒有其他要顧慮的事情嗎?我們有足夠的土地嗎?我們有足夠的礦產材料來建廠嗎?
氣候變遷懷疑論者很喜歡說:「這會使我們的大地遍布太陽能板。」他們用這種說法來「證明」我們所謂的綠色科技,是多麼耗費土地面積又不永續。可是當我們細究數據就會發現驚人的結果:轉移到可再生能源(尤其是核能)不代表要用掉更多土地,事實上,我們會用得更少。
我們在比較不同能源的土地使用面積時,要考慮到的不只是發電廠空間—像是火力發電廠或太陽能板實際上占用的面積。我們也需要把礦場、燃料提煉廠和廢棄物處理場的面積算進去。聯合國歐洲經濟委員會(United Nations Economic Commission for Europe)的重量級評估報告,比較了不同能源每一發電單位所需要的土地面積,計算過程中就把供應鏈的每一部分都納入。
最省土地的其實是核能:每個發電單位所需要的土地利用面積比煤炭少了50 倍、比地面的太陽能光電系統少18 至27 倍。太陽能則是第二節省土地的能源。
圖為我國農電共生之案例。圖片來源:公共電視文化
善用屋頂與共用空間降低用地
太陽能的土地利用面積要看我們使用哪一種礦物材料而有差異。如果以安裝在地面的太陽能板來說,若其材質是矽做的,所需土地面積就會比煤炭略高一些;但若採用鎘做成的太陽能板,需要的土地則會比煤炭少。當然,這不是太陽能光電系統唯一的選擇,我們也可以把太陽能板放在屋頂上,那麼就只剩下生產原料的時候會用到土地了。這樣一來,太陽能光電的土地利用效率就幾乎和天然氣一樣好,也比煤炭好得多。
我們也可以在現有的地面設施上結合太陽能和風能,例如農田。「農電共生」系統就是共享土地的絕佳案例。近期研究指出,在某些狀況下,農電共生的農作物產量甚至比傳統農田還多,因為太陽能板對水土平衡更好,減少土壤水分蒸散並降低溫度。風電也是,許多農夫的收入都增加了,因為他們同意在農田裡面架設風車,而且這種做法對農田的影響很小。
結論就是,轉移到乾淨能源科技和我們現在使用化石燃料相比,並不會需要更多土地。如果我們用部分核能、善用屋頂加裝太陽能板、共享已經開發的土地,那麼需要用的土地會更少。
土地比例與礦產資源
除了不同能源使用土地的效率,我們也可以再思考土地使用面積多寡的重要性。我們在討論的是5%、10%、還是超過50%的土地?根據我的推算,地球表面目前沒有被冰覆蓋的土地,我們約只使用了0.2%來發電—大多數是用來探勘化石燃料(這數字很小,畢竟沒有被冰覆蓋的土地有50% 用來農耕)。在低碳電力的世界裡,我們可以繼續降低這個數字。如果全世界都百分之百使用核能,我們發電用的土地只會占地球0.01%。如果我們把太陽能板裝在屋頂上,那會比例是0.02%至0.06%。
很快的,這個世界會需要更多電:我們希望收入較低的國家也能使用更多電,電動車和空調系統也需要電。這對土地使用來說也不是大問題。上面的土地面積再增加一、兩倍也還是很少,還是不到全球土地的1%。
我們最後的考量是:我們有沒有足夠的礦物來打造我們需要的太陽能板、風電扇葉和電池。這些科技需要各種不同的礦物:鋰、鉻、銅、銀、鎳—我們經常聽到有人說開採量很大,甚至已瀕臨枯竭。
那些說低碳能源會使用太多礦物的人,應該看看我們為了化石燃料挖了多少礦。全世界每年開採的煤炭、石油和天然氣共計 150 億噸。國際能源總署(The International Energy Agency)預測,全世界在 2040 年達到能源轉型高點時,為了低碳科技會需要2800 萬至4000 萬噸礦物。28 這比化石燃料少了 100 至1000 倍。當然,石頭不是純礦物;礦物質通常含量很低,所以石頭總量還會更高。但道理還是一樣:要採出 150 億噸的煤炭化石燃料,我們要從地底下挖更多出來。簡單來說:轉移到低碳科技,就代表採礦量會變少,而不是變多。
研究也指出我們仍有足夠的鋰、鎳和其他礦物。29 我們不會採光。如果我們把回收量也考慮進來就更是如此:太陽能板、風電扇葉和電池所需要的礦物都可以重新整理成新產品。這樣一來,我們就建立了循環經濟,可以持續重複使用這些礦物,不必增加開採量。
關於礦物從哪裡採來、如何精製,我們確實需要謹慎一點。有些礦藏在地底下,而地表是我們想要保護的生態區,或可能和原住民保留區重疊。我們必須確定自己所用的礦藏產地,是在公平、安全的工作環境下開採和精製。化石燃料的年代也是剝削人力和地球的年代。我們一起來確保低碳世界不會這樣。
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本文出自:《這世界有點糟,但還有救! 》,經 聯經出版 授權轉載。
圖片來源:聯經出版、公共電視文化