未來能源與減碳

1.   三E永續生存

人類的食衣住行育樂通通都需要能源，經濟的發展也需要能源。但是能源的使用對環境產生很大的衝擊，尤其是造成全球暖化的溫室氣體排放。未來人類文明仍否永續發展？抑或是跟目前大量消失的物種一樣，人類逐漸步上自己鋪出的滅亡之路？端看是否能營造出兼顧經濟生活與環境生態的能源系統。圖一中央的三圈為能源（Energy）、經濟（Economy）、環境（Environment），正是代表此永續生存的三個中心問題。

 

圖一：永續能源的三個面向：能源（Energy）、經濟（Economy）、環境（Environment），及各種能源在此三面向的地位。

2. 困境

全世界的人數仍在上升，發展中國家的人同樣有享受高生活水平的權力。世界能源組織(IEA)預期全球能源需求在2040年時還比2010年增加37% [1]！

全世界的油礦蘊藏量的峰值在1960年代出現，開採量的高峰預期將於2020年附近出現[2]。供給減少、需求增加，一定會對石油價格產生巨幅成長，人類對於新能源的渴望更會增加。石化燃料中，石油預期可開採期約52.5年，天然氣約54.1年，煤約110年[3]。人類大量開採與使用這些化石燃料（石油、煤、天然氣），低廉的價格造成人類長期的依賴；可是排放的CO2與空氣汙染物，造成環境嚴重的傷害。因此圖一中，化石燃料只有出現在便宜能源而圓梨環保的區域。

自從18世紀中期工業革命以來，人類大量使用石化燃料，釋放二氧化碳等溫室氣體到大氣中。大氣中CO₂濃度從1850年約280 ppm上升至2014年的400ppm。溫室效應造成的全球暖化現象正逐漸侵害人類文明，IPCC第五次綜合報告[4]中依據不同的發展模型預測在2100年氣溫，最嚴格的模型為2100年CO₂濃度為430 ~480 ppm，氣溫約上升+0.3°C；若以接近目前的4.9百億噸每年的方式繼續排放，2100年CO₂濃度將超過1000 ppm，氣溫約上升4.8°C [4]。多數學者認為500 ppm與+2°C是一個關鍵點，超過此限度，地球的溫度可能走向無法挽回的持續性升溫。

3. 解決方案

因應『氣候浩劫』與『石油耗竭』，降低碳排以減緩暖化成為這世代人類的最重要任務。低碳排成為未來能源的關鍵指標，但經濟成本、技術成熟性、環境安全性等都要一起考量。

解決的方法不外乎開源與節流。節流的方式可以從三方面進行：

a.  減少能源消耗：降低對物慾的需求是釜底抽薪的根本策略，但是願意犧牲經濟成長、犧牲生活方便與舒適的人只是極少數人。從認購綠電額度的人數稀少得可憐，就可以猜測出來。技術上比較可行的就是推廣節能、或高能源效率的產品。不過節能產品的效果是有市場飽和的極限。

b. 碳捕捉與封存(CCS)：既有設施如發電廠與工廠等安裝CO₂捕捉，然後封存至地層或海洋。目前有許多吸收CO₂的技術，但會增加許多成本與降低能源效率。儲存方式則仍無大量、經濟、又無環境汙染隱憂的辦法。CCS的前景仍是烏雲遍佈。

c. 能源再利用：例如汽電共生，或熱電共生技術。這些技術雖然都有成熟的技術，但仍受限於熱力學第二定律，無法有大量助益，且同樣有市場飽和的極限。

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