【從地球和人類發展看臺灣的永續能源選擇】 ─李遠哲前院長專訪 2 °C 的衝擊 地球形成 46 億年來陽光 從未停止照射，物質得以 循環，生命因此生生不息。 直到工業革命，人們才開 始利用化石燃料大規模 生產，以為人定勝天，卻 破壞了很多自然環境。不 過短短 250 年左右，我們 便發現路的盡頭近在眼 前。一開始大家擔心化石 燃料終會用盡，但其實在 用盡之前，人類可能就會 面臨無法生存的困境：人 太多、消耗太多、污染太 多、環境改變太多！太陽 圖說：和公元前相比，全球人口隨著工業革命而快速增加。1950 年代 已經無法透過光合作用 地球尚可提供人類舒適的生存環境，但僅僅半個世紀的時間，人口的 把人類活動產生的廢棄 暴增已經帶來大量資源消耗、飢荒、以及地球生態環境破壞等等危機： 物回收消化，於是我們開 始承受全球氣候變遷帶 資料來源：The U.S. Census Bureau。 來的各種衝擊。半世紀前大家最擔心的核戰危機仍在，現在又多出兩個危機─溫室效應 和生物多樣性的消失。再過半世紀，溫室效應帶來的極端氣候說不定就會突破臨界點， 進入所謂「失控的斷層期」 ，這時海水中的二氧化碳和甲烷就會像咳嗽一樣，不停地被咳 出。西伯利亞凍土中的甲烷一旦釋出，溫度就會突然上升，人類和很多生物都無法存活； 這是本世紀內就可能會發生的事。那麼，目前這個「臨界點」的界碑上寫的是什麼呢？ 「2 °C」！ 2007 年聯合國氣候變遷跨國小組（IPCC） 的評估報告指出：和工業革命前相比， 溫室效應已經讓全球均溫上升 0.7 °C。 一旦上升超過 2 °C，地球生命就會遭到 很大的衝擊；所以將升溫控制在 2 °C 內 是全球努力的目標（註一）。然而現在 這個夢想已經達不到了，再不努力點， 本世紀結束前溫度甚至可能會增加 4~5 °C。 圖說：目前全球努力想將升溫程度控制在 2°C 這個臨
2 °C，很多人不瞭解這個數字的意義， 僅僅「2 度」有什麼大不了，早上到下 午，溫度變化就不只這個，春夏秋冬溫
界值之內，也就是要將溫室氣體的濃度控制在 450 ppm 以下。 即便這樣，將全球年升溫控成功制住的 機會也只有 50%。背景圖片©www.port.ac.uk。
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差更大。住在北方的人甚至以為溫度升高 2 度氣候更舒適。可惜不是這樣，這裡的「2 度」 是「全球年平均溫度上升 2 °C」 。若以人體作比喻，平均體溫 36.5 °C，上升 2 度就發燒了。 上升 4 度不趕緊降溫，生命就有危險。地球是有生命的體系，從某個觀點來看和人類很 像。溫度升高 2°C，各大洋的海水會大量蒸發，蒸發後儲存在雲氣中的能量非常大，一旦 釋放出來，表現出來的就是颱風或者很多氣候變化，結果造成嚴重的極端氣候，例如乾 旱好一陣子，然後突然下起大豪雨氾濫成災。 「人類的活動，地球承受的了嗎？」李前院長強調，這是今日當全球在討論永續發展時， 首先要有的認知。 永續發展與永續能源 1987 年聯合國世界環境與發展委員會（WCED）主席布蘭特（Brundtland）在「我們共同 的未來」（Our Common Future）報告書中提出永續發展的概念：「滿足當代需求，同時不 損及後代子孫滿足其本身需要的發展」 。對此李院長提出兩個問題：滿足當代「誰」的需 求？何謂「發展」？ 歐美的需求就是需求嗎？洛杉磯沒有汽車就很多地方去不了、不能買日常生活用品、很 多事都辦不成，所以汽車是他們生活的基本需求。非洲很多地方連吃的東西都沒有，所 以他們的需求是「食物」 。世界各角落人們差異那麼多，到底要滿足「哪個地方」的需求？ 這是很大的問題，但是全球並沒有共識。 至於「發展」 ，歐美發展的方式就是發展嗎？以歐美經濟發展模式來看，發展是「製造更 多的東西、以便人們有更多的東西可消耗」 ，但是這個「永無止盡地增加物質消耗」的發 展模式可行嗎？人口不斷增加，物質消耗也一直增加，因而產生的污染，不但陽光已經 無法消化回收循環，而且開始影響生態環境。從地球的觀點來看，人類已經「過度開發」 到地球承載不了的地步了。 所以李前院長希望大家在討論永續發 展時好好思考：人類應用科技來發展經 濟究竟是為了什麼？在達到目的的同 時，也不要讓生態環境受到破壞，這樣 我們才能繼續在這個地球生存下去。要 如何才能永續發展呢？現在大家都說 要走入「低碳社會」，也就是不要使用 會 產 生 二 氧 化 碳 的 化 石 燃 料 （ fossil fuel） 。我們一直在講的再生能源、新能 源也都是「回歸太陽」的意思。地球既 然位處太陽系，人類就該善加利用直接 圖說：太陽能、風力、地熱、洋流這些能量都是太陽 或間接來自太陽的資源。太陽給我們的 給的。動植物的光合作用、森林土壤和微生物也都是 能量很大很多，一個小時內送到地球表 太陽孕育出來的資源。背景圖片©RPeter Hannam/ 面的能量就可以供應人類社會一年所 brisbanetimes.com.au。 需。太陽能、風力、地熱、洋流這些能 量都是太陽給的。有些海洋能量─像潮汐是和地球及月亮的引力有關，那也是太陽系形成
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時留下來的能量。動植物的光合作用、森林土壤和微生物都是從太陽孕育出來的資源。 如能善加利用這些就非常足夠我們生活了，當然這是在「人口數量能夠控制」的前提下。 總的說來，人類要永續發展，資源的利用上就要回歸到能與大自然共存的發展方式。 50 年後臺灣的能源要從哪裡來？ 整體而言，臺灣是個得仰賴「能源輸入」的國家，目前我們有 98%的能源靠進口。臺灣 地狹人稠，人口密度是美國的 20 倍、加拿大或澳洲的 200 倍左右，所以我們可以享受陽 光的「人均享受量」很少。即便如此，我們還是得盡可能利用太陽能源，只不過以臺灣 的地理情況，仍是無法單靠當地的太陽能發展。事實上若依照今天國人高消耗的生活方 式繼續下去，即使再加上風力、水力、地熱、生質燃料等再生能源，能夠滿足能源需求 的 10%~20%就很了不起了；就算能滿足 20%，還有 80%得靠進口。隨著全球能源資源的 快速減少，從國外買進能源的花費也會越來越貴，所以這 80%的能源該如何取得？ 目前臺灣幾乎所有能源都是依賴進口的化石燃料。化石燃料無法重複利用，但化石燃料 的能量很密集，所以全球石油、煤炭的市場很大；每個國家根據自己的能源需求決定要 買進多少煤炭，臺灣就是這樣。如果有一天人類不再使用化石燃料，對臺灣來說影響其 實不大，因為我們大多數的能源還是得靠進口，差別只在輸入能源種類換成別的罷了。 所以政府該好好想的是：未來臺灣要從哪裡輸入何種能源？科學家們也要同時努力研發 適合臺灣的能源，不要全部依賴外國，自己掌握自己國家社會的未來，這樣才可靠。 例舉發展中臺灣的永續能源 李前院長例舉目前臺灣永續能源發展中的幾項，提供大方向的看法和建議： （1） 太陽光電能：目前太陽能板造價很貴，但相信隨著科技的進展，綠建築、節能綠 生活會以不同的方式呈現，節省能源的材料研究也會持續發展，一旦技術成熟及 量產，成本就可降低。如果政府在過渡時期能提供積極的配套及鼓勵措施，就可 以支持研究發展繼續下去，民眾也就可以負擔得起這個能源的利用。所以不要拿 一開始的高價格低估其未來的經濟價值；若純粹從技術觀點來看，數十年內臺灣 要降低利用太陽能源的成本是有機會的，可不可行端看政府的態度與配套政策。 另外，國際間合作發展太陽能的儲存和輸送也是一個方法。李前院長今年會邀請 亞太地區科學家和重要人物一起討論亞洲的未來，包括能源問題。他預期屆時澳 洲一定會表示自己的廣大土地和充足陽光可以進行太陽能發電，多餘用不到的太 陽能可以轉成高壓直流電，然後輸出給需要能源的很多亞洲國家。 （2） 氫經濟（hydrogen economy）：氫分子在地球上不是以天然氣體的形式存在；大部 分的氫與氧結合後存在水中，所以氫並不是初級能源。我們利用風力、太陽能這 些初級能源來供電、或微生物分解等其他方式將氫從水裡分解出來儲存；這個氫 可以當作燃料，再透過化學反應產生電力。因此能量的儲存並不是「電」，而是 儲存經過化學分解後的「氫」。換句話說，將來臺灣利用氫電，要進口的不是電 而是氫嗎？氣體的運送很不方便，如果想轉成液態氫來運送，溫度要很低，這方 面仍有很多技術問題和成本需要大家一起想辦法解決。
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（3） 生質燃料：美國地廣人稀，所以他們要發展再生能源還說得過去。巴西人口密度 也不高，所以他們種甘蔗生產酒精燃料，提供很多汽車使用。但是要大量依賴生 質能源就不適合在亞洲人口密度高的國家。想在臺灣利用生質產生酒精當作燃料， 就會影響本土的農業生產，因為我們的土地有限，陽光接收也很有限，因此這類 能源的發展可能就要針對農業廢棄物的利用的方向去探討。 （4） 核能：目前全世界所採用的核能發電方式是不理想的。純就核能發展來看，現今 核電廠反應爐的運作為了避免核子武器的擴散，反應爐中真正能用來發電的核燃 料鈾-235 所含有的能量，用到的不到 5%，剩下的 95%都變成核廢料。核廢料產出 那麼多，至今卻沒有辦法處理，結果這些問題全被推給了下一代。 核電廠除了本身不理想，安全也是個問題。在提高核安和解決核廢料處理問題上， 有不少新一代的核電研究方案正在進行，在此無法一一介紹，構想很多，熔鹽式 反應爐也是其中一種。這個研究多年前在美國橡樹嶺國家實驗室就曾試過，當時 礙於一些無法克服的技術問題所以沒有繼續發展。徐遐生院士團隊對熔鹽式反應 爐重新評估後認為可以設計得更好。他們計畫要開發的熔鹽式反應爐有幾項特色： 使用熔鹽型態的冷卻劑及核燃料，不需用水所以不會氫爆，安全性比目前的輕水 式反應爐高；不必蓋在海邊所以不影響海洋生態；混在氟化物熔鹽中的釷-232 經 過核反應轉換成的鈾-233，作為核燃料幾乎可完全利用，產生的核廢料半衰期只有 30 年左右，裝入乾式儲存桶存放地下 300 年後還可能成為經濟礦物再利用；可回 收現存輕水式反應爐的高階核廢料鈽-239 當作燃料再利用（詳見本期徐院士專欄 文章內容） 。如果這些理想能實現，或可解決核電目前的一些問題。李前院長也同 意這個看法，但他認為臺灣目前的工業技術無法獨立完成這項研究，一定要想辦 法找歐美有核能技術及經驗的先進國家合作，將格局放大才不會侷限完成理想的 機會。 不過李前院長強調：核電廠的監視偵測系統在穩定的土地上應該是可以做得相當 安全的；然而對臺灣來說，「地震」是一個重要變數，一旦「地震」因素加進來， 事情就變得很複雜了。即便不在地震帶，光憑臺灣現今核電廠的運作管理，就已 經問題叢生，更何況處在地震帶。所以臺灣能做好核安嗎？李前院長說： 「其實我 不太相信」 。他認為對臺灣而言，核能不是永續能源，核電在臺灣發展是不合宜的。 但若想進一步研究如何讓核燃料完全燃燒，不要造成更多的核廢料污染問題，這 方面的研究倒是值得推動。此外，如果全球各國願意坐下來討論合作開發新一代 核能反應爐，而且大家說好反應爐不要蓋在海邊和地震帶等不適合的地區，只蓋 在穩定的土地上，生產出來的核電可以出口賣給不適合發展核電的國家，如此一 來核能發電對全球還是可以很有貢獻的。 （5） 碳中和、碳回收─碳收集及封存（carbon capture and sequestration；簡稱 CCS）： 除了開發低碳能源，想辦法將人類活動排放出來的碳回收或中和掉，也是走入「低 碳」的選擇之一。除了植樹或使用不排碳的再生能源，碳化反應（torrefaction）也 是一種方法。陽光提供能量給植物生長，我們再利用碳化反應將植物加熱燃燒變 成木炭。整個碳化是「吸熱反應」，過程中吸收的能量一部份被燃燒釋出，一部 份拿來進行碳中和。釋出的熱能透過熱交換器可再利用，但這些熱能其實相對不 多。重點在碳化後，能量和碳可被保留下來。李前院長特別提出他小時候村民們
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進行碳中和的例子，人們在山上種相思樹，砍下來燒成木炭，用來煮飯洗澡。大 家燒的是木炭不是木柴，所以排放的煙很少。 澳洲和南美洲的固碳回收農場、徐遐生院士的「超級烘焙法」 ，都是專門種植生長 很快的植物然後進行碳化，主要目的其實不是為了當作再生能源，而是為了回收 封存二氧化碳，這個機制還可以惠及全球。因此森林不要燒掉，應該把它作為光 合作用的碳回收基地。碳回收後將來還可以磨成粉灑回土壤，改善土壤性質。 臺灣如果在半世紀內仍無法脫離化石燃料，至少得想辦法處理掉煤炭發電所產生 的二氧化碳。目前的方法是進行 CCS，把二氧化碳埋到地底下。李前院長表示： 「我 們應努力朝這方面研究，可是政府目前進行的非常緩慢。二氧化碳的封存需要做 地層研究，每個洞打下去就是一百萬美金，這絕不是一個學術單位的教授可以做 到的；必須靠政府大規模規劃、與國際合作才有辦法進行。」去年十一月召開的 『2012 台灣二氧化碳捕獲封存與再利用』國際研討會，林立夫博士廣邀澳洲、日 本、馬來西亞、中國的科學家，希望一起動腦想想應該怎麼解決未來亞洲的能源 問題。 「亞洲應該學學歐盟，他們很有組織。」李前院長強調，如果大家無法跨越 主權國家利益的藩籬進入「全球」合作、互相支援，一切就無解。 全球合作解決永續發展的問題 二次大戰前英國以「日不落地」來描述自己，因為陽光隨時照耀著大英帝國各處的殖民 土地。反觀單一國家各地晝夜雲雨條件不一，陽光或風力供給可能不穩定。如果全球國 家作為「共同體」一起合作，利用大自然提供能源的問題就可迎刃而解。臺灣未來的永 續能源也是一樣，要想辦法和其他國家合作，建立起能源網絡。目前各國之間仍有國際 藩籬、利益考量，所以藉由更多全球化的組織聯繫，希望把國界淡化、走向全球化，這 是本世紀一定要走完的路。 隨著人類活動與交流的增加， 今 日 大家 面 對的 問 題常 常 是 「全球性」的問題；臭氧層破 壞、溫室效應、流行病擴散、 貧窮飢餓、森林保育、生物多 樣性消失等問題，都是跨越國 界持續進行的。 「國際合作」和 「國際間的競爭」存在著矛盾； 如果不能全球一起解決，而是 繼續以「主權國家」為單位考 量自身利益，這些問題將永遠 無解。或許不必 50 年，我們就 會發現地球環境已經被破壞到 人類無法生存的境地。屆時大 家便會知道，我們的敵人其實 就是自己，自己要把自己消滅
圖說：科學界不要自己做自己的，應破除國家發展的界線，將「整 個地球」當成一個整體目標來考量人類的未來及發展。淡化國 界、走向全球化，這是本世紀一定要走完的路。 背景圖片©Henry Mühlpfordt 。
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掉了卻仍不知去正視這點。 所以李前院長近年來一直努力宣導「打破國界，走向全球」這個觀念。科學界不要自己 做自己的，應破除國家發展的界線，將「整個地球」當成一個整體目標來考量人類的未 來及發展。他強調科學家應該要結合關心環境的人文社會學者，一起跨領域合作來評估 科學對人類社會帶來的衝擊和影響，並找出處理及解決問題的辦法。科學應從「國際化」 （international）邁向「全球化」 （global） ，人類社會才能永續發展下去；然而，對此很多 國家都還沒有共識。2012 年聯合國的 RIO+20 永續發展大會中，很多學界及民間人士都贊 成訂定二氧化碳減量標準的國際協議。學術界想從全球觀點著眼卻只能從旁建議，真正 決定政策的政界人士卻未必有共識，這是現存的大矛盾。所以今天科學界的人在說，做 研究的人還是得要想辦法影響政策，才有辦法施力。 李前院長語重心長地說：這個國家、國際利益和全球利益的矛盾，我們老一輩的人沒有 解決，年輕一代要想辦法。長一輩的人沒能做到全球的聯繫，但是年輕世代不一樣。人 類有史以來第一次可以透過網路聯繫全球，以往做不到的事，現在都有可能做到。所以 說，現在的世代已經具備打破國家界線、進行全球連結的潛力。李前院長再三強調：不 打破國界走向全球，人類的未來是沒有希望的；主權國家做不了事，必須全球一起來方 能成事。 減碳+再生能源≠永續發展 透過科學研發及全球性的政策合作或許可為減碳及永續能源的問題找到出路，但這仍只 是人類及地球永續發展的環節之一而已。大自然提供人類的產值比人類自己生產的 GDP 還高。比如說，蜜蜂蝴蝶的花粉授粉，我們所吃的食物有三分之一都靠他們。的確，如 果能源都從太陽來，溫室氣體就可被控制住；但若我們繼續無限制消耗資源，把森林、 綠地都變成水泥地，將來生態破壞、生物多樣性消失的一天，也就是人類消失的一天。 人類是無法單獨在這地球生存的；所以，有些舊思維必須改變！
圖說：大自然提供人類的產值比人類自己生產的 GDP 還高。若我們繼續無限制消耗資源，把森林、綠地 都變成水泥地，將來生態破壞、生物多樣性消失的一天，也就是人類消失的一天。背景圖片左圖©Nature Blog Network；右圖©WallpaperWeb 。
首先，世界發展至今，人口這麼多、消耗如此龐大，人類社會今後的永續發展，勢必得 朝向「以最少的資源過最好的生活」的方向來走。這並不是要大家回歸原始，而是在應
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用科學的同時，別讓科學破壞了大自然。科技、經濟發展和回歸大自然並不相互矛盾； 反之，科學應該要成為人類和大自然之間的溝通橋樑。降低能源消耗和提高能源使用效 率，這是人類社會未來該走的方向。如何用很少的資源過最好的生活，這在產業上其實 有很廣的路可以發展。比如說 20 年前的電冰箱每小時耗電量 1,000 瓦，現在約 130 瓦， 能源消耗減少 8 倍；汽車工業現正朝著電動汽車發展；建築業在蓋房子時，則要以日常 能源消耗最少又能讓人們生活過得最舒適的原則來設計。 其次， 「高品質的生活=高消費、高消耗的生活」 ，這個觀念是錯誤的。高品質生活可以是 和大自然完美結合的人文生活。閱讀、彈奏樂器、社區聚落的音樂、文化或體育活動、 登山健行、在家聚會、看藝術展覽等等，這些活動消耗的能源都不高，同時生活品質也 提升了。 此外，社會組織結構、生產製造和消費習慣也必須改變，這對地狹人稠的臺灣尤其重要。 產業必須轉型，生產製造的東西要經久耐用，不該為了商業利益縮短產品壽命，或是不 斷推陳出新、鼓勵消費，應該想辦法利用更少的資源創造更高的價值。對消費者而言也 不要追逐流行、喜新厭舊，要以更少的物質消費來過更好的生活。社會組織結構要改變， 讓走路、腳踏車車程、大眾捷運系統可達範圍內就能辦妥日常生活的大小事。這點，像 多功能便利商店的普遍設立就是社會結構組織改變的一個成功例子。假如生活結構、經 濟發展還是持續原來大量生產、大量消費的方式，這樣的未來是走不通的。 現在改變還來得及嗎？ 人類所要面臨的極端氣候危機，可能是 30～50 年內就會發生的事；在此之前，除了要扭 轉被「長期教化」出的既有價值觀，還要有實質的改變作為才行。李前院長表示：10 年 之內若不能轉型，大概就沒希望了。然而，目前臺灣因應環境變遷的能源發展、社會發 展、永續發展這些政策，執政者並沒有真正努力去規劃落實。原本行政院負責這些工作 的永續發展委員會，單位階層甚至被降級到某個署的室組架構下面去。老百姓似乎也還 沒有感受到「必須改變」的切身需要，大家應該是沒有深切瞭解到近年這些天災和溫室 效應的關係。這是因為臺灣民眾對公共領域事務的參與一向被動，很多人的想法是「修 身齊家治國平天下」，以自己的小圈圈為優先再往上拓展；從自己開始然後齊家，家裡 弄好了才考慮治國，最後才想到平天下的問題。近年來民間方面已有不少進步，有越來 越多人思考極端氣候和永續發展這方面的事，但是還沒有凝聚成足以讓執政者覺得非處 理不可的壓力。核四到底該停建或是續建？這個「公共議題」大家能夠提出來討論，李 前院長認為對臺灣是好事，希望藉此能讓臺灣的人民開始關心公共議題。 「債留子孫」是臺灣目前最嚴重的問題。李前院長說：「我都告訴年輕人，不要相信這 些 50 年後就不在地球上的人所說的話，自己的未來要自己去掌握。」不要只是「沿襲」 長輩過去的經驗和想法或是受到媒體宣傳的左右，年輕人要主動反省思考，縮短「現實 與理想」的差距，為自己的未來好好想辦法。
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以最少的資源過最好的生活 臺灣要永續發展，有兩個方向一定得落 實。一是節能、減碳，發展可再生的永 續能源。社會發展要同時跟上腳步，宣 導民眾「以最少的資源過最好的生活」 ， 從臺灣開始努力，然後影響亞洲和全世 界。再者我們要往前看，想想以後的能 源要怎麼來？這不僅是能源政策，且是 涉及整個國家發展的政策，甚至需要全 球大家一起合作。李前院長在受訪的最 後表示： 「我的影響很小無法幫大家督 促政府行動，但是希望年輕人能夠覺醒， 圖說：世界發展至今，人口這麼多、消耗如此龐大， 好好想想自己要的是怎樣的未來。」 人類社會今後的永續發展，勢必得朝向「以最少的資 源過最好的生活」的方向來走。©中研院天文所
（整理撰文/陳筱琪；採訪/陳筱琪、楊 淳惠；審校/李遠哲） 註一：目前全球努力不要讓溫室氣體的濃度超過 450 ppm（ppm 百萬分濃度=溶質毫克數 /溶液公升數），但即便這樣，成功控制均溫上升不超過 2°C 的機會也只有二分之一。 （網路專訪全文版，請參閱 https://sites.google.com/a/asiaa.sinica.edu.tw/iaaq-on-web/）
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