【正见网2009年10月18日】
摘要
眼前人类正面临两大迫切的危机：能源短缺与全球暖化，这两个看似独立却又紧密相关的议题，正关系着人类能否继续在地球上生存与永续发展。在面对此关系着人类存亡的挑战之际，被认为取之不竭而且无污染的绿色能源于是成为最被寄望的解决方案，因此世界各国莫不积极投入各种绿色能源科技的开发与研究，希望得以减缓全球暖化的危机，并获得足够能源继续推动社会与经济的发展。不过，绿色能源真的是解决这棘手问题的万灵丹吗？回想当初工业革命刚刚兴起之际，机器与新的生产技术不也曾经带给人们美好生活的无限向往吗？本文将藉着检视能源危机与全球暖化现况，以及数种主要绿色能源的发展与潜在限制，试着探讨人类社会如何迷思于现代科技及其衍生的问题，以及绿色能源未来的运用方式，期望能对人类如何与地球共荣共存提供参考的方向。
1. 前言
自十八世纪工业革命起，人类逐渐开发出各种石化能源的使用方式，从使用煤矿的蒸汽机，慢慢发展到以石油燃料为主的内燃机，接着电力的出现与使用，促使人类的生活方式出现重大改变，而各式各样的陆海空动力载具，更使地球上不同角落的人们有了密切的交流与互动。最近五、六十年中，人类也凭藉着石化能源進入太空，将人类活动领域扩展至地球以外的空间，这些成就当然也全拜石化能源的大量利用所赐。不过就在人们歌颂这些现代科技带给人类前所未有的繁华文明之际，其实在这两三百年的光景中，人们几乎已将未来子子孙孙的能源消耗殆尽。根据最新的全球统计资料，若依照目前的能源消耗率推估，石油储存量只剩不到五十年，煤矿也大约只能撑个百来年。同时人类大量使用石化能源所排放的二氧化碳，已累积至大自然无法消化的程度，因此造成大气层存在着过量的二氧化碳，使太阳的热能包覆在大气层之内，而产生所谓的温室效应，造成全球平均气温急速攀高，并引发全球气候异常变迁，各地天灾频传。所以人类过度的使用石化能源，不仅提前耗尽历经亿万年复杂作用才形成的石化能源，也同时把人类唯一可依靠的地球环境逼到毁灭边缘，形成全人类最迫切需要省思与设法解决的危机。由此可知，能源短缺与全球暖化其实并非两个彼此独立，而是一体存在、密切相关的重大问题，是关系着人类未来生存与发展的严峻挑战。对于这个迫切危机，人们意识上最直接的反应是寻求不会产生温室气体的替代能源，一来可纾解石化能源不足的冲击，同时也可减缓全球暖化的持续恶化，因此绿色能源应运兴起，顿时成为全人类未来生存与发展的希望。不过，只发展绿色能源真的可以彻底解决人类未来的能源问题吗？真的可以拯救地球免于暖化的危机吗？本文将深入探讨各种主要绿色能源发展的限制与潜在问题，同时检讨人们对现代科学技术的认知与态度，省思人类如何正确的面对此重大危机，期望能找出人类得以在地球永续生存与发展的方式。
2. 能源短缺与全球暖化现况
工业革命可说是人类历史的转折点，也是生活方式的分水岭。由于机器、汽车、飞机等现代化的生产与运输工具的出现，使世界逐渐成为地球村，人类也在这个科技快速发展过程中，享受到前所未有的繁荣与便利。不过凡事有所得必有所失，在人们利用科技满足物质的享受欲望之际，不少生态环境被严重破坏，同时也消耗了庞大的地球资源。自上个世纪末期，已有先见之明的学者专家提出警讯，提醒人们地球所储存的有限石化能源已经被消耗过度，百年之内将会面临能源短缺的困境。根据世界能源统计年鉴2009 (BP Statistical Review of World Energy 2009)的最新资料显示，在目前世界能源消耗率的估算下，全球石油蕴藏量平均只剩42年可用，天然气与煤矿则分别是60年与122年，不过这些数字其实是逐年加速递减的，因为新兴的开发中国家对于能源的需求正迅速增加，其中以中国大陆、印度与中南美洲为大宗。这些骇人耸闻的数据明白的告诉我们，这一代的人类已将下一代的未来几乎消费殆尽，因此积极开发绿色能源，并改变目前大量耗能的生活方式以节约能源，是我们大家责无旁贷的责任。
人类另一个重大危机则是地球暖化。目前暖化是全球最热门的议题，世界各地的媒体几乎每天都会出现与暖化相关的新闻，报导因为暖化所造成的气候变迁、及其引发的各种现象与灾难。就以今年(2009年)八月的台湾为例，莫拉克台风就创下百年以来的单日最大降雨量纪录，在南台湾造成超乎预料的灾难。这个跌破气象专家眼镜的怪异台风，或许只是全球暖化祸害的前兆，未来更剧烈的气候变化与引发的灾害可能不只如此。其实多数专家承认，目前的全球气候变迁问题与地球暖化有密切关联，2007年联合国政府间气候变迁小组（IPCC）的评估报告就指出，气候变迁已经对某些自然系统造成不可挽回的损害；同时据非政府组织“气候调适经济”（Economics of Climate Adaptation）工作集团最新报告，五十年来气候变化导致的灾情，估计已造成逾八十万人死亡及一兆美元的经济损失。另外，由于地球暖化日趋加剧，未来人类也许会因为气候暖化所产生的生存问题而互相开战，因此，美国国防部预测届时可能会发生所谓的“气候战争”！据估计，全球的暖化难民，到2025年可能将高达10亿人。那么全球暖化的现况如何呢？英国气象局哈德利中心（Hadley Centre）所做的最新研究指出，若当前温室气体排放趋势不变，2050年代中期前，全球气温恐怕会上升摄氏4度，其中北极部分地区气温可能上升超过15度，非洲西部与南部也可能上升多达10度。其气候变迁的速度，远远超过2007年联合国政府间气候变迁问题小组（IPCC）所预测的最坏情况。若真如模式所预测的发展下去，地球将面临一场空前的生态浩劫。
至于暖化的原因，在美国前副总统高尔的大力宣传下，主流观点目前都认为人类大量排放二氧化碳是地球暖化的主因。不过，后来英国BBC电台所播出的纪录片，则全盘推翻此主流的观点，而倾向于太阳活动才是近年气候暖化的主因；更有义大利科学家指出，人为因素影响的比重不到10%。因此，地球暖化的真正原因，科学家的看法仍然莫衷一是，不过也有部分学者认为，尽管二氧化碳可能不是暖化主因，但是人类大量使用石化燃料造成的空气污染与环境破坏，却极可能成为助长地球暖化的帮凶。最近，中研院环境变迁研究中心主任刘绍臣的研究发现，由于空气污染的悬浮微粒影响，越开发的城市，夜晚温度越热，人们受不了热，就越开冷气，其结果就更加大能源的使用量，使暖化与能源消耗持续恶性循环，这就说明了空气污染也可能促使暖化的现象更恶化。
3. 绿色能源的发展与隐忧
什么是绿色能源？“绿色能源”包括太阳能、风能、地热能、氢能、生质能等，通常是意指这些能量直接取自大自然，且其能量转换过程对大自然少污染或是零污染。由于太阳能与风能看似取之不尽，用之不竭，可以永续性地重复使用，因此有人称为“再生能源”。除了生质能与有机燃料电池，其他绿色能源的使用过程不会排放二氧化碳，也没有其他对空气或水的污染，因此被视为洁净能源。目前世界各国莫不全力发展绿色能源产业，希望在推动减碳的同时，也能获得足够的电能，继续发展产业。
2009年十月坐落于美国德州的全球最大风力发电场刚刚开始运作，整个风力场面积高达四万多公顷，可提供发电量七百八十万瓦，而最近中国大陆也与美国能源大厂签署协议，将于2010年6月起在内蒙鄂尔多斯建造全球最大的太阳能发电厂，该工程占地六十五平方公里，发电规模可达二十亿瓦，预计将提供三百万户家庭用电。在此之前，德国与丹麦的公司也于去年(2008年)开始投资建造全球最大规模的离岸风力发电厂，预计四年后在伦敦外海完成两百七十座风力机的架设，总发电容量十亿瓦，相当于一座大型的核能发电机组。这些大规模的绿色能源建设案例，其实正显示全球是多么积极的发展绿色能源。
不过就在一片荣景之际，我们得小心检视另一面的数据。将于伦敦外海诞生的全球最大离岸风力场，其实只能供应英国电力需求的百分之一，而且风力大小是有季节性的，遇到无风季节，再大的风力机组也是无用武之地。太阳能发电系统也有相似的处境，没有阳光的夜晚就是太阳能使用上的致命伤，即使架设于阳光充足的沙漠地区，也只能在白天发挥效用，同时这些发电系统需要庞大面积，如内蒙的太阳能发电厂就占地六十五平方公里，因此可取用的能源密度偏低。这些问题都是使用绿色能源所必须正视的先天限制。
另外，我们也应進一步了解这些绿色能源发电设备的生产制作过程以及对环境生态的影响。对于号称零污染的太阳能板，其中矽晶太阳光电板的制程实际上与IC晶片相近，会产生空气污染与大量工业废水，而薄膜式太阳能板的制造则需使用剧毒性化学原料，这应是许多人避谈的问题。至于目前能源局大力标榜的氢能利用，也就是氢燃料电池，虽然不会排放二氧化碳，但是所需要的氢气得利用其他能源来制造，因此并不直接提供能源，而是能源的储存与利用技术；若是使用含碳氢的其他有机燃料，则燃料电池也会排放二氧化碳，无助于达到抑制暖化的减碳目标。至于生质燃料或生质柴油，虽然可替代部分石化燃料，但对环境的冲击更不容忽视。自从生质燃料被积极推广以来，印尼和马来西亚为了生产生质柴油，从事大片农田的转作和雨林的开垦，使之成为棋盘式的油棕林，其总面积超过三个台湾的大小，这使得地球残存的热带雨林面临消失的浩劫。因此，科学家与工程师若低估或忽略这个严重的副作用，岌岌可危的生物多样性将再遭受严重的打击。
同样的，大型风力发电场对于生态也是有所影响的，尤其是候鸟的生态活动，过去几年已发现候鸟因风力机的架设而死亡的案例，欧美不少环保团体，为了保护濒临绝种鸟类，纷纷采取法律行动，阻止许多地区风力发电计划的实施。另外，加拿大能源与环境研究首席David Keith博士与其他欧美学者的研究，都指出大范围的使用风能发电有可能引起局部与全球的气候改变，因为大面积的风力发电系统会改变气流的风场，進而影响大气中热量与水气的传输过程，致使气候发生变化。另外，荷兰研究人员Pim Rooijmans曾利用中尺度数值模式模拟了在北海建造60km x150 km 的风力场所产生的影响，结果显示沿海岸线的风速会明显减弱，同时也改变云的覆盖率与降水，这份研究结果对于包括台湾在内的许多大力推展大规模离岸风力发电系统的国家，不啻提供了重要的警讯。
由上述的讨论，可发现绿色能源的确有其优点，也应是未来替代部分石化能源的主要来源，但是其供电稳定性不足与能源密度偏低的先天限制，以及对生态环境的潜在冲击，也指出绿色能源的不足之处。因此人类必须认知，世上并没有完美洁净的能源可供人类无度的挥霍，其他的科技发展也有相同特性，亦即科技都有其美好优越的一面，但总是存在着某些限制与潜在的负面影响。
4. 提升精神文明与敬重天地才能永续发展
要解决问题，一定要先了解问题，也就是我们得先厘清为何人类在一两百年之内就将地球石化能源几乎耗竭，同时把地球平均气温推高这么多？然后我们才能确定绿色能源是否有能力扮演这个挽救地球重大危机的救世主。首先，试问人类消耗这么多物资与能源，到底用来做什么？我们真的无可选择的需要这么多吗？对于这个问题，我认为可由两个层面来观察。首先就以一般个人而言，由于工业革命导入了机器生产方式以及市场经济的推波助澜，促使工厂生产量大增，刺激人们大量甚至过度的消费，因此市场上可见大量价廉的产品，而一次使用性的众多商品更充斥在日常生活之中，使人们忘记要珍惜这些看似随手可得但其实来之不易的物资，因此各种严重的浪费行为自然也就层出不穷；再加上各种科技产品的诱导下，人们一味的追求感官上更新、更不一样的短暂感受与欲望，反而不再向往恒久的美感与价值，因此各种商品的世代替换周期日益缩短，大量过时商品随即被抛弃，更加速了对能源与物资的消耗与浪费。若仔细环视周遭人们的日常生活，可发现各种浪费行为所消耗的能源物资有时甚至超过真正所需的部份，我想这是每个人都得深刻反省的问题。
接着我们以较大的角度来检视国家社会，可发现这几十年来，各国政府着魔似的追求经济指标的成长，一方面鼓励大量生产与建设，另一方面则刺激大众消费，藉以促使经济活动蓬勃，有时甚至刻意忽视对环境与生态的破坏，一切以发展经济为优先，以为如此才能促進国家更发达，人民生活更幸福。不过为了追求经济成长，台湾的二氧化碳排放密度高居世界首位，暖化的温度上升幅度是全球平均值的两倍。但所获得的结果是，台湾人民的痛苦指数名列世界前茅，社会道德水准也因功利主义的摧残而大幅下滑，不少被破坏的自然环境正不时的向我们反扑。这些摆在眼前的事实已经告诉我们答案，那就是我们应该好好检讨什么才是这个社会真正需要的发展方向，怎么做才对自己的环境与社会有益、对解决人类面临的危机有帮助。
由前述对绿色能源特性与潜在问题的探讨中，可清楚了解绿色能源有其先天上的限制，也就是能源供给量的稳定性不足与可撷取的能量密度不够高，即使大面积使用绿色能源也无法满足目前全球能源的需求，更何况大面积的从大自然撷取能量可能会干扰生态或改变气候，因此倘若人类依旧大量的耗用能源，绿色能源是不可能完全取代现有的石化能源，也就是除非减少不必要的能源使用与浪费，否则任何替代能源一样入不敷出，地球迟早会负荷不了人类的挥霍。
深究这些造成能源短缺与全球暖化的根本原因之后，我们当可了解问题的症结其实出在人心，是因为人心有着科技万能的迷思，以为凭藉高科技就可使人类达到永续发展的目标，甚至不计后果的想改造自然，试着以科技来满足人们对物质欲望的追求，其结果不仅促使人类道德大幅衰落，提前耗尽石化能源，也造成地球急速暖化的危机。
所谓解铃仍需系铃人，既然问题来自人心，根本解决之道就得从人心着手。因此本文建议先从净化人心做起，鼓励人们回归自然，注重精神生活，减少对物质的欲望。因为人们若不再一味的追求物质欲望的满足，将可避免物资与能源不必要的大量浪费，直接减少能源的消耗与降低温室气体的排放，迅速减缓能源短缺与地球暖化的持续恶化，这是个人能起到的最立即效应。其实从现代人追求健康养生的角度来看，多走路少开车，多到户外接触大自然而少关在家中吹冷气、打电玩，此举既可节能减碳，也有助于身体健康。若能同时注重精神生活，减少物质的欲望与追求的名利，不仅可远离生理上的病痛，也能减少心理上的烦恼与压力，整个社会的负担也随之大幅减轻，而且这过程更直接的减少地球能源消耗与温室气体排放，这种一举多得、利己利众的生活方式，难道不正是我们所需要的吗？
至于发展科学与技术的研究人员，也要先修正现存以科学技术对抗自然环境的思考模式，改以尊崇天地、顺应自然的谦卑态度，引导一般大众去除对高科技的盲目信仰，同时以提高绿色能源使用效率与改善节能技术的研发成果，贡献所学于人类社会。政府机关则要调整产业与经济的发展方向，改以提升人民的精神文明为主轴，不再只以经济指标的成长为标的；而在发展产业的同时，要以保护环境生态为优先考量，并谨慎的依照分散与多来源的原则，来开发与使用绿色能源，也就是不要大范围或大面积使用单一种绿色能源，以免干扰生态、破坏自然的循环系统。倘若个人、科技人员与国家社会都能修正以往错误的生活方式与心态，注重精神文明，以敬重天地的态度与大自然合谐共处，如此人类社会道德得以提高，自然大地得以生息，地球暖化的危机也就得以解除。
5. 结语
“永续发展”应是指人类得以代代幸福的生活在地球上吧！这不仅是世界各国共同的发展目标，也是全球人类的一致的愿景。为达此目标，人类曾深深的仰赖现代科技，但其结果是被迫面对能源耗竭与全球暖化的危机，因为人们虽然知道科技的美好，却忽视了科技的不足与负面影响；同时因为人们忘却精神生活的提升，沦落于利用科技满足物质欲望的追逐，因此也造成人类心灵枯竭与道德低落的内在危机。在了解人类生存的危机与绿色能源科技的利弊之后，假使大家能以尊重天地、珍惜大自然的态度，彻底改变人类進步发展的思维，回归精神文明的发展，抛弃大量耗能的生活型态，适切的开发与使用绿色能源，以减少对石化能源的依赖与温室气体的排放，相信能源短缺将不再是问题，地球暖化危机也不再恶化，人类幸福生活的永续发展目标将会更接近。
