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淺談溫室氣體中的主角--二氧化碳

2008/02/05 經濟部能源局 點閱人次: 805

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▓撰文:呂錫民

回顧人類歷史,地球氣候變遷一直在持續進行,但時至今日,此自然發生現象,在人類行為主導下,已更為劇烈進行,主要原因是人口大量增加和社會高度工業化,在使用過多的化石能源情況下,排放過多的溫室氣體於大氣層當中,讓照射在地球的太陽輻射能,容易為大氣層所捕捉,而無法順利返回太空當中。

由於過多停留在大氣層中的輻射熱能,增加了地球的平均溫度,除造成南北極冰帽溶化,使得海平面上升外,亦減少人們居住的陸地面積。就在地球溫度升高的同時,也會增加諸如海水的蒸發量,間接造成大量降雨,使得原本發生的暴風雨更加強烈,另一方面,根據科學家觀察,陸地上的沙漠面積有逐漸擴大的趨勢,全球氣候的畸形變化,非但影響人類健康,更是影響了魚類、植物、動物等的生態環境,更重要的是這些環境的演變趨勢對於人類的未來生存是十分不利的。

如同臭氧層破洞問題一般,氣候變遷問題也是一項全球性的共同議題,減少溫室氣體的排放是需要全球各國的共同努力方能奏效,然而溫室氣體管制機制實施困難度特別高,非補救臭氧層破洞機制如「使用傳統冷媒替代品」之小規模可與比擬,因為減少溫室氣體排放,特別是二氧化碳,將牽涉到各國的能源結構與能源使用方式,而能源是一個國家的經濟命脈,在短期內不易找到適當替代能源或更改能源結構的情況下,驟然減少化石能源使用,不是件容易的事,可能會傷害一個國家的競爭力與社會福祉,因此,氣候變遷的環境問題,無形中形成關係十分微妙的政治問題。

全球溫室氣體排放情況

人類造成溫室效應增加的最主要行為是來自燃燒化石燃料的二氧化碳(CO2)排放,其中:固態燃料(煤)占35%,液態燃料(石油)占36%、氣態燃料(天然氣)占20%。按能源使用部門別,則以工業部門和運輸部門分居第1、2位。

原本於1990年代全球二氧化碳排放增加率為每年1.1%,但是在2000年後,增加速率急增為每年3%,亦即大氣層二氧化碳濃度每年增加不小於2ppm。雖然全球四分之三累積人為二氧化碳排放,仍是來自歐美工業化國家,但是造成如此快速增加的主因則來自中國和印度的興起;前述數字除顯示人類尋求非碳能源的成效不佳之外,更顯示人類對排放遠景預測的低估。相對的,在蘇聯解體後,由於多數附庸國進行能源效率提升,使得該區域的排放量有局部下降的趨勢。另外,這20幾年來,甲烷排放增加率並不明顯,氧化亞氮的排放增加率亦僅有每年0.25%。

2005年美國溫室氣體排放比1990年增加16.3%,依據荷蘭環境評估局評估,從2006年以來,最大二氧化碳排放國一直是中國,每年排放量為6,200百萬噸,其次是美國約5,800百萬噸,在2005年和2006年間,中國溫室氣體排放增加率為8.7%,而美國則為1.4%。雖然這些數量占大氣層總含量比率不大,但是此含量水準比工業革命前的數值要大許多。

據歐洲科學家評估,如果要在2050年,將全球平均溫度上升控制在2℃以內,則全球二氧化碳排放量必須不大於每年100億噸,也就是每人每年二氧化碳的排放量僅約為1噸,這相當於2004年非洲的數值。此「2℃」的2050年全球情景,必須仰賴再生能源能夠提供全球一半的能源供應來達成,藉由再生能源的開發,開發中國家在增加能源消耗以發展經濟的同時,不必擔心二氧化碳排放的增加,另一方面,OECD國家也能夠因此大幅降低二氧化碳排放幅度達80%。

我國溫室氣體排放情況

我國1990年化石能源燃燒排放,按政府間氣候變遷專家小組(IPCC)指南部門方法計算之二氧化碳總排放量約為11億噸,至2006年成長至約26億噸,年平均成長率5.62%。2006年二氧化碳每人平均排放量約11.66噸,年平均成長率為4.85%。每單位新台幣GDP之二氧化碳排放,1990年為0.025公斤,2006年約為0.023公斤,年平均成長率為-0.57%。

據統計資料顯示,我國人均二氧化碳排放量超過10噸,與全球排放情況比較,可知我國人均二氧化碳排放量相當高,從各耗能部門分析,其主要原因包括:

一、能源部門:發電量成長迅速及火力發電占比太高。

二、運輸部門:家庭小客車及大客車、大貨車快速成長。

三、住商部門:家電與住宅空調成長及商業空調照明大幅增加。

四、產業部門:石化、鋼鐵、電子業用電大幅成長。

減少溫室氣體排放與永續經營策略

由上文的敘述,可知環境保護與能源使用息息相關,為了緩和全球暖化現象,人類對於能源使用不可再倚賴有限且會污染的化石能源,尤其我國能源98%以上仰賴進口,除了開發潔淨新能源,例如再生能源,甚至是核電,並提升能源使用效率,以及推廣節約能源的觀念。相信在開源節流的信念下,人類社會才有永續經營的契機。(作者為工研院能環所研究員)


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