温室效应简报

1、溫室效應簡報1簡介什麼是溫室效應溫室效應的氣體種類溫室效應的轉變如何防範溫室效應台灣的因應與策略對人類生活的潛在影響溫室效應感想報告2什麼是溫室效應 溫室效應是指地球大氣層上的一種物理特性。假若沒有大氣層，地球表面的平均溫度不會是現在 合宜的15，而是十分低的-18。這溫度上的差別是由於一類名為溫室氣體所引致，這些氣體吸收紅外線輻射而影響到地球整 體的能量平衡。在現況中，地面和大氣層在整體上吸收太陽輻射後能平衡於釋放紅外線輻射到太空外(圖一)。但受到溫室氣體的 影響，大氣層吸收紅外線輻射的份量多過它釋放出到太空外，這使地球表面溫度上升，此過程可稱為天然的溫室效應。但由 於人類活動釋放出大量的溫

2、室氣體，結果讓更多紅外線輻射被折返到地面上，加強了溫室效應的作用。圖一簡略地說明地球大氣層的長期輻射平衡情況。太陽總輻射量(240瓦每平 方米)和紅外線的釋放量應要均等。其中約三分之一(103瓦每平方米)的太陽輻射會被反射而餘下的會被地球表面所吸收。此外，大氣層的溫室氣體和雲團吸收及再次釋放出紅外線輻射，使到地面更暖，高出約33。3圖一4溫室氣體種類溫室氣體佔大氣層不足1%。其總濃度需視乎各源和匯的平衡結果。源是指某些化學或物理過程使到溫室氣體濃 度增加，相反匯是令其減少。人類的活動可直接影響各種溫室氣體的源和匯而因此改變了其濃度。大氣層中主要的溫室氣體可有二氧化碳(CO2)，甲烷(CH4)，

3、一氧化二氮(N2O)，氯氟碳化合物(CFCs)及臭氧(O3)。大氣層中的水氣(H2O)雖然是天然溫室效應的主要原因，但普遍認為它的成份並不直接受人類活動所影響。表一顯示了一些溫室氣體的特性。5溫室氣體濃度的轉變1 二氧化碳(CO2)夏威夷的冒納羅亞觀象台在1958年已開始對大氣層CO2濃度作仔細量度。表一顯示CO2在大氣層中 的每年平均濃度由1958年約315ppmv(百萬份之一體積)升至1997年約363ppmv。冒納羅亞觀象台的數據亦反映了每年在北半球因為植 物呼吸作用而產生的週期變化：CO2濃度在秋冬季時增加而在春夏季時減少。與北半球比較，這種隨著植物生長及凋萎 的CO2濃度週年變化在南

4、半球的出現時間是剛剛相反，而且變化幅度較小，這種現象在赤度附近地區則完全看不到。 圖二. 大氣層CO2的每月平均混合比。 ()表示1974年5月 以前的數據，取自Scripps Institution of Oceanography。 ()表示1974年5月以後的數據，取自U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration。( )表示每月平均值的長期趨勢。6表一7溫室氣體濃度的轉變2.甲烷(CH4) CH4在大氣層中的增長速度已在近十年減少下來，尤其在1991至1992年間有明顯的下降，但在1993年後期亦有 些增長。 1980至1990的

5、平均增長速度是每年13ppbv(十億份之一體積)。 圖三. 在夏威夷冒納羅亞觀象台收集的空氣樣本顯示大氣層中CH4的平均混合比。 藍點表示量度數據，紅線 和綠線分別表示CH4混合比短期和長期的變化。8圖三9溫室氣體濃度的轉變4.一氧化二氮(N2O)從過往40年間，N2O的平均升幅是每年0.25%(見圖四)。現時在對 流層的N2O濃度在312到314ppbv左右。圖四. 大氣層中N2O的每月平均混合比。10圖四11溫室氣體濃度的轉變4.氯氟碳化合物(CFCs)在各種氯氟碳化合物中,以CFC-11及CFC-12較為重要，因為其濃度比較高與及它們對平流層內的O3有很大影響。 在多種人造的氯氟碳化合物

6、中，以CFC-11及CFC-12的濃度最高，分別約為0.27及0.55ppbv(量度於冒納羅亞觀象台,1997,見圖五 和六)。從它們的全球變暖潛能數值，顯示這兩種氣體吸收紅外線輻射的能力相當高，估計在八十年代期間除了CO2以外，CFC-11及CFC-12在所有溫室氣體中對輻射力的影響已佔了三份之一。圖五. 大氣層中CFC-11的每月平均混合比。圖六. 大氣層中CFC-12的每月平均混合比。12圖五13圖六14台灣的因應與策略追根究底，溫室效應問題之所以存在，主要是由於人類經濟活動需要使用能源所致。而目前所使用的能源中，又以含碳量甚高的化石能源占最大的比例。因此，若要有效紓緩溫室效應，有賴兩個

7、途徑：一為人類經濟活動少用或不用能源；一是採用低碳或無碳能源取代高碳能源。就前者而言，節約能源或提高能源使用效率的主要方法。就此策略而言，以下兩方面宜予加強：1.提高能源使用效率並減少能源浪費，亦即應節約能源。而節約能源有雙重意義：消極的節約能源係指減少能源使用數量，但是此種節流方式可能會產生負面的影響。例如少用電燈可能使光線不足，進而造成近視患者的增加。反之，積極的節流則是提高能源的使用效率及生產力，以促成更合理的能源配置。準此而言，節約能源計畫應致力於提高能源生產力，亦即以較少的能源投入，達成同樣的經濟產出數量，此有賴科技水準的提升與能源使用效率的管理。另一方面，為了達成節約能源的效果，宜

8、將外部成本充分反映於能源價格上，以符合使用者付費的原則，以減少能源不必要的浪費。15台灣的因應與策略2.調整產業結構。能源需求多為引申性需求(derived demand)，故產業用能的結構中，如果耗能產業的比重能夠適度調低，將可抑低能源需求的數量，達成節約能源的效果。因此，如何策略地擴充低能源密集度的產業比例，抑制耗能產業的成長，即成為因應氣候變化公約的另一因應對策。不過，此一對策並非能源產業本身所能掌握，而必須由其他的相關政策來達成。 另就採用低碳或無碳能源而言，其關鍵則在於是否能夠有效發展出使用無碳或低碳能源的科技，來取代耗用化石能源(燃料)的傳統科技。亦即利用天賦的自然能(如重力作用、

9、生物作用、地熱或太陽能等)，來取代傳統的化石能源。例如上述固態科技的突破與應用，可以大量提升能源的生產力。就技術進步的觀點而言，其可行的策略除宜使既有的能源科技更臻效率外，更重要的是要引進高效率的新技術，此可分別就各種發電技術來加以探討如下：16台灣的因應與策略(一)火力發電另就化石燃料(火力)發電而言，現階段則應優先考慮採用汽電共生系統。所謂汽電共生，係指以同樣的一套設備來同時產生有效蒸汽和電力的一種能源利用方式。此種發電方式熱效應可達85%，遠高於傳統火力發電系統的35%，故宜列為策略性發電的重要項目。問題是：目前儘管國內推廣汽電共生已有相當成效，約占台灣10%的總發電量，惟政府核定的汽電

10、共生推廣辦法乃屬行政命令，尚無正式法源依據。因此未來政府修訂電業法時，應規範一般電業應以合理的價格(通常稱迴避成本avoided cost)優先收購汽電共生之餘電，同時允許汽電共生在同一棟大樓或同一個工業區內售電，形成社區整合型之能源供應體系(community integrated energy supply system)。這是電力政策應重視的問題之一。17台灣的因應與策略(二)核能發電核能發電並無二氧化碳排放問題，故單就抑制二氧化碳排放的此一觀點而言，在不考慮核安、環保、核廢料與核子擴散等問題的情況下，毫無疑問的，核能發電具有相當的優勢地位。惟目前台灣尚未建立本土化的核能工業，且由於台灣

11、地狹人稠、核廢料最終貯存地點缺乏適當場址，處處引起各地居民的反對。若以核能發電作為溫室效應的因應對策，則不免發生溫室效應的國際性問題，轉為核能發電的台灣區域性問題。亦即此一因應對策雖可避免國際上溫室效應可能造成的衝擊，然而卻將面對另一個必須由台灣自行解決的區域性核廢料處理問題。故核能發電是否具有相對的發展優勢，尚需視實際之情形而定。18台灣的因應與策略(三)再生能源發電再生能源指非耗竭性能原如太陽能、水力、風能、生質能、海洋能與地熱能等。其利用原則係就地取材、因地制宜，能源密度低，在設計上多採小型發電機組，以軟性線路(soft path)取勝。雖然就現階段而言，此一發電方式尚欠缺普遍性的經濟可

12、行條件，特別是就現有的化石能源市場而言，其相關科技的各種既有設備投資之沈沒成本(sunk cost)甚高，除非再生能源的每單位總發電本(包括固定成本與變動成本)低於化石能源的每單位發電變動成本(固定成本屬沈沒成本不予列計)，否則再生能源實不易取代化石能源的既有市場，此即目前再生能源發展受到限制的主因。但由於再生能源所排放二氧化碳十分微少，主要在製造其相關硬體設備的過程中，仍可能耗費相當的化石能源作為其生產要素，惟其數量相對十分有限，且未來若再生能源取得相對市場利基，廣為應用之後，此種硬體設備製過造成所需動力即可取之於再生能源而解決排放二氧化碳之問題，故無溫室效應之虞。預期未來電力科技日趨成熟，

13、及電力市場用戶介面科技(customer interface19台灣的因應與策略如智慧型電錶發展日益普遍後，將可大幅降低發電成本而具相對比較利益，故不宜予以忽視。台灣在過去兩次石油機期間以迄1980年代，曾投入相當人力與物力積極推動再生能源之研究與發展，可惜其成效十分有限。事實上，政府政策宜積極採取相關措施，使再生能源相對於化石能源的外部效益得以獲得合理的補償，例如給予一般性的租稅減免、加速折舊、或低利貸款之外，可在電力相關法規中約束電業向再生能源發電收購餘電時，其收購電價應較一般汽電共生更加優惠某一合理之比例，其理由為：儘管汽電共生之熱效率高於傳統發電方式，所以電業應優先以優惠價格向汽電共生

14、業者收購餘電，惟汽電共生相較於再生能源仍有相對的污染性，畢竟前者所使用的燃料仍為化石能源，故仍有二氧化碳排放之問題，同時汽電共生所使用之燃料多半依賴進口，不是自產能源，故再生能源有相對之環保優勢或自產特性，值得給予優先使用之順位。以澳洲為例，西澳洲政府規定西澳電力公司以10%更優惠於電業迴避成本的價格(亦即更優惠於向汽電共生業者購電的價格)向再生能源業者購電，此種政策值得欠缺自產能源的台灣仿效。20台灣的因應與策略此外，輸配電部門超導體(superconductor)科技如果能夠發展成熟，除可降低電力傳輸損耗之外，將可使電力的大量儲存成為可行，進而影響燃料使用方式，可使無碳或低碳能源的發電容量

15、充分利用，進而減少二氧化碳的排放。同時，配電自動化的科技如能普遍應用，將能更進一步使電力市場的價格得以反應市場的真實狀況，也就是即時電價(real-time pricing)的實現。在不受扭曲的即時電價結構下，各項抑低溫室氣體排放量的政策方得以發揮其預期的功能。例如再生能源、汽電共生與電力公司間之回購電價及碳稅課徵的計算基礎，皆需在此一精確無誤的供電成本與電價水準下方可充分發揮作用。否則，若電價結構偏離市場真實狀況，則政策執行的效果將大打折扣。綜言之，二氧化碳排放量的減低，必須各方面多管齊下，方能奏效。21對人類生活的潛在影響溫室效應增強後的影響1.氣候轉變：全球變暖溫室氣體濃度的增加會減少紅

16、外線輻射放射到太空外，地球的氣候因此需要轉變來使吸取和釋放輻射的份量達至新的平衡。 這轉變可包括全球性的地球表面及大氣低層變暖，因為這樣可以將過剩的輻射排放出外。雖然如此，地球表面溫度的少許上升可能會引發其他的變動，例如：大氣層雲量及環流的轉變。當中某些轉變可使地面變暖加劇(正反饋)，某些則可令變暖過程減慢(負反饋)。 利用複雜的氣候模式，政府間氣候變化專門委員會在第三份評估報告估計全球的地面平均氣溫會在2100年上升1.4至5.8度。這預計已考慮到大氣 層中懸浮粒子傾於對地球氣候降溫的效應與及海洋吸收熱能的作用 (海洋有較大的熱容量)。但是，還有很多未確定的因素會影響 這個推算結果，例如：未

17、來溫室氣體排放量的預計、對氣候轉變的各種反饋過程和海洋吸熱的幅度等等。22對人類生活的潛在影響2. 海平面升高假若全球變暖正在發生，有兩種過程會導致海平面升高。第一種是海水受熱膨脹令水平面上升。第二種是冰川和格陵蘭及南 極洲上的冰塊溶解使海洋水份增加。預期由1900年至2100年地球的平均海平面上升幅度介乎0.09米至0.88米之間。 23對人類生活的潛在影響3.海洋生態的影響沿岸沼澤地區消失肯定會令魚類，尤其是貝殼類的數量減少。河口水質變鹹可會減少淡水魚的品種數目，相反該地區海洋魚類的品種也可能相對增多。至於整體海洋生態所受的影響仍未能清楚知道。4.水循環的影響全球降雨量可能會增加。但是，地

18、區性降雨量的改變則仍未知道。某些地區可有更多雨量，但有些地區的雨量可能會減少。此外 ，溫度的提高會增加水份的蒸發，這對地面上水源的運用帶來壓力。24溫室效應感想報告 雖然統計可以預測未，可是我們是否可以由統計學知道如何防範大自然的災害呢？因為我們人的還足以隨身所欲地控制大自然的變化，所以，如果我們因為現代化對大自然所造成的傷害，雖然政府和學者都極的倡導，但是政府和學者已被現代化這股洪所淹沒，倡導，可是要所有人們改掉平時已經習慣使用的日常生活用品，是非常難的，我想，可能是人還沒有危機意 所造成現在的情況吧，如果你的家是因為溫室效應而海平面上升，使得得移居他處，我想，你可能就會很清楚並深刻的瞭解到這件事，可是，個人的實在是大渺小，除非要等到大災難到自己頭上，才有可能覺悟吧。而且聽完這演講，我發現統計學能讓我們知道過去和未，像現在全球的沙 漠化，影響的範圍已經愈愈大，以前