【探索 27-1 】世紀危機與台灣的大未來─綠色與智慧的行動

當世界溫度再往上升一度,人類是否還能顯得泰然自若?

講者|機械工程學系 鄭榮和 名譽教授
彙整撰文|林泳亨

 

● 對於未來世界的兩種想像

在提到未來世界時,我們通常會直覺的想到科技蓬勃發展、自駕車或是機器人橫走於道路上的城市設計;然而其實我們會下意識地忽略了另一種可能,即是一片荒涼、受到人類破壞殆盡的落魄景象。

隨著人類在工業革命後的快速發展下,地下的各種化石燃料變成了我們手中各種的輕重工業產品;但在享受這些產品所帶給我們的便利性之外,我們曾幾何時注意到這項便利性背後所隱藏的種種危機?

在各項危機中,最為迫在眉睫的應是「全球暖化」以及「能源枯竭」兩大問題。

首先,全球暖化的部分,在人類發現到燃燒化石燃料作為能源的方便後,大氣中的二氧化碳含量就逐年上升。作為溫室氣體的二氧化碳,會如同溫室一般將熱能困於大氣與地表之間,使得全球溫度逐漸上升。全球溫度上升看似平凡無奇,然而南北極的冰山會因此加速融化,導致海平面上升,所帶來的災害難以估計。另外大氣溫度上升後,其內部的含水量會因為蒸發變得更為劇烈而上升,為了平衡水氣量,成雲致雨的頻率就會更加頻繁,降水也會更顯劇烈。其所帶來的影響更是衝擊著人類文明,例如臺灣曾經發生過的納莉、莫拉克颱風等,都造成了不少的悲劇。

能源枯竭方面,現今所使用的多種石化燃料多為古代的動植物在經過沉積後逐漸形成的;但在人類文明的高度發展下,石油的開採量已經和使用量早已通過了死亡交叉,形成供不應求的現象,因為小至民生日常用品、大至天上的人造衛星都需要借助這些化石燃料才得以被製造。因此要如何克服以上兩種問題,便是身為現代人的我們所應思考的課題。

● 面對這些問題的同時,目前人類所做出的對策

「油價夠高,自然就會有新科技解救人類社會」這或許是普羅大眾內心的聲音,認為過去人類社會,利用了各種新科技與新發現突破了各式各樣的難關,對於能源枯竭等問題自然會有新科技給出對應的解法。然而,這種想法其實忽略了科技的背後,也是有著能源的支撐才得以被建立起來的。

目前我們能朝向永續前進的方式有幾點,包含提高能源的使用效率、節能、尋找相關替代品以及研發新的製造流程。在尋找替代品中,風力、水力、太陽能、生質能等替代能源便是人類著眼的目標。而這些能源其實源頭都來自於太陽照射所產生的光能和熱能,再經過轉換而來。假使能直接利用太陽能便可以減少能量轉換上的損耗。

提到太陽能最直覺可以想到的是使用一片片的太陽能板,近年來技術也發展越發成熟,政府也透過民眾賣電回台電公司賺取收益,以此鼓勵民眾加裝太陽能板。在靜態安裝上技術穩定後,便有了將太陽能板裝設於動態的車輛上的構想。

然而在經過多方嘗試後,太陽能車成為通用的民生仔具依然面對著眾多的問題。首先是功率密度太低,導致能源轉換效率不佳,無法確實將太陽能轉換給車輛的馬達使用;另一問題則是造價太過昂貴,由於太陽能車所需要的太陽能板需要根據車身設計,在同時追求形狀以及照光效率的情況下,價格也隨之水漲船高;最後則是能量來源不穩定,由於一天日照時間有限,假使遇到雨天或陰天等天氣,太陽能車就無法獲得穩定的供電導致難以使用。因此太陽能車的普及化仍然需要等待一段時間。

● 電動車會是解決污染以及能源問題的良方?

近年來電動車的發展,隨著能源枯竭問題浮上檯面跟著被高度關注。人們普遍認為電動車相較於排放廢氣的汽柴油車所產生的汙染較少,理應相對比較環保。但是民眾容易忽略的部分是其實電動車也有著幾種問題需要解決。

首先是電池電能的儲存量,會影響到可以行駛的里程數,依然相較汽柴油車來的低;接著是馬達所提供的轉換效率雖然已經對比過去來的優秀許多,但表現依然是處於待優化的階段;另外即是稀缺金屬的使用會導致造車成本提高以外,也會形成國際間的競爭關係。

最後,在電動車的製造使用中,其實也存在著許多看不見的汙染,例如:供給電能的來源是火力發電亦或是生產電池所產生的汙染,依然是對環境有著不小的損耗。

在羅列了許多電動車背後隱藏的問題後,結合兩種車型的油電混合車或許是未來在發展車輛科技的一大重點,台灣也能在這個車輛電汽化的潮流中一展長才,在綠色未來生活佔有重要的一角。

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