能源(Energy)轉型的希望

能源(Energy)轉型的希望
國立台灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯

地球上到底還有多少的煤及石油可以使用呢？從數年甚至數十年前，人們就開始尋求這問題的答案，可見在看似取之不盡、用之不竭的榮景下，能源危機可能早已悄悄地襲捲而來。 在人類的歷史中，能源供應的因素深深影響發展的方向與速度。木材是人類最早使用的燃料，繼而是煤。自第一次世界大戰後，石油、天然氣的開發，以及石化工業技術迅速發展，世界經濟逐漸轉型成為以石油為基礎的體系。直到第二次世界大戰後，能量需求遽增，能源危機的發生，似乎也警告世人石油時代即將結束。在今後數十年，除了儲油豐富的國家，大多數國家都將迫切尋求替代能源。體認到此一困境的人，便把眼光轉回地球儲量尚多的煤，且奠基於早期的使用經驗，具備近期內替代石油燃料的資格，且和石油及天然氣一樣，煤也具備化工原料及燃料兩項主要用途。

事實上，在開始轉用石油及天然氣以前，煤在這兩方面的利用已有相當進展。但由於數十年來石油與天然氣的充分供應，所有的工業體系均建立在石油與天然氣的基礎上，因此若要轉用煤作為工業基礎，勢必需要大幅調整。至於燃料方面，若要使煤成為過渡時期的主要能源，則需要加速開發，但期間伴隨而來的汙染、供需負載和成本等問題也將考驗人類的智慧；因為對煤礦的需求增加，開發方面已逐漸由地下開採轉型為地表開採，雖能提高產量，但破壞天然環境所暴露出來的煤礦受到雨水沖刷，大量酸性鹽類及有毒物質會進入水源及民生用水中造成危害。而燃燒煤所造成的空氣污染問題，如大量燃燒後所產生的細小微粒和二氧化硫，也會戕害人體；美國於1960年代制定的二氧化硫排放標準，也將再次阻擋煤燃料火力發電廠的重現。 此外使用煤燃料造成的溫室效應已很顯著，自京都協議要求降低二氧化碳等數種溫室氣體排放量以來，引擎系統、過濾機制及限制使用等治標的方法也行之有年，但功效確實有限。人類回頭使用煤礦，若能研發「乾淨煤」技術，將能免除加劇溫室效應的疑慮。該如何妥為使用煤礦，而不影響人類生存環境，確實應該周延而全盤的考量，否則煤礦對於滿足人類能源需求的價值將大打折扣。

當我們把能源的希望寄託在煤礦時，地球的煤礦儲量是否真如預期可以讓我們度過能源轉型期? 因此地質學家開始嘗試尋求現有的煤礦儲量，藉由地質學家M. King Hubbert (1903–1989)分析美國原油產量曲線的成功經驗，進而預測煤的產量，雖然各國使用能源中對煤的需求不一，但因開採技術進步，成本低廉（只需1987年的6分之1左右）， Hubbert鐘型曲線預估，煤的產量可能會在2020年到2050年間達到顛峰。雖然目前尚稱豐富，但使用時可能產生的破壞及威脅，也警示人類須善用煤礦，才是通往永續發展的美好之路！