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面對氣候變遷的對策:調適與減緩 顧洋 台灣科技大學化學工程系講座教授

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  • 面對氣候變遷的對策:調適與減緩

    顧洋 台灣科技大學化學工程系講座教授

  • 前言 面對無可避免的未來「新」氣候,必須完善規劃因應,聯合

    國全球氣候變遷公約(UNFCCC)提出兩項主要策略:減緩(mitigation)與調適(adaptation)策略。

    減緩策略是指藉由減少溫室氣體產生或將其捕捉貯存,以降低溫室氣體排放對大氣的影響。減緩策略目前主要是針對特定部門(例如:能源部門、產業部門、交通部門、住商部門等)進行溫室氣體排放減量。

    調適策略則是指調整人類社會運作方式,以適應氣候變遷所帶來不可避免的影響(包括激烈氣候的發生),降低衝擊。調適策略是針對整個社會經濟面向(包含了土地使用、水資源、公共衛生及公共建設等)進行全面性調整。

    氣候變遷調適策略和溫室氣體減緩策略必須相輔相成,但由於可投入的資源有限,必須將推動調適和減緩策略的資源投入及效益產出間之競合納入考慮。

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  • 調適策略之架構

    聯合國提出建立調適架構的訂定流程包括:

    第一階段主要是彙整全球暖化及氣候變遷衝擊的資訊,鑑別高脆弱性區域或領域;

    第二階段為考量國家未來發展願景及技術可行性,規劃合宜的調適計畫,而這些計畫必須符合經濟效益、環境永續、文化相容及社會接受等期望;

    第三階段為調適計畫之實施,以實際作為妥善調適全球暖化及氣候變遷衝擊所可能引發的衝擊;

    第四階段為持續監測及檢討調整調適策略內容,以協助長期氣候風險管理。

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  • 調適策略之架構

    調適策略依目的可以分為預防性(anticipatory)及反應性(reactive)兩大類。

    預防性調適策略之目的為預防全球暖化及氣候變遷造成災變發生所採取的策略。

    反應性調適策略的目的,則是降低全球暖化及氣候變遷造成災變之後的傷害所採取的策略。

    一般將海岸地區、水資源、農業、公共衛生及基礎建設列為主要之高脆弱性領域,並針對全球暖化及氣候變遷對各領域之衝擊進行探討。

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  • 海岸地區之調適考量

    全球有很大部分的人口生活在各地的海岸地區,並從事不同的生產或投資活動,而海岸地區也容易遭受不同的自然災害衝擊,如颱風、水災、海岸侵蝕與海水入侵地下水等。

    全球暖化及氣候變遷將使某些海岸地區的海水水位上升,增加劇烈天氣變化發生的頻率和強度,進而造成嚴重的自然災害。此外超抽地下水造成的地面崩塌、土壤固化及土壤侵蝕會使沿岸的氣候風險更加複雜。因此海岸地區的三角洲、低窪地區、沙灘、離岸沙洲島、沿岸溼地、河口、瀉湖、珊瑚礁及環狀珊瑚島會受到嚴重的氣候衝擊。

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  • 水資源之調適考量

    人口增加、農業灌溉以及工業發展,都會使水資源供不應求。全球暖化及氣候變遷可能對水資源的供應與使用都造成影響,在供應方面,全球暖化及氣候變遷會改變各地降雨量的分佈以及加速地表水分的蒸發;在使用方面,全球暖化及氣候變遷則會增加各地人民的用水量。

    應以健全生態系統中的水文循環為基礎,統籌考慮流域經濟社會發展與生態保護的要求,納入社會經濟之考量;在建設供水系統的分佈及管理時,應以各地區水資源的匱乏程度作考量依據,以建構具有彈性的供水系統來調適全球暖化及氣候變遷所造成的衝擊,並作為生態系統的後盾。

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  • 農業之調適考量

    農作物的生長和氣候有相當密切的關係,全球暖化及氣候變遷所造成溫度和溼度的改變會嚴重影響到農作物的生產,即使是短暫的氣候變化,都可能對農業生產造成顯著的影響。

    氣候模式的改變會使植物疾病及病蟲害的分佈範圍產生變化,進而危害作物的生產。因此面對未來全球人口的增加,持續性的全球暖化及氣候變遷會對農業生產及糧食穩定供應造成嚴重的影響。

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  • 公共衛生之調適考量

    人類健康直接或間接受到全球暖化及氣候變遷的影響,氣候暖化可能造成病媒散佈、縮短病原發育時間、衛生用水不足、糧食生產不足、於水災、風災等激烈氣候的發生頻率及強度都會增加、破壞供水衛生及醫療系統、災後創傷、病媒滋長等都會擴大增加傷亡。

    由於傳染性疾病對氣候變化特別敏感,以及開發中國家的公共衛生體系不夠健全,使得開發中國家健康風險的增加會特別顯著。

    而全球暖化及氣候變遷對公共衛生影響的因果關係相當複雜,因此面對全球暖化及氣候變遷可能造成的公共衛生影響,仍應詳加評估適合的調適策略。

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  • 基礎建設之調適考量

    人類的生活需依賴許多形式的基礎建設來維持,包括:水電、交通與環保建設等;基礎建設的推動與維持,對全球各國(尤其是開發中國家)都是沈重的經濟負擔,但是這些基礎建設功能的維持,對於因應全球暖化及氣候變遷衝擊相當重要。

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  • 建置調適策略之挑戰

    由於全球暖化及氣候變遷的影響與民眾之生活方式、經濟活動等,均有密切的關連性,區域間、世代間、領域間等差異,容易造成民眾對於全球暖化及氣候變遷調適認知及利害關係的對立,因此建立共識愈發重要。

    環境衝擊與調適相關資訊仍待持續累積,調適技術及策略工具仍需進行研發,並加強培育因應環境衝擊與調適所需相關專業人才。

    而既有法律與行政架構,無法有效因應氣候變遷調適的需求,甚至可能成為調適策略與行動之執行障礙,因此應針對實施全球暖化及氣候變遷調適策略與行動所需的法律、行政架構、及經費需求等,進行完整評估規劃。

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  • 減緩策略之目標與對策

    減緩策略是指藉由減少溫室氣體之產生或將溫室氣體捕捉貯存,以降低其排放至大氣,對大氣中溫室氣體濃度的影響。

    為維持未來大氣溫度上升控制在攝氏2度以下,大氣中二氧化碳濃度必須維持在不超過450ppm的水準。

    國際能源署提出應發展之關鍵減緩對策包括: 能源效率提升 (可貢獻約47%之全球溫室氣體排放減量)、 再生能源的開發 (可貢獻約21%之全球溫室氣體排放減量)、 碳捕捉與封存 (可貢獻約19%之全球溫室氣體排放減量)等。

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  • 能源效率提升策略

    綜觀國際間因應全球暖化及氣候變遷之衝擊,各項能源效率提升相關創新技術及推動策略相繼發展,藉由 節能材料 節能設備及產品 系統能源整合 達到能源效率提升之目的。

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  • 節能材料

    節能建築材料為節能材料產業中重要的一環,目前建築外殼材料之發展應用重點包括:輕質隔熱外牆板、隔熱塗料、玻璃透光/隔熱塗層以及調光薄膜等節能建材。

    高散熱材料以及高效能元件材料亦需隨之研發,高散熱材料是用來替換製程中各項設備之散熱材料,以增進散熱效率,而高效能元件材料則可以增加各項元件之能源使用效率,以達到有效節能的效果。

    因應全球暖化,材料研發需積極研究提昇各項材料之性能,並針對新開發之節能材料進行環境測試,加強各項材料之運用,同時配合各項節能技術之發展,以達到節能的目的。

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  • 節能設備及產品

    工業製程設備 所佔耗能量遠高於其他項目,馬達為工業主要動力來源,用於幫浦、空壓機、風機等轉動機械設備,用電約占工業部門之64-70%。國際能源署(IEA)估算馬達系統之改造,節能潛力可達20-25%。

    冷凍空調設備勢必會朝節約能源以及提高能源效率的趨勢發展,各項散熱及溫度控制技術亦相應而生,以達到有效設備節能的目的。

    根據國際能源署資料顯示,2005年全球照明設備用電佔總發電量19 %,其中住商照明用電佔總照明用電的74%。全球照明節約能源潛力約為37-57%。

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  • 系統能源整合

    系統能源整合可積極整合冷凍空調、壓縮空氣、熱能與燃燒、電力及照明、遠端監控與預知維護保養等技術,提供節能改善、策略分析及系統規劃評估,並針對各設備系統效率之改善、系統之監控、維護及調整、適當規格之選擇以及電力品質之改善等方式,協助有效利用能源、提昇機組效率。

    1970年代能源危機後,整合型的能源技術服務業 (ESCO) 應運而生,主要提供能源用戶診斷諮詢、改善評估、設計及節能改善工程等,並對節能績效給予保證、量測與驗證。

    政府的積極推動是能源技術服務發展的關鍵因素,諸如要求公共部門節能,使政府成為能源服務產業最有規模經濟效益的客戶;訂立節能相關規範與配套措施;以及提供獎勵或財務補助措施等。

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  • 再生能源的開發

    未來國際能源供應匱乏情況,將可能因為化石能源枯竭、國際政經局勢不穩定等因素持續惡化,而能源使用標的間(包括國家、城市、產業等)之競爭與衝突,未來也勢必將會更嚴重,而能源使用引發環境品質的劣化情況也將會更受關切。

    根據國際能源署對於再生能源的定義是指「從持續不斷補充的自然過程中得到的能量來源」 ,例如太陽能、風力、水力、地熱等。

    目前全球超過40個國家訂定再生能源發展目標,有些專家更樂觀的表示,如果得到足夠的政策支持,預估再生能源發電占全球總發電量比例將由2005年的18%提升至2050年的近50%。

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  • 碳捕捉與封存 國際能源署曾經針對各種溫室氣體減量技術的減量潛力進行評估,其中最具潛力的減量技術包括 二氧化碳捕獲技術:由於一般排放氣中之二氧化碳濃度很

    低,所以需利用相關技術進行收集濃縮,相關技術包括以物理方法(吸附、吸收、冷凝、薄膜)或化學方法(吸收)捕獲濃縮二氧化碳,以減少溫室氣體排放至大氣。

    轉化再利用技術:排放氣中二氧化碳經捕獲濃縮後,若能利用化學或光化學方式將二氧化碳將其轉化成高價值化學品或能源產品,除可大幅降低二氧化碳捕獲濃縮成本及後續儲存的問題。

    固定與封存技術:可將捕獲濃縮後之二氧化碳進行固定與封存,依儲存之地點可分為以下幾種方法:生物固定、深海封存、地底封存、礦物碳酸化封存等。

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  • 結語

    由於其急迫性及嚴重性,全球平均氣溫控制在上升不超過攝氏2度,以及大氣中二氧化碳濃度應維持在450ppm以下的期望,成為全球努力的目標。

    溫室氣體減量與氣候調適相關課題不只與氣候暖化、能源政策及經濟發展有關,也涉及國際正義、綠色成長及環境永續。

    由於各國環境及經濟條件及現況差異相當大,因此造成各國政府在國家利益與全球利益之間取捨,以致目前國際間對於未來溫室氣體減量規範與氣候調適對策,仍然無法達成具體共識。

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  • 結語

    人類必須認真考慮因應「全球暖化後」的環境狀況,學習與變遷之氣候共存,調整自然界、及人類生活與社會運作系統,以降低其對社會環境的衝擊及傷害,甚至創造更符合未來氣候變遷的有利機會。

    因應全球暖化及氣候變遷的相關措施,包括技術與管理部分,將成為新世代的挑戰與機會,如何將挑戰轉化成機會,將可能是未來國家競爭力中不可或缺的部份。

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  • 結語

    未來幾年將是相當關鍵的時刻,國際及國內相關政策法規的發展方向,相信都將可能會更為明朗;而一些推動溫室氣體減量與氣候調適相關的重要課題,包括:智慧型能源基礎設施 (如智慧型電網及電表) 的建設、各種節能技術及再生能源的廣泛具體利用、節能技術及產品的推廣使用、二氧化碳捕集及封存技術(CCS)的開發應用、經濟工具的有效導入、民眾生活形態的調整、核能的定位與社會接受度等,都將成為國家未來轉型發展低碳經濟及低碳社會的重要挑戰及考量。

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  • 結語

    我國人口稠密、資源缺乏,環境脆弱度高,極端氣候事件頻繁;因此因應全球暖化及氣候變遷,需要更精密、更細緻、更有效率的調適與減緩策略規劃與執行,以緩和社會發展與環境保育之間的矛盾與衝突。

    我國宜建立標竿學習準則與持續改善模式,秉持符合環境永續、國家發展、技術可行及社會文化相容等原則,凝聚國內共識;藉由社會參與、政策法規、及技術工具等三方面著手,建立適合國情發展的調適與減緩機制。

    在國家渡過由高碳轉型為低碳的過程,極可能會立即造成經濟發展的顯著衝擊及社會民生的陣痛,再再需要執政的魄力、民眾的支持與龐大的投資,如何將挑戰轉化成機會,將是未來國家永續發展思考及規劃中不可或缺的部份。

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    面對氣候變遷的對策:調適與減緩前言調適策略之架構 調適策略之架構海岸地區之調適考量水資源之調適考量農業之調適考量公共衛生之調適考量基礎建設之調適考量建置調適策略之挑戰減緩策略之目標與對策能源效率提升策略節能材料節能設備及產品系統能源整合再生能源的開發碳捕捉與封存結語結語結語結語