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從化石到永續–窮人家要看多遠？

102/07/15 5372

林大惠｜成功大學機械工程學系特聘教授兼副教務長／能源科技與策略研究中心主任

這場演講中，林教授將介紹化石能源（煤炭、石油、天然氣）的來源，再從工業發展歷史的角度，看化石能源的多方面利用、衍生污染的有效防制，以至於影響深遠的溫室氣體排放。從化石能源利用的歷史，我們看見汽車能跑、飛機能飛、家家有電、戶戶溫暖，不禁讚嘆人類的聰明和創意；但是，化石能源枯竭、衍生環境污染，也令人訝異人類的盲目與有限。縮小眼光看臺灣，我們擁有哪些可以長年使用且源源不絕的能源？窮人家怎麼看能源利用的發展？要看多遠？也許「離岸風力」可以讓我們看見未來可能的永續能源–黑潮，還有相對潔淨的能源–甲烷水合物。

本季6月7日晚間的第七場展望演講，由成功大學機械工程學系暨能源科技與策略研究中心主任林大惠教授擔綱，講題是「從化石到永續–窮人家要看多遠？」。與前幾次的能源演講不同，林教授認為臺灣在能源這一塊仍然是黑色的，不像其他講者認為能源在臺灣是有發展性及未來性的。

林大惠教授開玩笑說，如果他自我介紹說自己是一位研究燃燒的學者，不外乎會遇到兩種問題：一種是「燃燒學者都不努力」，現有燃燒機械，效率都在50%以下；一種則是「燃燒的排碳量龐大」，對環境影響甚鉅，燃燒學者難辭其咎。林教授的開場白，正好道出今日燃燒科技的困境。

利用一張碳循環示意圖，林教授向大家說明自然界中的燃燒過程（也就是廣義的呼吸作用），以及我們大量倚賴的化石燃料是如何生成的。在此林教授特別強調，我們應將這些燃料稱為「化石」燃料而非「石化」燃料。「石化」只是石油化學的簡稱，稱「化石」燃料更能讓我們體會到這些資源是自然界經過長時間（以億年計）孕育，十分珍貴的東西。在這樣的基礎上，我們才能深入思考人類該如何運用這些化石資源。

林教授接著向聽眾介紹什麼是「燃燒」。燃燒系統就是化石燃料加上空氣，然後作功和放出熱，產物則是懸浮微粒、一氧化碳、硫氧化物、氮氧化物，以及水和二氧化碳。燃燒作功仍有問題，就如開場白所說，現在最大的麻煩就是效率無法提升，能量多以熱的形式浪費掉了。燃燒的另一個問題在於它的產物，上述前四種產物屬於汙染物，21世紀以前的燃燒研究都著力在如何處理這些汙染產物，至今已有不錯的解決方法。21世紀以來，人類才發現後兩種產物–即水和二氧化碳–都是溫室氣體，現在的燃燒研究仍在面對這個問題。林教授較為悲觀地認為，人類在21世紀大概無法找到解決二氧化碳排放的技術。

林教授接著簡述瓦特以降的能源技術發展史：約在19世紀初，人類開始大量燃燒煤；20世紀初，人類大量使用更方便的液態化石燃料–也就是石油。直到最近，化石燃料仍佔初級能源的80%。從1973年至2010年全球的能源使用倍增，對照全球暖化的歷史，大氣中二氧化碳濃度約從1800年開始上升，1973年至2010年的全球排碳量也因為能源使用倍增而成長一倍，地表平均溫度則從1900年左右上升，目前上升幅度已經超過地球周期性的升溫。提到化石燃料蘊藏量時，林教授認為，不論蘊藏量估計準確與否，重要的是去體會自然界長時間形成的資源，居然在短短幾百年內就會被人類消耗殆盡的荒謬感覺。

焦點回到臺灣：目前臺灣煤碳進口是世界第5位，原油則排名第11位。臺灣的人均排碳量是亞洲第一，反觀再生能源比率則排名全球第107名。林教授由此開始反省自身研究以及臺灣的出路：他指出，臺灣的再生能源依然在原地踏步，核能可能現在是解決方案，但是要思考臺灣是否能永遠依賴核能。林教授強調，能源政策需要考慮的是能源的適地性：例如海洋能、甲烷水合物都是可以長期開發使用的能源。林教授以自己的窮苦成長經驗告訴聽眾，臺灣作為一個能源窮人家，應該要放遠眼光思考自己的本錢是什麼。

林教授目前在做風能推廣。他自嘲說，沒有碰過風機研究卻加入離岸風機計畫，算是燃燒學者的贖罪！林教授說明，臺灣海峽擁有全球最好的風場，全球平均風速前10名都在臺灣海峽，如果全部開發將有60 GW的潛能。現實計畫將在2030年達到千架海陸風機，提供3 GW的裝置容量，相當於一座核電廠。林教授認為，發展海上風機除了開發風能以外，更希望提升臺灣的海事能力，不論是工程船或海洋工程技術；希望架設風機所建立的海事技術，將來能用在開發黑潮發電廠和甲烷水合物上。

最後，林教授提到自己在推動再生能源上的一些體會：他認為臺灣的再生能源計畫有如滿漢全席，很難找出哪個再生能源最重要，應優先開發。容易發生大家都發展，大家一起沒結果的困境。他也再次強調，我們須看得長遠，並做階段性的改變，才會有好的能源政策。

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