連興隆專欄:本是同「源」生

2019-11-06 07:00

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太陽能光電系統與植物都是面對全球暖化,降低溫室氣體排放量所需要的重要幫手,缺一不可。而在減碳的推動上,我們要讓生態環境與人類科技相互支援,在各自的利基點上發揮其最大的價值。(資料照,台中市政府提供)

太陽能光電系統與植物都是面對全球暖化,降低溫室氣體排放量所需要的重要幫手,缺一不可。而在減碳的推動上,我們要讓生態環境與人類科技相互支援,在各自的利基點上發揮其最大的價值。(資料照,台中市政府提供)

《三個傻瓜》(3 Idiots,2009年)是一部我非常喜歡的的印度影片,發人深省。片中的一個經典橋段是男主角在課堂上與老師針對怎麼定義「機器」與「書」,所進行的對話,幽默反諷直觸人心。你會如何定義一本書呢?以下是電影裡的對白:

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「一種紀錄、分析、總結、組織及解釋訊息、有圖片或沒圖片的、硬抄或平抄的、加套或不加套的、包含有前言、介紹、索引、目錄、用以增加知識、加深理解、提升並教育人類大腦的裝置、該裝置需用視覺、有時觸碰的感官形式使用。」

這麼一段看起來很厲害的說明,濃縮精簡成一個字就是「書」。有時,我們看到好像很專業深奧的術語及用詞,就會肅然起敬,似乎比較有學問似的,其實不然。

不過,我試著用這樣「好像比較有學問似的」邏輯造了以下兩個句子,看看可否讓我要介紹的這兩位主角變得更賞心悅目些:

「一種將太陽能利用半導體產生電子與電洞對並利用導線產生電流的裝置。」

「一種將太陽能利用生物性催化劑使單一個無機碳轉化成六個有機碳的儲能裝置。」

20190919-元炬科研旗下的太陽能電站。(取自元炬科研官網)
圖為太陽能充電站。(資料照,取自元炬科研官網)

第一個句子描述的是太陽能光電系統,第二個句子描述的是綠色植物。提到太陽能光電板,想到的是高科技產物與再生能源等現代關鍵詞彙,好像不隨口加個兩句,就不夠先進似的;然而,提到植物,想到的只是再平凡不過的日常。其實,兩者的本質都是與太陽能量有關的同一件事,只是前者是人類創造的,後者是造物者創造的。兩者的共通性是:

(1)都是太陽能的轉換「裝置」。

(2)都是我們面對溫室氣體減量的重要工具。

太陽能光電系統將太陽光能直接轉換成電能供我們使用,而植物是儲能「裝置」,將太陽能量「充電」到植物體內,就像電池一般,將光能轉換成化學能儲存於植物體內,成為我們每天食用的米飯或可做為生質酒精的大豆、玉米等(註:這類第一代生質燃料,歐盟將於2020年起全面禁用),當然,我們現在使用的煤炭也是其中的一部分,只是裡面儲存的能量是二、三億年前的太陽能而已。)

太陽能光電在2018年時提供了全球總發電量的2.2%,這是直接將太陽能量轉換成電能的佔比。植物光合作用所捕捉的能量則大約是我們全球一年能量消耗量的10倍,我們消耗的能量,電力是其中的一部分,其他的還包括我們日常所需的汽油,工廠生產所需的各類油品,還有我們的三餐飲食所需的熱量來源等等。植物光合作用捕捉這麼大能量的同時,也幫助我們捕捉大氣中的二氧化碳,以及提供我們維生所需的生態服務例如:調節氣候與水文循環。植物的貢獻比太陽能光電大的多太多。

當我們試著用科技保護地球時,地球早已經用她自己在照顧我們了。

植物組成了森林,而森林仍舊是一個神秘而迷人的地方,我們所不知的,遠比我們知道的多更多。森林有連結性(connectivity),會透過根系與周邊的生態系統傳遞訊息,進行對話與溝通;森林的覆蓋會影響地球的反射率,不利降溫;科學家也發現,森林會釋放出不同的化學物質,如我們常說的芬多精或揮發性有機物質(VOCs),其中一種稱為異戊二烯(isoprene)主要是由赤道雨林植物所排放,對氣候暖化同時有正負兩種效應。用科學家的說法是:更多的研究是需要的。

入夜的亞馬遜雨林生氣蓬勃,各種動物、昆蟲紛紛出來蹓躂。(圖/截自wikimedia commons)
科學家發現,森林會釋放出不同的化學物質,如我們常說的芬多精或揮發性有機物質(VOCs),其中一種稱為異戊二烯(isoprene)主要是由赤道雨林植物所排放,對氣候暖化同時有正負兩種效應。(資料照,截自wikimedia commons)

然而,無論如何,森林透過光合作用吸收大量二氧化碳遠比它透過呼吸作用釋放出的多得多,成為地球上重要的「二氧化碳海綿」(或稱碳匯carbon sink)。2017年的研究指出,要在2030年前將氣溫升溫控制在2度C以下,森林及其他生態系將提供超過1/3的二氧化碳削減量。今年初發表於Science的論文(Science 365: 76–79; 2019),則更近一步地指出森林是減緩二氧化碳影響最有效的方法之一。

我們對於植物的感激永遠不嫌多,其實是太少太少。儘管2011年自發性的倡議「波昂挑戰」(Bonn Challenge)誓言將在2020 年重建(reforest)全球1.5億公頃的森林,2030年達到3.5億公頃的全球目標。然而,真正的關鍵是2015年巴黎協議,該協議是促進以植林及保護森林作為世界各國抵減碳排放的解方的一個轉捩點,有超過50個國家承諾種植更多樹木或保護現存森林以對抗全球暖化。2019年的聯合國環境大會提出「聯合國十年生態復育計畫」“The UN Decade on Ecosystem Restoration 2021-2030”,從現在到2030年將完成3.5億公頃遭破壞的生態系統的復育,以減緩氣候變遷、確保食物與水資源的保全與生物多樣性的保育。這是進一步呼應並落實了「波昂挑戰」。

太陽能光電系統與植物都是面對全球暖化,降低溫室氣體排放量所需要的重要幫手,缺一不可。用專業深奧的術語來包裝太陽能光電板或植物,不會讓它們因此變得更厲害或更有效能。重要的是,在減碳的推動上,我們要讓生態環境與人類科技相互支援,在各自的利基點上發揮其最大的價值。

*作者為國立高雄大學土木與環境工程學系教授/創新學院院長

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