電子系 戴士雄
關於全球暖化以及溫室效應
以下為主要溫室氣體介紹:
1. 二氧化碳：人類因為大量使用煤、石油及天然氣等化石燃料，造成全球二氧化碳的濃度上升。雖然每莫耳二氧化碳的溫室效應並不是最大的，但是二氧化碳含量遠大於其他的溫室氣體，所以它對溫室效應的影響是最大的。有數據指出二氧化碳對全球溫升的貢獻占全部溫室效應氣體的55％。
2.氧化亞氮：微生物、化學肥料分解和化石燃料的燃燒，都會排放出氧化亞氮。
3.甲烷：發酵和腐化的過程或者物質的不完全燃燒，都會產生甲烷。它的主要排放來源有牲畜、水稻田、掩埋和汽、機車等。
4.氟氯碳化物：氟氯碳化物是引起地球暖化的第二重要氣體。當我們大量使用冷媒、噴霧和發泡產品時，其中就含有氟氯碳化物，當中又以 CFC-11、CFC-12、CFC-13 的使用量最多。
決定溫室氣體對地球暖化影響的因素有二種：第一種是對輻射的吸收能力；第二種是它們存在大氣層中的時間年限。所以，科學家發展出一套溫室氣體的溫室因數（green house factor），用來區別不同溫室氣體的溫室效應能力。溫室因數的量測方式是一莫耳的氣體，在一定期限內，所能吸收的總能量值，並且把二氧化碳的溫室因數值訂為 1.0，再分別決定其他溫室氣體的相對數值。
二. 如何因應全球暖化？
1.太陽能發電技術研究:
數十年來，太陽能發電業者一直為了同一個目標持續努力，這個目標就是：提供便宜的高功率電源。經過數年的徒勞無功，如今太陽能專家表示，他們的發電技術已經有了長足進展。
「目前太陽能發電可說是在最佳狀況，因為電價持續上揚。從1970年代開始研發的太陽能發電，其技術問題雖然依舊存在，但在材料科學，成本問題上的改良以及來自環境的迫切需求，都讓這個技術越來越吸引人注意。」創投機構Braemar Energy Ventures的管理總監William Lese表示。
創投業者的逐漸熱中，恰巧與近年來所有環保科技逐漸受到重視的情況不謀而合。「這不像是九十年代的網際網路熱潮，但大家都清楚意識到此一市場將逐漸起飛，」Energy Innovations公司的行銷長Steve Chadima這樣表示。該公司是從Idealab所扶植創辦的子公司，主要業務是生產各型的能源系統。
既然在整個能源產業界中，只有小小一部分使用太陽能發電的技術與產品來將陽光直接轉換成電力──但在去年，其成長相當的快速。根據一家環保產業的研究機構Clean Edge的資料，太陽能發電的整個市場，包含發電元件與安裝服務，在2005年成長了百分之五十。
乾淨能源在收益上的亮麗前景產生了太陽能業者間一場太陽能板發電效率的競賽。太陽能板的發電效率越高，顧客每一度的電價就會越低。但是根據能源專家的說法，太陽能發電的電價，還是比目前石油發電或核能發電的電價來得高。
至今，負責將光轉換成電的材料，矽晶，其價錢依舊相當高昂。根據業界的主管表示，這是降低太陽能發電系統價格的最大障礙之一。
「在可預見的未來內，市場的規劃還是十分受限，」Evergreen Solar的副總裁Richard Chleboski在Piper Jaffray太陽能研討會上表示：「技術障礙是這個產業真正的關鍵，因為元件還必須要進一步降低成本。」
矽晶之外的解決方案
目前市場上的太陽能業界都在期盼增加的矽晶產量與更先進的製造技術，會讓太陽能產品的價格更能讓人接受，產生更多的需求。然而許多較小的公司則是希望採取其他不同的方法來達到同樣的目標。
許多公司也都進行新型太陽能板的研發，希望新型的發電板裡面所需的矽晶成份可以降低。以Evergreen Solar這家公司為例，就研發了一種叫「string ribbon」的生產方法，號稱可以降低生產時浪費的矽晶，同時增加太陽能板的發電效率，因此整個系統的成本便可降低。
雖然以矽晶為主的太陽能板還是主導整個市場，但是有數家小公司也在研發使用矽晶以外的發電元件。創投公司Miasole，Nanosolar與DayStar Technoligies使用所謂的薄膜太陽能顆粒以及奈米技術來提升發電的效率同時降低成本。
「在（薄膜太陽能顆粒的）發電效率以及顆粒持久性上依舊有不少問題。但是這些公司的進展相當快速，已經從實驗室的研發階段漸漸進入量產階段。」Clean Edge的主管Ron Pernick表示。
另一種方法是「太陽聚光板」，就是太陽板上周圍裝置鏡子，讓更多光聚焦到發電板上，而讓板子收到更多光線，使發電效率更高。這類產品可以賣給大型工廠或直接在店面零售。
Energy Innovations，SolFocus，Solaria與Pacific SolarTech等廠商都在研發太陽能聚光器的技術。這類的裝置已經經過了初步的測試，這些公司預期這類的產品可以在明年內商業化。
另一家值得注意的非矽技術開發廠商是Stirling Energy Systems。該公司正在加州的沙漠建造極大的反射鏡面陣列。Stirling的執行長Bruce Osbom表示，他們預期將在2008年有能力建造能有數百萬瓦發電功率的工程。
剛獲得投資公司兩千萬美元集資的Konarka這家公司則是研發有機發電技術，其研究的發電顆粒是由塑膠構成。
根據該公司的說法，這種「列印」出來的有機發電顆粒是十分有彈性的條狀物，雖然該技術仍在發展階段，但未來預期可以使用在從太陽能電話到可發電軍事裝備上的各種廣泛的應用領域。
「如果你想要大幅降低發電體的價格，讓製程裡的矽完全不被浪費並不是好辦法。而應該是要換一種不用矽的製程。」這個月稍早，Konarka的執行長Howard Berke Piper Jaffray研討會上這樣表示。
2.減低二氧化碳排放量:
日最大纖維集團使用生質燃料以減低二氧化碳排放
日本最大纖維、塑料及製藥廠帝人集團執行生質燃料計畫，預計一年可減少該公司65,000噸的二氧化碳排放，相當於1990年其排放量的2.6%。該公司首先於廣島興建一流體化床鍋爐，採用木材生質燃料如伐木場的木屑、建築廢棄物或是回收紙、塑膠燃料（RPF）及用過的輪胎。鍋爐於2006年可完工，每年將減少33,000噸二氧化碳排放及36%煤的使用量。另外，將現存的鍋爐摻入了木材生質燃料與煤做混合燃燒，目前混合的生質燃料比例約為5%，預期提升至10%，此混合燃燒系統可減少每年32,000噸的二氧化碳排放。有兩家公司正考慮從本地取得木材生質能與回收燃料，如此一來便可建立一個以回收為基礎的社群。
http://www.greenbiz.com/news/news_third.cfm?NewsID=28722
大英石油執行二氧化碳減排節省6.5億成本
大英石油(BP)公司表示，在2002年時，BP承諾將在2012年前減少二氧化碳排放10%，在該策略下，BP並未多出成本支出，以增加效率的方式即達6.5億成本節省的績效。BP減少以高層火燄燃燒塔燃燒不需要的天然氣的措施，每年即可減少85萬當量噸的溫室氣體排放，並以汽電共生的方式，廢熱回收發電以提高效能。
http://www.planetark.com/dailynewsstory.cfm/newsid/32231/story.htm
日本田汽車致力二氧化碳減排
日本本田汽車公司決定在2010年時將其國內汽車廠的二氧化碳排放量減少30%(以1990年為基準)，減排達43萬噸；本田汽車將導入一套監測系統以瞭解廠內能源使用效率，並採取其他減排措施。目前日本產業僅執行自願性減排措施，但已有更多的國內廠商開始參與國內排放交易目標或經由清潔發展與聯合改善機制獲得減排額度。
http://www.greenbiz.com/frame/1.cfm?targetsite=http%3A%2F%2Fwww%2Epointcarbon%2Ecom%2Farticle%2Ephp%3FarticleID%3D7534%26categoryID%3D473
日政府擬大幅削減二氧化碳排放
日本政府消息指出，將在2050年時把二氧化碳排放量削減1/4(以2002年為基準)，上述草案將列入長期能源政策中，且日本政府將2050與2100年訂為減排目標年，以減緩全球溫暖化與石化燃料的使用。為控制全球溫暖化，計畫將2050年的二氧化碳減排至31億噸，2100年則降至6億噸。為達此一目標，日本政府計畫全力投入核電、廢核料再製、核燃料循環全面管控、碳隔離技術、可再生能源發展及節能技術等。
http://www.yomiuri.co.jp/newse/20050112wo01.htm
挪威大幅增加無二氧化碳的天然氣生產投資
挪威政府在2005年預算計畫中擬大幅增加無二氧化碳的天然氣生產投資，亦將對無硫汽油與柴油提供稅捐減免的誘因。挪威的能源基金係以推動節能、可再生能源及天然氣為主，政府將增加9500萬克郎的基金額度，以期能夠增加環境友善的能源產製，在2010年達到每年發電量增加12兆瓦小時的目標。在二氧化碳隔離研發方面，政府將投入1.5億克郎，在環境友善的天然氣技術方面，則將投入20億克郎的經費。因此，在環境部的預算方面，2005年預算增加3.5%。
http://www.environmentdaily.com/articles/index.cfm?action=issue&No=1742
英碳信託基金公布二氧化碳減排成效卓著
英國碳信託基金(Carbon Trust)公布去年二氧化碳減排成效報告，內容顯示，去年英國產業在因應氣候變遷方面省下約1.35億英鎊的經費，減排量達180萬噸，相當於12艘瑪莉皇后二號的重量。該基金會與倫敦金融時報指數100中1/4的公司合作，並提供其實用的碳減排解決方案，包括節能與碳管理措施等。
3.全球簽署合約:
京都議定書的主要內容
1. 減量時程與目標值：「聯合國氣候變化綱要公約」之附件一國家（係指OECD中除墨西哥外的所有24個成員、歐盟、前蘇聯各共和國及前東歐共產國家，合計37個成員）及摩洛哥與列支敦斯登共39個國家，將人為排放之六種溫室氣體換算為二氧化碳當量，與1990年相較，平均削減值5.2%，同時採差異性削減目標之方式；歐盟及東歐各國8%、美國7%、日本、加拿大、匈牙利、波蘭6%，另冰島、澳洲、挪威則各增加 10%、8%、1%。減量時程為2008至2012年，並以此5年的平均值為準。
2. 六種溫室氣體中，CO 2、CH4、N2O管制基準年為1990年，而HFCs、PFCs與SF6為1995年。
3. 提出「京都機制」：包含「清潔發展機制」（CDM）（唯一跨越附件一國家與非附件一國家，由工業國對開發中國家進行技術及財務協助其溫室氣體減量計畫之機制）、排放交易（ET）及共同執行（JI）。
全球二氧化碳最大排放量國(美國)尚未簽署這份合約
環保團體估計，此次的協議由於做了太多妥協，將使原先至2012年排放量與1990年相較平均削減5.2%的目標僅能達成三分之一，也就是至2012年排放量與1990年相較平均僅能削減1.8%（CNN, 2001/07/24）。另外的估計則指稱，美國如果依照7月23日達成的協議方式運作，至2010年已開發國家的溫室氣體排放量仍會比1990年排放水準高0.3%，但是如果美國拒絕加入減量行列的話，則2010年已開發國家的溫室氣體排放量會比1990年排放水準高2.5%（路透社, 2001/07/24）。
下一步各國努力的重點將是如何讓美國重新回到京都議定書架構之下，在排放權交易制度及碳匯的規範都放寬之後，將可能較有機會使美國不再大力抗拒京都議定書。
台灣地區二氧化碳排放現況
台灣地區環境特殊，四面環海，溫室效應造成環境的衝擊，尤其是海平面上升對台灣本島的影響，尤值得我們關切。從台灣地區過去明年各地每年平均氣溫上升紀錄，約0.54℃；0.79℃。可知溫室效應台灣地區亦無法倖免，其所可能帶來之危機，值得大家注意，並須及早因應。
利用我國l990年的能源使用分布及排放因子，推估我國1990年二氧化碳氣體排放量約為一億倍公噸，其中有34％來自發電，約佔全世界二氧化碳氣體排放量的二二○分之一。
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溫室效應所造成的影響
若是溫室效應氣體濃度不斷增加，則將使地表溫度增加，進而導致氣候的變化，其影響包括：
1. 北半球冬季將縮短，並更冷更濕，而夏季則變長且更乾更熱，亞熱帶地區則將更乾，而熱帶地區則更濕。
2. 由於氣溫增高水汽蒸發加速。全球雨量每年將減少，各地區降水型態將會改變。
3. 改變植物、農作物之分佈及生長力，並加快生長速度，造成土壤貧瘠，作物生長終將受限制，且間接破壞生態環境，改變生態平衡。
4. 海洋變暖、海平面將於2100年上升 15－95公分，導致低窪地區海水倒灌，全世界三分之一居住於海岸邊緣的人口將遭受威脅。
5. 改變地區資源分佈，導致糧食、水源、漁獲量等的供應不平衡，引發國際間之經濟、社會問題。
全球雨量減少的趨勢
(於l900～l990年
南緯55°至北緯85°)
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溫室效應的防制策略
生活在地球上的每一分子，不僅是污染物製造(排放)者，亦是溫室效應氣體產生的貢獻者(人之呼吸作用)。每一地區每一國家皆產生不同程度之溫室效應氣體，主要取決於能源使用狀況。我國為配合全球削減溫室效應氣體的行動，可採行的策略及措施如下：
I. 調整能源及電源結構
1. 儘速修正台灣地區能源發展方案，穩定電源的成長，並將燃油、燃煤電廠轉為擴大使用天然氣，以改善區域空氣品質，並減少二氧化碳之排放。
2. 加強開發替代能源，例如地熱、水力、風能、核能、太陽能、天然氣之取得及使用。
3. 積極引用複循環機組發電，以提升發電效率。
4. 加強電力負載管理，減少尖峰用電需求。
5. 加強推動全國節約能源計畫。
II. 調整產業結構
1. 鼓勵業者發展低耗能、低污染之產業，加強改善或淘汰高耗能、高污染之產業，加強產業升級。
2. 調整能源價格，以價差推動產業加強提升能源使用效率。
3. 引進相關技術，優先進行高耗能、高污染產業的二氧化碳排放削減。
4. 增強法規及經濟誘因，鼓勵產業界發展省能源、高效率設備及器具，以提升能源使用效率，並減少廢熱之排放。
III. 積極發展大眾運輸系統，以達節約能源及減輕空氣污染。
IV. 擴大綠化，優先植(造)林，以增加吸收CO2。
V. 配合蒙特婁議定書之規定，按管制期程，削減CFCs及其衍生物，並減少其他溫室效應氣體，如：CH4等之排放。
VI. 加強有關全球溫升效應之研究 ，及溫室效應氣體排放削減技術之開發。
三.總結&心得:
看到上面那些資料已及每隔幾天就有關的新聞,讓我了解到最近天氣的異常以及人類未來所面對的危機,雖然平常就有瀏覽新聞的習慣,之前還有看到一則新聞說在南極的臭氧層破洞的下方海底深處的陸地,地殼是裸露的根據正常的地球科學來說地表下方因該是有岩漿流動來帶動地層,但是直接的地殼裸露是不是透露著什麼不為人知的訊息,這個可能要再過幾個月後英國科學家的研究報告才可以得之.
所謂｢地球只有一個｣!!所以作為現在新一代的地球公民而言
,大家因該位後面的人想想並且目前就因該做出一些重大的決定,雖然說目前全球經濟在之前的大衰退後開始要復甦了!!!但是每個國家政府為了自己國的經濟考量都不願意正視這個問題,但是誰一個地球公民我們最起碼可以由自己做起一些能救救地球的小事,只有節約能源而且多搭大眾運輸工具多騎腳踏車,並且隨手作環保等…..,都是我們能力所能及的只要地球上每個人都這樣想的話那麼聚少成多聚沙成塔還是能有一番小作為的,最後只希望地球的毀滅是因為幾十億年後太陽的死亡而所滅亡,畢竟這是自然界的常態而並不是由我們人類所終結的!!!
