前言 在今天這個現代化的世界裡，能源是不可或缺的。不論是電能、 熱能、都直接或間接的關係到我們的日常生活。例如沒有瓦斯就不 能煮菜、沒有電就沒有燈．．．等。但是大量使用能源雖提升了人 類的物質文明，卻也造成了始料未及的禍害。由於能源過度及不當 地開發和使用，使得環境相對的受到了許多影響，地球岌岌可危， 人類的生存也面臨了重大考驗。在本文中，將對能源的演變，和自 然環境各種相互的影響及人類因應的對策加以探討。 能源的演變 對人類而言，最初的能源可說是人類本身肌肉的力量。後來， 在距今數萬年前又發現了火的熱能及獸力。在那個時候，人類能源 的使用可以說對經過不停的發明與發現，到今天已有十餘種不同的 能量來源，以下將就其特性環境一點影響也沒有。但是自從煤炭和 石油被發現，加上工業革命的發生，能源對環境的影響日益劇烈。 到了現在，已有序都種能源被開發利用。有的對環境影響很大，有 的卻不會。以下就目前各種能源加以分類介紹： 再生能源: 此種能源用了還會再生，是最不影響環境的能源。雖然這些能源非 常強大（見表1），可是現今技術不足，距實用還有一段距離。屬於 此類的有太陽能、地熱、潮汐等。 表1：地球表面之非消耗性能源 來自太陽的能量 地熱 溫泉、火山 潮汐力 173000×1012焦耳 32×1012焦耳 0.3×1012焦耳 3×1012焦耳 非再生能源: 此種能源用過之後將無法再利用，並產生有害的廢物,是影響環 境最甚者。但卻也是今日使用量最大的。屬於此類的有碳、石油、 天然氣等化石燃料，及核能。 可再用能源: 此種能源是非消耗品，而且其汙染程度也非常低。但是其力量 亦有限，無法取代現有能源。屬於此類的有靠攝取食物補充能量的 人力、獸力和風力,水力等。 能源運用與環境品質的關係 今日，能源的使用非常普及，可說是遍佈全球。但是能源使用 越頻繁的地方,環境的品質也越糟。以臺灣為例，全臺灣環境品質可 由附圖看出。在圖1中PSI值*最高的高雄、台南、屏東等區域，正 是臺灣工業最發達，能源使用最多的地區。而花蓮、台東等能源使 用較少的地方，汙染程度也自然比較輕。除了空氣之外，能源的運 用還能影響氣溫、水質等。在目前使用的能源之中，化石燃料是最 普遍的一種。尤其是石油，因為運送方便，已成為目前世界上主要 的能源。偏偏在所有能源中，化石燃料對環境影響最深遠。以下就 舉化石燃料影響環境的幾個例子加以說明。 溫室效應 太陽的短波輻射(0.4mm~0.7mm)會穿過大氣層，到達地面被地表吸 收再放出長波輻射。而CO2會吸收這些長波使本身增溫，這就是溫 室效應。在正常情形下,CO2含量並不到足以影響環境。但由於化石 燃料的大量使用，使CO2濃度大幅度的增加。1938年，美國氣象學 家卡連達發現大氣中的CO2含量比二十世紀初增加了6%。在夏威 夷馬那羅進行的觀測，也證實大氣中CO2濃度已由1959的316ppm 增加到1986的346ppm。專家估計若CO2的濃度繼續上升，到了2030 年全球氣溫將上升1.5到3.5度,同時導致世界各地異常氣候的發 生。 酸雨 由於人類大量使用煤、石油等化石燃料，燃燒後產生的硫氧化 物（SOx）或氮氧化物（NOx），在大氣中經過複雜的化學反應， 形作硫酸或硝酸氣懸膠。或被雲、雨雪、霧捕捉吸收，降到地面成 為酸雨。一般未被污染的雨水，pH值為弱酸性，低於5.6便為酸雨 （pH值愈小，酸度愈高）；如今卻頻頻出現pH值小於3的強酸雨 （幾乎與醋酸相當）。酸雨會使存在於土壤、岩石中的金屬元素溶解， 流入河川或湖泊，使得魚類大量死亡，並使水生植物及引水灌溉的 農作物，累積有毒金屬。酸雨還會影響農林作物葉部的新陳代謝、 使植物無法獲得充足的養分而枯萎、死亡。而湖泊酸化會使生態系 改變，甚至湖中生物死亡，生態機能因而無法進行，最後變成死湖。 減少不良衝擊的方法 雖然能源的大量使用會導致上述種種不良影響，但是現在這個 世界卻一日不可沒有能源。所以尋找能兼顧能源利用和環境保護的 方法已是刻不容緩。而專家學者們為此也紛紛提出了許多意見。以 下是敝人參考各學者的意見所提出的一些因應對策： 提高能源使用效率、節約能源 既然能源過度使用會導致環境受影響，我們就應該以更少的能 源做相同的事，能源使用量自然就下降。在個人及家庭方面，可以 藉使用高EER值的冷氣機、使用省電燈泡、使用有節電功能的電器 等來達到省電效果。在交通方面，因現今交通工具能源係由燃燒石 油或煤轉換而來，多搭乘大眾運輸工具，便可減少環境污染。而工 商企業界更應該在生產的設備上多做一些節約能源的努力，如此不 但可以減少對環境的衝擊，還能省少不少能源支出，何樂而不為呢？ 擬定防治能源污染政策 為了減輕使用能源對環境的危害，政府可擬定更完善的政策， 例如:加強取締能源使用不當大量排放廢氣的工廠和汽車；要求加裝 防制污染的設備（如汽車加裝觸媒轉化器，使用無鉛汽油）；控制 能源價格，使工商企業界為節省成本而不得不使用更省能源的方 法。 正確的教育 有了政策只能阻嚇，而不能真正使人從內心去珍惜能源、愛惜 環境。所以平時在學校就應該加強學生對能源與環境的認知，徹底 根除一般人「自掃門前雪」的心理。如此人人才能自律，才能更愛 惜能源。 新能源的研究發展 上述的方法，縱然可以減少衝擊，但是最有效最積極的還是開 發真正無汙染、無公害且不虞匱乏的能源。目前已經在實驗、開發 的有:氫、再生能源、MHD發電*、核融合等等。相信在不久的將來， 這些能源一定能真正取代現有的化石燃料和核分裂，而成為二十一 世紀的能源主力。 結論 根據統計，二十世紀的能源消耗量呈幾何級數增加，但是能源 的儲存量卻不會增加。加上其對環境的破壞日益嚴重，目前的能源 使用模式已經不可能在持續下去了。這是全世界的人類要一同正視 的問題。人類未來的能源政策，影響著地球這顆四十六億年的行星 今後的發展，我們是化危機為轉機，開發出更好的能源，亦或把地 球環境和資源消耗殆盡，使人類步入滅絕，就看人類能否攜手同心 解決這個難題了。 註解 (1)空氣污染指標(PSI)Pollutant standards index: 空氣污染指標為依據監測站當日空氣中粗粒之懸浮微粒測值、二氧 化硫濃度、二氧化氮濃度、一氧化碳濃度及臭氧濃度等數值換算出 該污染物之空氣污染副指標值,再以當日各副指標值之最大值為該測 站當日之空氣污染指標值(PSI)。指標值在 100以下者,即表示該測站 當日空氣品質符合美國環境空氣品質標準中之短期(24小時或更短)之 平均值，若PSI大於100對健康有不良影響。 (2)MHD發電(又稱磁流體動力發電): 原理是應用佛萊明右手定則。即導線在磁場內運動時，內部會 產生電流。在技術上需有耐得住三千度以上高溫的材料。目前美國 已有發電量數萬瓦的實驗裝置運轉中。 參考文獻 一、牛頓雜誌第80集第75頁~第107頁 二、牛頓科學研習百科－物理第170頁~第181頁
能源與環境