2008年9月24日星期三

澳科学家:竹子和甘蔗是更好的“碳捕获器”

两位澳大利亚土壤科学家近日表示,他们相信自己从新南威尔士北部的大片竹林中获得的发现将能够帮助拯救日益暖化的地球。
  南十字星大学的利·沙利文(Leigh Sullivan)解释了这项新发现的意义。他说,航拍照片显示该竹林在当地至少已经生长50年了,竹叶长年来持续不断地落到地上,逐渐腐烂的有机物质形成了厚厚的绵软的堆积层,其中有成千上万个肉眼看不见植物石(一种硅质结构的微粒),它们就像无数个微型胶囊,将碳封存在里面,并且不会被破坏。
  “植物石就像一个装着碳的玻璃罐,当植物死亡时,它就会沉积在土壤中,基本上非常稳定。”同样来自南十字星大学的杰弗里·帕尔(Jeffrey Parr)说,“这样一来,碳元素实际上被一层硅外衣包裹着,硅外衣可以保护它在土壤中不被分解。”
  “我们发现,这些有机物质是在7年时间内堆积而成的,这就意味着这些有机碳是以最快的速度在沉积——每公顷土壤中一年的碳贮量为1吨。”帕尔说。
  他进而表示,来自甘蔗的植物石更加丰富,储存的碳也更多。
  希望能为对抗全球变暖尽自己一份力的罗伯特·库尔克(Robert Quirk)就在特维德河谷种植了甘蔗。虽然生长势头比不上竹子,但甘蔗以生物质形式贮存碳的速度也非常快。这些甘蔗品种是经过沙利文特别挑选的,每公顷每年的碳贮量比另一个甘蔗品种多0.5吨。
  “利用这些甘蔗,每排放1吨碳,我们就能回收2.6吨。”库尔克说。
  澳大利亚的碳排放交易计划将于2年内启动,初期阶段将不会把农业纳入其中,这是因为类似于牛羊打嗝等产生的碳排放以及森林贮碳能力都难以进行评估。但政府顾问罗斯·加洛特(Ross Garnaut)认为这是一个需要密切关注的空白。
  到目前为止,森林一直是最受关注的“碳捕获器”。不过,树木几乎都不能生成植物石,而且伐木过程还会造成碳排放。相比之下,农作物和草形成的植物石能够存在数千年,待收割以后重新播种,还能生成新的植物石,其中贮存的碳量也很容易测量。
  沙利文说,植树造林很快,也能捕获大量碳。“问题在于,那样的碳不稳定。”他说,“如果有一把火,一场疾病,或者你想把森林重新变成牧场,这些被储存起来的碳就留不住了。”
  “通过植物石形式的碳,我们事实上将碳存放在了农作物中,而且在它进入土壤之前就能够很容易地被评估。”
  帕尔说,种植哪一种农作物都没关系,只要选择形成植物化石最多的那个品系就可以。
  “如果全世界所有的可耕地都种上贮碳能力与我们最好的甘蔗相当的植被,那么全球每年实际可捕获近30亿吨二氧化碳,大约是我们目前大气中碳增长水平的20%。”沙利文说。

能源危机与持续发展

二十世纪之后,许多产品都能用较低廉的成本大量生产,也因此让产品售价快速降低。为了让这些产品可以销售以及维持利润,厂商自然而然地极力促销,这也正是现在经济快速成长的重要原因之一。为了得到最大的经济利益,许多产品因而生产过剩,但能源与资源是有限的,在如此快速消耗下,可用的能源与资源便快速地减少。因经济发展所引发的能源与资源短缺问题如果继续下去,人类有可能会朝向下列三种方式来解决问题。其一就是弱肉强食的原始方式,用武力来抢夺有限的能源、资源与生存环境。这是较悲观的看法,认为科技及自然环境都有其极限,虽然目前发展了许多新科技,但都难以脱离热力学第一与第二定律的规范,甚至还有不少研究多年的新技术如高温超导、核融合等也迟迟无法突破。人类又丝毫不在意能源短缺的问题,继续在地球上为所欲为,这些似乎都暗指我们的未来会是以悲剧收场。不过,就目前人类的文明及科技的进展来看,这样的结果似乎还有机会挽回。其二是以乐观的态度来面对,认为可以善用人类道德与良知的力量来规劝大家回归较为简朴、单纯的生活方式,少用如冷气等会消耗大量能源的科技产品。这个方法似乎较不切实际,也违反人类文明发展的精神。其三则是运用人类本身的智慧,透过科技的帮助来找出更好的解决之道,这就是持续发展的理念。联合国在一九九二年于巴西里约热内卢所召开的地球高峰会中,也提出了持续发展的理念及其对人类的重要性,更希望各国能够推动持续发展的方法和计画,利用新方法和新科技,让人类的经济发展不会破坏现有的生态体系和社会系统。人类的科技发展在许多方面相当令人赞佩,许多新科技的确改善了我们的物质文明。然而,我们虽拥有创造高科技的智慧,但在能源的利用效率上,却一直呈现低智能状态。以我们现行的电力系统为例,它的能源效率居然低到只有约35%,也就是说电厂每输入100 瓦的能源(包括煤、石化、核能等),大约只能发电40瓦,再经过其他耗损以及传输线路后,只剩下35瓦可以供给我们使用,其余65瓦就这么被浪费掉了,这是相当没有效率的。为了改善这种问题,并符合「持续发展」的概念,人类未来所采取的供电趋势会是「分散式高效率供电系统」,包括热能回收应用,如此就可以把能源的使用效率提升到80%以上。所谓的「分散式高效率供电系统」,包含了建筑物或社区的独立供电设备、住户自备部分电力,加上多元化的能量来源,如太阳能、风力、地热、酒精等的再生能源,如此才能让能量的运用更有效率。

再生能源前景无限

面对能源危机,除了提升现有电力系统效率,减少浪费的「节流」措施之外,更重要的当然是寻找新能源的「开源」方法。学者指出,二十一世纪最重大的革命非「新能源革命」莫属,因为如果这一革命不能成功,人类将面对一场大灾难。
由于传统的化石能源将在数十年之内耗尽,因此积极开发新能源来解决这项危机是当务之急。目前科学家积极研究的项目,包括再生能源如太阳能、风能、地热、水力,高效率的传统能源如汽电共生、电动车、燃料电池,甚至于废弃物能源如都市废弃物、工业废弃物、农业废弃物、废能回收等,而且都有所进展。
由于再生能源的来源不虞匮乏、对环境破坏最小,甚至和国家安全息息相关,即在紧急状况时仅剩下再生能源可供利用,因此世界各国都积极投入再生能源的开发与运用。奥地利再生能源的供给比率甚至已占全国总能源的30%左右,将来还会继续增加。
不过,再生能源的推动并非如想象中的容易,一方面是因为现有的传统能源取得价格相对偏低,加上再生能源的使用效率与经济效益,并未高到让厂商愿意投入大量的成本去开发,因此还需要政府的政策去协助和补助。目前,较有开发潜力的再生能源是太阳能与风能。
太阳能设备主要的产品是太阳能发电以及太阳能热水器两大类,但这些设备以前都需要安装在屋顶上,由于中国人口稠密,居住地相对集中,都集中住在都会城市,使得屋顶面积有限,没有足够的空间安装。经过科学家的努力,目前所开发出来的新型太阳能热水器已经有所突破,它不只利用太阳能,也可以吸收空气中的热能来取得热源,而且可以安装在任何地方与环境下。这说明了科技是可以用来解决人类所面对的问题的。目前太阳能发电设备,由于价格偏高,愿意采用的人并不多。因此,除了需要教导民众能够不考虑眼前的利益来参与这种对环境有益的工作之外,政府也应提出各种的补助措施来推动,以降低成本。日本新开发出来的太阳能电池板,已经可以让发电效率提升到38%左右。未来如果能继续开发出发电效率更高,并以量产的方式让成本更低,就可以大量推广,遍及各地。
除了太阳能之外,风能发电可以说是目前最经济、最低廉的再生能源,每度的发电成本已经和火力发电相去不远,而且没有火力发电对环境产生的冲击与伤害,是发展最蓬勃的一种再生能源。如欧洲地区预计到二○一○年时,风力发电可以占总发电量的22%。中国大陆地区地域跨度大,地形地貌复杂,形成众多风力强劲的风场,所以目前政府也地积极推动风力发电机组的建置,让我们的能源取得更加多元化,也更合乎永续发展的原则。至于其他的再生能源如生质能(厨余、垃圾沼气⋯⋯)、地热等方面,若在科技上有更突破性的发展,也有可能成为廉价的能源。

2008年9月23日星期二

棕榈油神话的破灭

棕榈油因为其碳中和的性质,曾被看作是“零排放”的能源神话,其种植也在印尼和马来西亚等亚洲地区广泛扩大起来。但不久,绿色和平组织就发现,扩大种植棕榈树的代价是对热带雨林的破坏,造成全球气候更严重的负担。在绿色和平的压力下,棕榈油最大使用商联合利华同意只使用被绿色认证过的棕榈油。
  你沐浴时冲掉身上多芬沐浴露的泡沫,是否意识到自己也在消耗着印尼残存的原始森林?当你在便利店购买梦龙雪糕消暑时,是否意识到自己正在加快全球变暖的速度?这是来自环保组织绿色和平的警告。

  多芬和梦龙是联合利华旗下品牌,在生产过程中都大量使用棕榈油。长久以来,棕榈油被认为是廉价的植物油,大量用于食品加工和化妆品行业。但根据绿色和平的观点,大量种植油棕树正在导致印尼和马来西亚等地的原始森林遭受严重破坏,这也是全球气候变化的重要因素之一。
  绿色和平认为,联合利华的产品,将毁坏原始森林的代价带到了大众的浴室、化妆品和冰箱里。最近几个月,绿色和平在全球采取多次抗议活动,迫使联合利华做出承诺:至2015 年,实现其所使用的棕榈油全部经过认证( 即棕榈油生产商符合一套严格的环境要求标准, 包括承担保护森林和野生动植物的义务等),这也是第一家做出承诺的公司。此后,绿色和平与联合利华发起森林禁伐联盟,目前已有超过40 个国际性企业、国际金融机构和环保组织同意加入该联盟。其中包括雀巢、卡夫、百事公司、欧莱雅和国际金融公司等。绿色和平组织的森林项目主任刘尚文说,棕榈油曾被认为是一个零排放的神话,现在,这个神话破灭了。
  最初,棕榈油作为一种取代大豆油的廉价植物油兴盛起来,用于生产肥皂、清洁剂、食用油等,油棕树的种植规模也随着全球需求水涨船高。随着油价高涨和石油危机的到来,棕榈油被大量用作生产生物柴油,助长了这一趋势。全球最大的棕榈油生产国印尼2008 年毛棕榈油产量将持续上升至1940 万吨,因为将有最多的棕榈树成熟且种植面积扩大。  和生物燃料一样,棕榈油最初被认定为是一个美好的环保童话。与一般的富碳石化燃料不一样,棕榈油是一种碳中性物质,燃烧棕榈油所排放的碳等于其生产期中所吸收的碳。于是很多能源公司纷纷改装设备,投入生产。刘尚文说,扩大油棕树种植的结果是大量雨林遭到砍伐,由此产生的温室气体数量惊人—这个事实却被忽略了。

  他警告说,印尼以及亚洲其他地区的森林正受到被转化为棕榈种植地的威胁,泥炭地迅速被破坏。泥炭地森林是一个传统的碳存储仓库,特别是二氧化碳,它们能储存30%的二氧化碳。在苏门答腊岛北部的一个省中有一个400万公顷的泥炭地森林,这个森林存储了146 亿万吨的二氧化碳。为了种植棕榈树,那些被私人公司拥有的数以千计公顷的泥炭地森林的水被抽干或被焚烧,而一旦沼泽里的地下水被排干,泥炭地就会迅速氧化,排放大量温室气体。1991 年至2006 年间,印尼一地就建立起约500 万公顷的油棕种植园,其速度相当于每小时有超过30 个足球场面积的种植园出现,其中三分之二的种植园涉及森林砍伐。印尼在2007 年被吉尼斯世界纪录评为世界上毁林速度最快的国家。与此同时,印尼也成为了继美国和中国之后的第三大温室气体排放国。
  2007 年10 月,绿色和平在印尼苏门答腊岛上建立“森林保卫站”。他们的第一个行动是在印尼棕榈油公司用于运出木材和排干泥炭地的深沟渠上建立5个堤坝,力图阻止其排干泥炭泥沼;另一个行动是在棕榈油公司操作的中心地带,悬挂写有“Save Our Forest, SaveOur Climate(保护雨林,保护气候)”的大横幅,同时向全球媒体宣传。在其提供给媒体的图片和视频资料里,远看郁郁葱葱的森林满目疮痍,四处是烧毁的荒地和散落的树干,棕榈油公司修建的纵横交错的水渠和道路,将森林割成一个个的碎片……
  绿色和平警告说,如果这种情况持续下去,到2030 年,从泥炭地排放的温室气体至少将增加50%。“棕榈油在相当长的时间内都将是我们关注的重点,我们希望引起国际社会对棕榈油导致的环境问题的注意,”刘尚文说,“棕榈油并不是一个神话。”
  选择联合利华符合绿色和平一贯的策略,“擒贼先擒王”。其现任总理事基尔德(Gerd Leipold)曾说:“只有把强大敌人打败了,我们才能够在整个环保组织行业中担任起大家的领袖。”

  作为行业巨头,印尼生产的每20公斤棕榈油,就有一公斤卖给了联合利华。迫于绿色和平的压力,联合利华最近做出承诺,7 年内实现其所使用的棕榈油全部经过认证,并支持立刻停止目前在东南亚国家破坏热带雨林和泥炭地以发展油棕种植的行为。对绿色和平而言,联合利华虽然没有直接参与棕榈油的生产,但是它能够给供应链上的其他大大小小的企业产生影响和施加压力。
  “这是一个困难的决定,我们希望它的承诺能够变成整个行业的承诺。”刘尚文说,“我们并不是反对整个棕榈油行业,我们希望联合利华的改变能够带来整个行业的改变—停止从涉及森林及泥炭地毁坏。