讓我們一起來救地球

歐亞研發科技股份有限公司董事長 駱俊光 圓境聯合建築師事務所總監 陳光雄 華碩電腦股份有限公司技術長 吳欽智

  自1990年以來,地球上的天災頻仍,其規模及頻率遠超過在這之前人 類有記載的歷史紀錄。2003年熱浪在歐洲造成3萬人喪生,印度1500人死亡。在中南美地區,百年颶風一再來襲,超級大海嘯也屢屢出現,造成嚴重損害,人員傷亡。今年1月12日,海地發生7.0級大地震,超過21萬人死亡,緊接著在2月27日,智利發生8.8級的超級大地震,雖因震央較深,傷亡較少,但可能已嚴重改變地球的地表結構。這些天災,與地球的暖化現象是息息相關的。從工業革命以來,大氣層二氧化碳的含量已增加逾30%,原因是燃燒石化燃料,土地使用的改變,以及其他人為的排放。這些「溫室效應」,導致地表平均溫度在20世紀上升攝氏0.6度。根據聯合國環境規劃署(UNEP)和世界氣象組織(WMO)所聯合創立的氣候變遷跨政府小組(IPCC)的研究預測,如果人類行為不變,大氣溫度會在21世紀末上升攝氏1.4度到5.8度。而該小組的結論是,若氣溫比工業化前的水準高出攝氏2度,是可預測的最高「安全水準」。若超出這個極限,將導致地球無可逆轉的改變,最終不適合地球上大部分生物的生存,包括人類在內。地球的地表溫度上升,會造成陸地及海洋的水氣急速蒸發,高空雲層聚集了極大、不穩定的水氣能量與動量。這幾年的反常聖嬰現象及頻繁的巨型颱風、颶風,已不再只是警兆而已。水氣的蒸發,也造成地面的乾旱,且因質量分布的大幅變動,地球必須以地震來釋放能量,減輕壓力。地球的暖化也造成南北極的冰融,更加速暖化現象,導致海平面上升,一些大洋中的島國,已被海水吞噬,將來更嚴重時,台灣的東西兩岸平原也無法倖免。而冰凍層及海底深層的微生物因暖化現象而釋出,許多是人類未曾接觸過而未具免疫力的。如果我們不做任何改變而讓它發生的話,這會是人類的浩劫。

  要談如何防止地球持續暖化,就要先了解我們是如何讓它發生的。根據研究資料顯示,二氧化碳的排放,有29.5%來自發電廠,20.6%來自工業製造過程,19.2%來自運輸燃料。這三種來源的排放,已佔了約70%的總量。而這些資源的使用,則以建築的比例最大,全球有50%的能源,42%的水,50%的大部份材料以及48%的耕地,都被直接或間接的使用在建築上。傳統的建築,都會考慮房子坐落的環境、氣候、日照以及風的流向等自然條件,做到明亮、通風、舒適的基本需求。而這半世紀的現代建築,則因能源取得容易又便宜,人類對居住的舒適性有絕對性掌控及要求,而建築師的設計也以造型及美觀的表現為主,因此建築已鮮少有地方色彩,大多是鋼筋帷幕,內部密不通風,完全以人工方式調控室內溫度及明亮度。

  有鑑於此缺失,陳光雄建築師成立圓境生態綠能有限公司及圓境工程顧問公司,為政府、企業及私人企劃綠能城市、社區及建築。考慮建築物的地理位置及氣候資料,引進節能設計的新概念,並利用再生能源及水資源,達到節能、減碳及舒適的多重目標。當代建築大師Hans Hollein對於建築下了一個定義:建築是一種遮蔽物,它保護了人的體溫及其基本生存。除此之外,它還是一種象徵。人對於外在環境有其忍受的範圍,一旦踰越此範圍便會產生諸如焦慮或其他各種行為上的改變。因此建築對於身體舒適度的感受便扮演著一種保護者的角色。對於溼熱環境的舒適度研究,一般而言主張溫度應維持在攝氏22-26度,溼度40-60%,風速<0.5m/sec之間。為達到盡量以自然而非人工的方式,讓建築提供居住者上述的舒適度,圓境綠能生態公司以電腦模擬技術及從氣象衛星所獲取的資訊,包括溫度、風向、風速、濕度及日照軌跡等歷年的年、季、月平均值,提供給業者作為設計的依據。科技讓傳統建築所注重的通風、遮陽與隔熱,在現代建築裡亦能實現。除了節能外,現代綠能建築也應多加利用再生能源如太陽能、地熱及風力等,減低使用者對大電廠的依賴程度。如前所說,29.5%的碳排來自發電廠,除了其本身所使用的能源的排放外,大電廠長途輸電的低效率亦造成能源的浪費。水資源的回收與再利用也是現代綠能建築應考慮的。由於地球的暖化,可用的水資源會和石油一樣,越來越珍貴。依據統計,私人每人每天的用水量,大約150公升,其中抽水馬桶及淋浴,就佔掉90公升,真正直接飲用的水(包含炊煮),還不到10公升。這些沖洗的用水,應能經過過濾後再使用。此外,室內室外的綠化及綠建材的使用,也是拯救地球的重要步驟。綠化除了能降低熱導、隔熱外,植物又能吸收二氧化碳,而在地化的綠建材則減少為製造及運輸這些建材所消耗的能源。

  要讓人類長久安居於地球上,除了節能減碳外,開發新能源也是刻不容緩的事。自工業革命後的兩、三百年期間,人類將地球上蘊藏了幾百萬年的能源及資源,幾乎消耗殆盡。尤其近五十年,已開發國家不到百分之二十的人口,消耗了近80%的能源。而開發中國家如中國及印度正快速崛起,如果建設及使用能源的方式不變,這兩地區有超過全世界百分之四十的人口,其耗用能源及資源的速率,將是可怕的無法想像。根據資料顯示,地球上石油的蘊藏量只可再開採40年,天然氣可開採62年,煤炭可開採227年,鈾礦可開採77年。即令資料或有差誤,而新開採技術也可發現更多蘊藏的能源,但無可爭議的是,地球上可供開採的能源及資源將不超過兩、三百年。而且遠在這些能源及資源耗盡之前,因為人類的貪婪,以及國與國之間的互不信任,人類會在用盡這些天然資源之前,因戰爭而提前結束自己。

  有見於地球上人類潛藏的危機,歐亞研發科技(ORRA)的董事長駱俊光先生近十年來全心致力於節能減碳,開發新能源的工作。駱先生是一個發明家,一生都在不斷的思考如何開發新事物,在全世界各國擁有數千件的發明專利。他也是一個企業家,曾在韓國合夥創辦並共同經營資產達四百多億美元,營業額近百億美元的韓國金湖企業集團。駱先生近十年的研究開發,不論在新能源,零碳排放的新家電用品,以及生物科技上的開發,都有非常重大的突破。有別於目前一般綠能的開發,多使用昂貴的半導體晶片,或用太陽能及地熱轉換為蒸氣後再發電的低效率方法,歐亞研發科技所使用的材料都是具環保性、成本低廉、容易取得、無毒、無汙染性、無腐蝕性的無機材料。而發電的方式則是以熱源直接放置在簡單的P-N型熱電半導體或空氣能源引擎上。熱電半導體及空氣能源引擎並不是新發明,是已研究開發數十年的成熟技術,過去沒被廣泛發展使用是因發電效率不高。駱先生針對其缺陷,在導熱、隔熱、聚熱及散熱的方法上有非常重大的突破,因而能大幅提升上述兩種發電方法的能量轉換效率。

  以空氣能源引擎來說,駱先生以簡單的塑膠透鏡,將陽光聚焦於一儲熱容器上,此容器可儲存上千度高溫熱能達數月之久。將此儲熱容器套在空氣能源引擎上,即可以冷熱溫差驅動空氣引擎而轉換成電能。以一般使用3KW電量的普通家庭來說,大約只要一兩坪的空間放置機器,發電成本遠低於目前的電費。更重要的是,太陽能是取之不盡的,空氣能源引擎也非常容易製造,且經久耐用。而地熱能被有效的使用,主要是因開發了一種新的導熱材料,能將淺層或深層的地熱導引至地面,以熱電半導體直接發電。不似傳統的地熱發電技術,要用水來做熱能的交換媒介,轉換效率不高,且因水管是開放式的,很容易被腐蝕。這種新的導熱介質,在真空中以每秒2,926,000ft/sec的速率傳播熱能,是已知導熱係數最好的銀的7,000倍快,而導熱量也可以是金屬棒的100倍以上。此導熱介質的重量輕,體積小,能包在任何金屬、塑膠或玻璃管中,且內管不與地殼的任何物質接觸,不會被腐蝕,維護成本低。除了地熱外,其他的天然氣、海水溫差等直接能源或垃圾焚化爐及工廠廢熱等間接能源,也都可以用熱電半導體,以低廉成本轉化成電能。

  在新家電的開發上,駱先生認為減碳已不足改善地球的暖化,而堅持零碳的排放。熱電半導體除了能以溫差生電外,反轉過來,亦能以電來產生溫差。將它應用在空調、電冰箱或冷凍庫上,不需要馬達,完全無噪音,沒有壓縮機及冷媒,完全零污染。除了家電外,像電腦類的電子產品也是消耗能源,製造熱源,進而產生環境汙染的元凶之一。半導體晶片像CPU之類,運作中會產生高熱,為了維持正常操作及延長晶片壽命,散熱是很重要的技巧。一般至少都要有微型馬達以風扇吹走熱能,高頻的CPU甚至要利用冷卻管裡的冷媒循環帶走熱能。歐亞研發科技的斷熱膠,可塗抹在晶片表面,將熱能以黑體輻射的方式轉化成光帶走。因而不需要任何馬達或冷卻管,使設計更容易,空間縮小,也減少汙染。現在最夯的LED燈,也可使用這種技術,解決散熱的頭痛問題。這種散熱隔熱的材料還可以有許多其他廣泛的用途,譬如說將它像油漆般的噴灑在建築物的外牆及屋頂上,就可以達到隔熱及防火的目的。

  在本文前面提過,建築及居住在內的人,消耗了全球一半以上的能源及資源,歐亞研發科技所研究開發的新能源技術及零碳的新家電,若能被廣泛的推廣及使用,將可使地球暖化的速率急速降低。以每戶平均3KW用電量的家庭來說,用傳統能源技術,每年要排放6,900公斤的二氧化碳,使用歐亞研發科技的太陽能或地熱的發電技術,約相當於3,000平方公尺森林(6個網球場)的綠化效果。陳建築師的圓境生態綠能有限公司在大中國地區有許多與官方合作的大型城鄉及社區開發計畫,也將在特定地區設有大型展示館,以推廣及教育決策者及普羅大眾現在及未來的綠能科技及產品。歐亞研發科技的技術及產品將會在這些展示館被廣泛的介紹與推廣,希望能幫助這個新崛起的大國,能走出對的一步。

  人權就是人與人之間彼此的尊重,保障每個人生存及發展的基本權利。這些權利並不是與生俱來,而是因前人的奮鬥,得到共識,因而制定法律來保障。每個人的權利均等,某些人要求的權利不能犧牲別人的權利來得到,因而必須有約束,要平衡。同樣的,人類跟自然之間,也必須有約束,要平衡。近百年來,人類對自然予取予求,而現在大自然已開始反撲。如果我們不能對地球,以理性、感性的方式回饋,即使不是我們這一代,我們的下一代或下下一代,就真的可以看到世界末日了,地球不再成為可以讓人類居住、發展的地方。當人類從這個地球消失後,破壞不再,地球僅需數百年,甚至只要數十年的時間,即可恢復原狀。對有數十億年生命的地球來說,數百年不過是一瞬間,而我們卻可能永遠回不來了。所以是我們需要地球,而不是地球需要我們。我們說是救地球,其實是救居住於其上的人類。我們相信,世界上仍有許許多多像圓境生態綠能公司及歐亞研發科技這樣的公司,許許多多像陳建築師及駱先生這樣的人,都在默默的努力、付出。希望這些有共同理念的人,都能共同攜手、奮鬥,讓更多的人了解我們面臨的危機,一起來參予,讓我們一起來救地球,救人類。