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唐獎永續發展獎 頒給能源效率教父羅森費爾德

第二屆唐獎永續發展獎得主——

亞瑟.羅森費爾德(Arthur H. Rosenfeld)

羅森費爾德原本是名粒子物理學者,但遇上了 1970 年代的石油危機,毅然決然投入能源研究,不僅研發一系列創新的能源科技,還實際參與能源政策的改革,被譽為能源效率教父。

美國國家科學院 2001 年研究發現,羅森費爾德教授的能源創新與政策,為人們省下 300 億美元的花費。估計至 2030 年,可為全球省下 1.8 兆美元的能源支出,並消除 70 億噸的二氧化碳排放,等於 15 億輛汽車每年的總碳排放。

來看看他到底怎麼做到的!

將屋頂刷白,變身涼爽屋頂

羅森費爾德花多年研究「白色屋頂」,這件事可能讓你非常困惑,究竟屋頂顏色百百種,白色的屋頂有什麼特別好研究的。

在他的研究中,他發現將屋頂漆成白色後,因為白色會將太陽光和熱反射回去,因此可以降低我們生活環境的溫度,也減少我們開冷氣降溫的需求。而這項研究的結果讓「涼爽屋頂」的概念在 2005 年就被美國加州建構房屋的標準,必須在屋頂漆上白色的反光漆。根據他的估算,如果未來20年,所有都市建築物屋頂都漆成白色,就可以幫地球減少 24 兆噸的碳排放。

智慧窗戶和省電燈具

1974 年之後,他就開始投入能源使用效率的研究上。他在羅倫斯柏克萊國家研究室成立建築科學中心(Center for Building Science),致力於開發節能、省電的建築科技,也可算是綠色建築科技的先驅。

這個中心確實也開發出非常多令人驚豔的技術,其中一個就是「智慧型窗戶」(low-emissivity smart windows)。這種窗戶使用雙層玻璃,中間隔著惰性氣體如氬氣,而內層玻璃表面有一層薄薄的塗布,在冬天能將熱保留在室內,在夏天可將外界的熱隔絕在室外,但不影響光線的穿透。這樣的窗戶設計,能幫助室內達到冬暖夏涼,也減少冷氣、暖氣的使用。

Summer and Winter

智慧窗的概念圖。圖/arch.ttu.edu

螢光燈中藏著另一個羅森費爾德在這個中心研發的技術,那就高頻電子安定器(high-frequency electronic ballasts)。這種裝置不但能提高燈的使用效率到 10~15%,也能減少燈亮時產生的嗡嗡聲。在這個裝置正式推行到市面上之前,他們曾在舊金山的一棟摩天大樓中測試,發現在安裝具有新的高頻電子安定器的燈之後,與之前使用舊型安定器的燈具時相比,節省了 30% 的用電。後來這樣的技術,也成為現在市面上使用的緊湊型節能螢光燈所需要的器材之一了。

羅森費爾德效應、羅森費爾德單位

羅森費爾德效應,聽起來像是一個新的科學名詞,像是溫室效應、破窗效應、蝴蝶效應、星際效應等,但實際上這並不是一個科學現象。這是用來讚揚羅森費爾德,投身能源效率政策的改革,使得美國加州度過能源危機,且成為省電的模範。

在 1970 年至今,美國的人均用電量增加了 50%,但加州這個省分卻異於其他省分,人均用電量幾乎沒有成長。這歸功於羅森費爾德將「提升用電效率來省電」的概念大力推廣,鼓勵大家更換用電效率高的新電器來汰換舊電器,達到省電的功效,而非建立更多的火力發電廠。他成功地說服加州政府制定能源效率標準,加強冰箱和冷氣機等耗能家電的能源效率,而這些新標準也讓往後的 25 年中,冰箱的耗電率下降到之前的 1/4。

遠在 1970 年代就開始推行這樣的省電概念,直到現在都還是走在時代的尖端啊!他促成加州推行這些省電政策,也幫助了加州度過了兩次的電力嚴重短缺的危機。能源效率界因此就將這個現象稱為「羅森費爾德效應」。

除此之外,「羅森費爾德」這幾個字還成為了一種新的單位。2010 年,52 位能源效率科學家,為了表彰羅森費爾德在省電上的貢獻,他們將「羅森費爾德」制定為一個新的單位測量節省能源,一個單位的「羅森費爾德」就等同於節省 30 億度電。

得獎無數,但他最難忘的獎是…

羅森費爾德今(2016)年已經是 90 歲高齡,他也是在 90 歲生日派對上向親友們公布他獲得唐獎的消息。

他為了節能科技和政策推行上奉獻了多年的心力,除了唐獎永續發展獎之外,一路上他獲獎無數,包含美國國家科技獎(National Medal of Technology)、全球能源獎(Global Energy Prize (Russia))、卡諾獎能源效率獎(Carnot Award for Energy Efficiency)、西拉德獎(Szilard Award for Physics in the Public Interest)等。

但他曾說他最感到驕傲的是他在 2006 年獲得的費米獎(Enrico Fermi Award)。這個費米獎對他的意義非常大。羅森費爾德在美國芝加哥大學攻讀物理學博士學位時,他的指導教授就是諾貝爾獎費米(Enrico Fermi),而他也是費米最後一個指導的學生。獲得這個以恩師名字為名的獎項,或許就好像是自己的老師對他這多年來投入心血的肯定一般,也是對他最大的鼓勵。

  • 唐獎永續發展獎公布記者會影片

 

參考資料

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關於作者

趙軒翎

趙軒翎

泛科學內容編輯 J 編|在「一日生科,終身科科」的年代,即使鬧家庭革命都堅持要念生科,卻在畢業之際決定走出實驗室找尋新的出路。因緣際會就這麼踏入了科學傳播領域,雖然一路跌跌撞撞,但仍相信自己可以用知識改變這個世界。

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