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把能源跟用電問題講清楚,有那麼難嗎?

PanSci_96
・2017/09/15 ・3792字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 558 ・八年級

本文由科技部、經濟部贊助,泛科學策畫執行

圖/Pixabay

今年(2017 年)8 月 15 日,正當夏日炎熱之時,臺灣突然陷入一片漆黑,全臺各地接連發生無預警停電,從北到南,臺北、桃園、新竹、雲林……,因為大規模的突發停電事件,加上前陣子才出現「729 限電危機」事件,使能源與用電問題再次浮上檯面(台灣人的檯面上好擁擠啊…..)。

但討論能源政策,只有全盤綠能、重啟核能這兩種極端選擇?

政府、台電、民間團體、企業公司、網路鄉民各方討論得沸沸揚揚,從廢核能到再生能源議題,似乎都沒有很好的定論,為什麼政府和民間的對話總是有落差?

「洞見發展與機會:能源政策之橋與溝通論壇」邀請到長期研究氣候變遷與政策審議的臺灣大學政治系副教授林子倫、持續針對能源議題發聲的綠色公民行動聯盟副秘書長,同時也是行政院能源及減碳辦公室委員的洪申翰,與石化業與化石能源議題專家,成功大學資源工程學系副教授謝秉志,分別從全球政治、民間行動者、石化能源產業三方角度來看現在臺灣能源政策遇到的困境:為何這議題那麼難講清楚?。

三管齊下、開啟對話

討論能源政策,只有全盤綠能、重啟核能這兩種極端選擇?圖/tenz1225 @ Wikimedia commons

臺灣大學政治系林子倫副教授認為,在討論政府與民間的溝通問題時,首先要再次思考「風險」的概念。過去政府推出新政策前,會根據理性計算的「風險評估值」來進行判斷與評估,但這樣的方式,在現今卻已無法解決經濟開發所產生的衝突問題了。

最主要原因來自,現代社會具有更多元的價值、認知,以及利益關係,若探討議題時,沒有把在地化、差異化、特殊化等社會脈絡容納進來,便容易出現雙方認知落差。特別是,環境與能源議題具有複雜多變與高度不確定性的特質,當議題的討論變成實質上的執行時,又牽涉到更多層面的考量了。

「大家都同意全球需要更多的綠能開發,但當你家隔壁要建設太陽能電廠時,會馬上答應嗎?」,林教授問道。

此外,隨著資訊時代的發達,政府不再是唯一的資訊來源,民眾可以透過更多管道接觸到各種資源,而民間的專業知識與當地社會脈絡,使得政府的權威受到挑戰,對風險的認知亦出現落差。面對社會型態的改變,林子倫教授建議,對此應該發展出去中心化、更透明、更多元、更多層次的討論,「是不是可以把民眾放到跟決策者一樣的情境中,了解共同困境,重新設定討論的機制呢?」針對開啟能源政策對話的可能性,林子倫教授建議了三種方式:

  1. 資訊公開透明、建立信任:透過資訊公開透明的方式,建立雙方的信任,當彼此有一定的信任基礎,便會從質疑轉向支持。
  2. 開放決策參與過程:民眾的不信任大多來自資訊不完整,但若有足夠資訊和了解亦不會被外界的錯誤資訊誤導。同時,讓民眾有足夠地參與同樣能建立彼此的信任。
  3. 能源在地化:每一個地區都有特殊性,除了政策要與當地進行更在地的溝通外,也可以思考如何將區域和當地做更好的經濟連結來創造雙方的利益。

而延續上方能源在地化討論,林子倫教授提出「社區再生能源」推廣的重要性,他認為「綠能不只是能源的轉型,更是可以幫助傳統產業如漁村、農村轉型的機會。還有很多更有創意的推廣方式值得我們來思考,提供社區不只是經濟上的誘因,而是更多元的誘因機制,創造更多的可能性」。

最後,林子倫教授呼應到本次論壇「溝通」的主題上,指出公民討論不應該只出現在大型的政策會議,而是可以透過更小的討論開始,慢慢建立雙方的信任,讓對抗轉向對話。

大家都同意全球需要更多的綠能開發,但當你家隔壁要建設太陽能電廠時,會馬上答應嗎?圖/Pixabay

政府與民間的斷點在哪裡?

綠色公民行動聯盟副秘書長洪申翰則表示,政府一直都很強調與民間的溝通.但過去的「溝通」大多都是政府向政府體外的溝通,然而,能源轉型的問題不僅是能源配比的問題,更多其實來自政府治理的困境。對應本次論壇「橋接」主題,洪申翰提出四項政府在能源政策上遇到的「斷點」問題:

  • 中央與地方的斷點
  • 社會基礎的斷點
  • 既有行政分工的斷點
  • 能源資訊與教育的斷點

首先,中央與地方執行出現落差。舉例來說,在節電宣導政策中,服務業者並非屬於中央經濟部的能源局可以管理得來,必須透過地方政府的協助,藉由縣市政府的產發局、經發局甚至是工務局的投入才能擬定出合宜的政策並執行。而當中央政策無法落實到地方政府時,便出現中央與民間的落差。

其次,新政府提出許多能源政策目標,如離岸風電 2025 年要達到 3GW,政府為了努力達到目標,進行不少大規模的建設開發,「但這樣是很脆弱的」洪申翰指出。如果不能讓民眾成為社會轉型的一份子,一旦發生爭議時,民間對政府的不信任、懷疑的反撲力量就會很強烈,如同 815 大停電事件所引發的後續效應。

再者,既有的公部門行政分工上也出現斷點。洪申翰舉例,現在討論能源稅議題時,到底該由財政部,還是能源局主責?在目前的行政體系中,容易造成政策討論找不到主責單位,導致議題被擱置、無法推動。

最後,政府雖擁有專業的智庫團隊,但提供的專業知識和資訊是否能與民間對話?「政府近年來持續推出各種科普知識,但資訊仍然是單向的,依舊是『政府想告訴民眾什麼,而不是民眾需要什麼』」洪申翰點出造成資訊斷點的關鍵。

洪申翰再次強調,應重新思考民間在能源轉型中的角色到底是什麼?推動政策時,不只是政府與民間的溝通問題,更多來自體制性的斷點,要如何重新連接,改變現有的行政僵化問題會是一大考驗。此外,現在有許多民間與民間的交流,但要怎麼轉化成實際可執行的方案?都是必須持續改善的問題。

重新思考民間在能源轉型中的角色到底是什麼?圖/Richy@Wikimedia commons

未來石化能源的出路

能源議題,除了政府與民間的溝通問題外,根本還是回到能源資源的狀態本身。成功大學資源工程學系謝秉志副教授指出,在 2016 年全球使用的能源中 85.5% 來自化石燃料能(石油 33.3%、天然氣 24.1%、煤 28.1%)其次為水力及再生能源,佔了 10.0%,核能則佔了 4.5%。在可見的未來,全世界仍會相當依賴化石燃料能,天然氣的角色會更加重。

實際上,過往我們被告知需要擔心的石油蘊藏量,隨著科技進步,除了開發出新的油田外,更使過去沒辦法利用的資源獲得重新再開發,像是美國的頁岩氣、加拿大的油砂,使未來油氣資源不只足夠,更是能源供應的主要來源。

回看臺灣現況,根據臺灣 2016 年能源供給資料,自產能源僅佔 2.05%,97.95% 仰賴進口能源。其中,石油占比更是高達 48.93%,簡言之,臺灣不僅非常仰賴進口能源,還非常依賴石油。

然而,臺灣有近 50% 的能源被用於發電,即是導致台灣的「能源問題」常被看成是「發電問題」,「要討論能源政策時,要先搞清楚是要討論能源政策裡的石油問題,還是能源裡的發電問題?」謝秉志教授說道。

釐清了能源分配和資源後,再探討到電力問題。根據台灣 2016 年電力資料,火力發電提供 81.99 % 的電力,其次為核能發電 11.99 %,再生能源則是 6.02 %,其中火力發電,主要使用煤炭,再來為液化天然氣。

圖/Pixabay

然而,在這樣的電力配比下,目前政府提出的 2025 非核家園政策,儘管停用核能發電,提升再生能源發電,但因為媒與燃油的使用仍佔大宗,導致二氧化碳排放問題依舊無法被解決。而根據「溫室氣體減量及管理法」,臺灣 2050 年的溫室氣體排放量要降為 2005 年的 50% 以下,代表臺灣未來 35 年需要進行實質的減碳工作並不容易。

在這樣雙重的壓力下,謝秉志教授提出「20-30-50」的改善建議,即 20% 再生能源、30% 媒、50% 天然氣的能源使用分配,以天然氣取代煤炭使用,來同時達到降低碳排放量與新能源政策的目標。

不過目前臺灣天然氣已達最大供氣能力,若要擴大天然氣使用,必須從上到下做出完整的規劃,包含上游要穩定購買天然氣合約,同時尋求低價天然氣、增加自產天然氣;中游則必須興建運輸管線、擴增儲氣設備、興建接收站、提早與居民溝通;下游則要興建或擴增天然氣發電廠,以及最重要的:提早與居民溝通。在管理上必須注意維持供氣順暢、維護運輸管線、維護發電設備、主動對民眾公開資訊等。

謝秉志最後回應林子倫教授與洪申翰的建議,再次強調政府應提供民眾信任感及安心感,不管是雙方的溝通、在地的了解、政策的規劃都必須與民眾有更直接的接觸,不僅讓是在政策上的推動更順暢,同時也是發現新機會和可能性的重要關鍵。

聽完三位的意見,你認為台灣政府在溝通能源議題與政策上頭還有哪些不足、且值得改進之處嗎?歡迎來泛答跟我們分享你的看法


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就是想知道十萬個植物的為什麼!解開植物生長之謎的駭客兼翻譯——蔡宜芳專訪

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/04/06 ・3848字 ・閱讀時間約 8 分鐘

本文由 台灣萊雅L’Oréal Taiwan 為慶祝「台灣傑出女科學家獎」15周年而規劃,泛科學企劃執行。

2018 年「台灣傑出女科學家獎」傑出獎第十一屆傑出獎得主

  • 中研院分子生物研究所特聘研究員蔡宜芳,畢業自台灣大學植物系,在美國卡內基美隆大學(Carnegie Mellon University, CMU)取得博士,後於加州大學聖地牙哥分校(University of California, San Diego, UCSD)進行博士後研究,研究專長為植物分子生物學。主要從事細胞膜蛋白的功能研究,在硝酸鹽轉運蛋白研究領域有卓越貢獻。2021 年蔡宜芳特聘研究員榮獲美國國家科學院(National Academy of Sciences, NAS)外籍院士(international members)。

如果妳撿到蔡宜芳掉的手機,可能很難立即知道失主是誰,甚至有點摸不著頭緒:因為她手機裡超過 80% 的照片,都是植物。為何會選擇植物作為研究領域?身為中研院分子生物研究所特聘研究員,在植物分子生物學領域貢獻卓著的她卻說,這個決定其實「不太科學」,因為起心動念是自己「真的很喜歡植物」。

因為喜歡所以好奇,因為好奇而想要知道更多:許多 love story 都是這樣開始的,而研究領域的開展又何嘗不是一場超浪漫故事呢?也因為一般人都不夠認識植物,聽不懂植物的細語呢喃,更需要蔡宜芳這般熱愛植物的科學家,擔任植物駭客兼翻譯,讓不辨菽麥者也能偷聽花開的聲音。

故事,從一株異變的阿拉伯芥開始說起。

植物對於氮肥的攝取機制與調控方法正是蔡宜芳的研究主題。圖/劉志恒攝影

分子生物學突破:發現植物吸收硝酸鹽的關鍵蛋白 CHL1

上世紀 50 年代起的「綠色革命」,大幅提升了糧食生產量,餵飽了激增的地球人口,「氮肥」在其中功不可沒。它對植物開花結果至關重要,然而植物透過什麼機制攝取氮肥?如何調控才能更有效地吸收?蔡宜芳研究的正是其中的分子機制。

氮,是生物存活的重要元素;從推動光合作用的葉綠素、各種代謝反應的酵素,到與遺傳相關的核酸中,都有氮的存在。但對植物來說,要取得氮元素卻出乎意料地困難;大氣的組成中近五分之四為氮氣,但是除了藉由少數有固氮能力的微生物以外,植物只能使用在土壤中非常少量的氮源,吸收的型態有「氨鹽」與「硝酸鹽」,其中又以硝酸鹽為主。

但是,硝酸鹽是帶電離子,無法自行通過脂質構成的細胞膜,那到底植物如何利用硝酸鹽呢?為了解開這個長年來的謎題,蔡宜芳將目光投向一棵無法正常吸收硝酸鹽的阿拉伯芥突變株,並利用當時最新發展出來的分子生物技術,試圖找到出關鍵基因。蔡宜芳表示,這個無法正常吸收硝酸鹽的突變株,在她約 10 歲時就被荷蘭研究者發現,這麼多年來在傳統技術底下被研究得相當透徹;卻直到她開始進行博士後研究,伴隨植物分子生物相關技術發展,才有方法找到關鍵的轉運蛋白。

這樣的研究自然充滿了挑戰,因為新技術還不穩固,就連實驗室老闆都曾勸她放棄。不願投降的她,決定一邊持續研究氮代謝,一邊到其他研究室學細胞膜研究的新技術,1994 年,蔡宜芳從美國回到台灣,持續研究進一步發現, 位在植物細胞膜上的 CHL1 硝酸鹽轉運蛋白,除了作為硝酸鹽的「搬運工」,還有其他異想不到的功能。在你我的印象當中,植物是被動的吸收養分:但其實當土壤中的的硝酸鹽變化時,植物會主動改變硝酸鹽的運作模式,這就是蔡宜芳團隊在 2003 年的重大發現。運作模式的改變正來自於 CHL1 蛋白的磷酸化轉換,因此 CHL1 蛋白也具備作為「傳令兵」的功能。透過 CHL1,植物便能感應周圍的硝酸鹽濃度,幫助植物調控基因表現,以便能更有效率地利用硝酸鹽。

掌握硝酸鹽吸收的調控,在農業領域十分有發展潛力,蔡宜芳的研究進一步轉向,對接實際應用,期盼為農業的永續未來提供新解方。除了 CHL1硝酸鹽轉運蛋白的機制外,她也針對阿拉伯芥如何吸收與輸送硝酸鹽到不同組織的分子機制展開探索。近期更研究探討是否能以育種或基因調控的方式,增進植物吸收硝酸鹽的效率。由於硝酸鹽非常容易在環境中流失,因此多數的氮肥施放到田間後,植物也往往吸收不了;如果可以改善植物的吸收效率,就能減少施肥的浪費,連帶減少製造氮肥耗用的能源,也讓農作物長得更好。

好消息是,透過基因調控,蔡宜芳團隊已經在阿拉伯芥、菸草及水稻上實驗成功,並取得相關專利,期待未來將授權給生物科技公司進行下一步。

培養科學研究必備品:好奇心、科學思辯與毅力

蔡宜芳從事研究的初衷是因為對植物的喜愛與好奇心,對她來說和植物有關的十萬個為什麼,猶如始終永遠拼不完的大型拼圖,從小時候就在蔡宜芳的心中佔據了重要位子,於是她「追根究柢」(如字面上意義),想靠自己解開植物現象背後的秘密。

人們對自己不了解又無法回嘴的植物充滿了誤解,往往覺得植物跟動物一點也不同,然而在蔡宜芳看來絕非如此,她表示,已經有研究發現,當我們這些動物咬下蔬菜的瞬間,植物裡頭負責傳導的的鈣離子就會產生變化。「大家都覺得植物不會動不會叫,但其實植物是有感知的。」蔡宜芳表示,植物其實都知道,只是用我們不懂的方式在表達,要靠研究才能一句一句地破解植物的密語。

圖/劉志恒攝影

當然研究也不能自己埋頭苦幹,交流非常重要。蔡宜芳擔任植物學期刊 《Plant Physiology》 編輯多年,但回憶起剛建立獨立實驗室的階段,面對那麼多來自審稿人的刁鑽問題,當時的自己也難免生氣。一旦轉換身份成為審稿人,被審的經驗也讓她更明白審查論文時該注意的重點,一來一往的思辨與答辯,反而讓她覺得很好玩。

「我自己有個突破,是因為被質疑的時候很生氣,可是不能光氣,也要想辦法解決。就在生氣的時候,想出來的方法,最後變成我們實驗室很新的工具。」而她也認為自己在替《Nature》等重要期刊審稿時,認真地給出言之有物的評論,幫她累積了領域內的信譽,才讓期刊編輯的位置找到了她。

蔡宜芳曾擔任植物學期刊《Plant Physiology》編輯。圖/《Plant Physiology》網頁截圖

像投稿審稿這般來回思辨的訓練,對科學家的養成非常重要,然而蔡宜芳觀察,科學思辨在台灣教育裡比較缺乏。她舉例,在美國課堂上,老師會要學生先讀一篇論文,接下來整堂課則要學生批評論文有什麼問題。「我們在台灣被訓練的人,都會把 paper 當作傳世經書在讀,讀懂它就覺得很開心了——要去批評它,我們真的沒有習慣。」蔡宜芳坦言那過程對她來說曾經非常痛苦,但會痛就代表該變。

她就此改變了思路:面對知識,蔡宜芳要求自己不僅要讀懂,還要有餘力批評它,說出對、錯在哪裡。蔡宜芳認為,科學就是得永遠抱持著質疑的態度,在不疑處有疑,才能找到真正的答案。「在我自己的實驗室裡面,我也一直在逼學生要去思考」。

蔡宜芳在實驗室中,會不斷要求學生思考、批判。圖/劉志恒攝影

而除了好奇心及思辨能力之外,蔡宜芳認為「毅力」也是科學家在科學界持續前進的重要特質。經驗告訴她,在科學研究中遇見失敗比遇見成功的次數多太多了,革命十次稀鬆平常,如何二十次甚至三十次之後還能繼續往前走?那絕對需要強大的毅力來抗壓才行。

說到壓力,身為科學界的女性,蔡宜芳認為,自己的成長環境中,性別造成的影響並不大,以她所在的中研院分生所為例,研究人員性別比例很平均。但若深入細究,「無意識偏見」(unconscious bias)仍難以避免。她以自己帶過的學生為例,生科領域在大學時期男女比例大約是各半,但隨著碩士、博士一路往上,男性的比例逐漸多於女性。因為許多女學生在面臨職涯選擇的時候,往往會被迫以家庭或是男性伴侶的事業為優先,這種狀況回過頭來又讓部分老師覺得「教育女生有時會是浪費」,成為惡性循環。

榮獲過許多科學成就獎項的她,時常是唯一獲獎的女性,而就在接受採訪不久前,她又獲頒一個獎項,直到頒獎當天的照片寄回到所上,「一片黑西裝裡面,就我穿黃色!」她笑道。所上第五屆台灣女科學家傑出獎得主鍾邦柱老師看到照片時,也對她苦笑說:「哎,革命尚未成功,同志仍需努力。」

「先不要去想會有這個東西,做該做的事情。真正不平的時候,不要安靜不講。」儘管環境仍待改變,蔡宜芳建議女科學人自己先跨出一步,就如同她自己一路走來的態度。

一株莫名異變的阿拉伯芥,遇上一位不放棄的科學家兼植物迷,造就了改變農業、甚至是整體生態未來的契機。如果妳的手機也跟蔡宜芳一樣,裝的幾乎全是自己感興趣、想研究的東西的照片,請別質疑自己是不是怪怪的,或許妳也將靠著研究,改變世界,這是我能想到最浪漫的事了。

台灣傑出女科學家獎邁入第 15 年,台灣萊雅鼓勵女性追求科學夢想,讓科學領域能兩性均衡參與和貢獻。想成為科學家嗎?妳絕對可以!傑出學姊們在這裡跟妳說:YES!:https://towis.loreal.com.tw/Video.php

本文由 台灣萊雅L’Oréal Taiwan 為慶祝「台灣傑出女科學家獎」15周年而規劃,泛科學企劃執行。


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