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碳交易 VS. 碳税:該選擇多花錢買排碳權力,還是排了碳再多花錢?——《氣候賭局》

PanSci_96
・2020/03/24 ・2921字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 562 ・九年級

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  • 作者/威廉.諾德豪斯(William Nordhaus);譯者/劉道捷

碳交易和碳稅的經濟效益相同

拿碳交易和碳稅兩種體制來比較,會有什麼結果?大部分人都會驚訝地發現,兩者基本上相同;也就是說,在理想化的情況下,兩者對減排、碳價、消費者和經濟效益的影響相同。大家可能力辯何者較好,但是兩者都會藉著提高碳排放的價格,強力激勵消費者和企業減少二氧化碳排放量。

碳稅和碳交易都可以激勵消費者或廠商降低碳排放量。圖/pixabay

下例可以顯示兩者的相似之處。假設美國每年不受管制的二氧化碳排放量為 50 億噸,然後美國通過碳交易立法,要把排放量限制為 40 億噸,方法是要拍賣 40 億噸的排放許可證。接著許可證的交易會出現,以便大家用最符合經濟效益的方式減排。

因為減排的成本高昂,許可證的價格會漲到等於減排最後一噸的成本。假設減排最後一噸二氧化碳的成本為 25 美元,許可證的價格就會漲到每噸 25 美元,因為這個價格正是排放者漠視減排和購買許可證成本有沒有差異的分野。從企業經營的角度來看,購買一噸二氧化碳排放權的成本就是 25 美元。

現在假設美國對二氧化碳課徵每噸 25 美元的稅。以這種稅率來說,企業會發現,減排 10 億噸將合乎經濟效益;從個別企業的立場來看,在兩種情況中,在大氣層增加一噸二氧化碳的價格,都是每噸 25 美元,因此企業在兩種狀況中的行為會相同。

在第一種狀況中,會繳納 25 美元的稅款,以便排放一噸;在另一種情況中,會以每噸 25 美元的價格,購買許可證。碳交易體制與碳稅的排放量及二氧化碳價格完全相同,唯一的差別是,在其中一種狀況中,政府運用以市場為基礎的「量化」管制;在另一種情況中,政府採用課稅的形式,實施「價格」管制。

最後,企業付出 1000 億美元(40 億噸 × 25 美元)排放 40 億噸的二氧化碳。在第一種狀況中,企業繳納 1000 億美元的稅;在第二種狀況中,企業花 1000 億美元購買許可證。政府在兩種情況中,都得到 1000 億美元的歲入。總量管制與排放交易的運作方式就像空汙稅一樣。

碳稅和碳交易的差異:錢究竟進了誰的口袋?

一旦我們從理想化的分析轉向現實狀況,重大差異就出現了。經濟學家通常傾向偏愛碳稅,談判人員和環境專家卻偏愛碳交易,下面是其中若干主要考慮因素。

擁護碳稅的人指出,稅法是成熟而普遍的政策制度,每個國家都利用稅制,都有行政稅制、稅務人員、稅務律師和稅務法院。國家需要歲入,而且其實很多國家今天都要面對龐大的財政赤字。相形之下,大部分國家在碳交易制度方面的經驗有限,而且幾乎沒有國際經驗。

歐盟的二氧化碳許可證價格波動。圖/寶鼎出版提供

有一個相關的論點指出,量化限制會在訂定排放量目標的方法中,造成市場價格劇烈波動。和歐洲制度有關的上圖,就可以看到這種情形。請注意 2008 年內的價格起伏有多麽激烈,在幾個月內狂跌了將近 75%。

波動性會增加,是因為許可證的供需對許可證的價格不敏感。高水準的波動性在經濟上的代價很高,還會對民間部門的決策者發送不一致的信號。碳稅顯然會傳達一致的價格信號,年度和年度之間、甚至不同的日子之間,不會有這麼瘋狂的變化。

標準碳交易制度和碳稅之間,有一個重大差異,就是跟誰繳交稅款和誰收到稅收有關。

歷史上,碳交易計畫中的准證和許可證,都是免費發放給受到管制的公司。例如,根據美國 1990 年的二氧化硫計畫,幾乎所有排放許可證都是免費分配,發給即將受到管制、而且一向都是重大排放來源的電力公司和企業。許可證是寶貴的資產,免費分配有助於降低受管制公司在政治上的反對。

同樣地,在歐洲實施碳交易計畫初期,許可證也是免費分配給企業。經濟學家發現,免費分配排放量許可證的做法令人反感,因為這樣是浪費財政資源,不見得能夠抵銷排放量限制對企業獲利的衝擊。

如果實施碳稅,寶貴的收入會進入政府口袋,可以用來回饋消費者,或購買重要的共同商品。現在有些碳交易提案規定政府必須拍賣許可證,有了拍賣的做法後,兩種制度的財政衝擊就會相同。

碳交易制度的政治吸引力

和碳交易制度相比,碳稅有兩大缺點。

一是碳稅下的排放量不確定,如果我們制定每噸 25 美元的全面性碳稅,我們應該不會知道實際上的排放量。如果我們確實知道排放量的危險水準何在,這一點會是碳稅的重大缺點,因此這就是兩者之間真正不同的地方。

在碳交易體制下,碳價會波動,二氧化碳排放量卻恒常不變;在碳稅的制度下,排放量會波動,價格會穩定下來,表示除非碳稅能夠定期變化,否則不能自動確保地球,留在「人為干預氣候系統危險」中安全的一面。

碳交易制度的擁護者主張,碳交易比碳稅更持久、穩定。圖/pexels

擁護者提出更進一步的論點,就是碳交易制度具有比較大的政治吸引力,也比較能夠耐久。原因之一是:因為加強管制而利益受損的產業團體政治反對派,已經遭到免費分配的許可證收買。事實上,免費許可證的價值似乎遠超過因為加強管制而喪失的利潤。如果政府改採拍賣許可證的方法,發自碳交易中的政治凝聚力應該會消失。

最後一個政治性的論調是,要推出租稅很難,要減稅卻很容易。科學家或許會說服政府,推出高稅率的碳稅,向企業界發出開始從事低碳投資的強烈信號。但是如果政治風向改變,下一任政府可能推翻這種政策,撤銷這種稅項。從某個角度來看,如果碳稅陷入政黨政治鬥爭的困境,上段圖中的價格波動,可能會被政治動盪取代。

管制的歷史顯示,環境法規都有比較高的耐久力量,而且通常不會遭到推翻。1990 年,美國國會推出加強管制二氧化硫排放的法規,即使後來美國出現重大政治變化,排放標準還是沒有出現明顯變化。因此,很多分析師認為,碳交易政策的管制方法應該會更耐久,更有機會成為可靠的長期政策。

所以,碳稅和碳交易哪種好?

說了這麼多,碳稅和碳交易到底哪種比較好用?圖/giphy

我衡量這些爭論後,得出什麼結論呢?我的第一個選擇是……任何一種方法都好!最重要的目標是提高二氧化碳和其他溫室氣體的排放價格。很多國家可能發現,用碳交易制度比較容易提高價格,達成目標;要是配合拍賣的話,更是如此。

其他國家可能發現,國家需要穩定、可靠的收入來源,因而傾向開徵碳稅,我會為這些國家鼓掌。就像我在本書第 21 章探討各種方法時強調的一樣,任一種方法都遠勝過其他方法,因此我們必須把焦點放在提高溫室氣體價格的目標,不要讓差異妨礙了有效的政策。

如果有人逼問我,強迫我選擇,我會承認碳稅的經濟論點具有吸引力,跟歲入、波動性、透明度和可預測性有關的部分尤其如此。因此,如果有什麼國家真的無法決定時,我會建議他們採用碳稅制度。

然而,如果有些國家像美國一樣,十分厭惡新的稅項,卻能夠容忍碳交易制度,尤其是容忍附有拍賣許可證的制度,這樣一定勝過容許氣候變遷不受約束,也一定勝過依靠無效的替代方法。

——本文摘自《氣候賭局:延緩氣候變遷 vs.風險與不確定性,經濟學能拿全球暖化怎麼辦?》,2019 年 11 月,寶鼎出版

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金魚的記憶才不只 7 秒!記憶力怎麼回事?好想要超大記憶容量
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/12/01 ・2720字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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本文由 美光科技 委託,泛科學企劃執行。

你是不是也有過這樣的經驗?本來想上樓到房間拿個東西,進到房間之後卻忘了上樓的原因,還完全想不起來;到超巿想著要買三四樣東西回家,最後只記得其中兩樣,結果還把重要的一樣給漏了;手機 Line 群組裡發的訊息,看過一轉身回頭做事轉眼就忘了。

發生這種情況,是不是覺得很懊惱:明明才想好要幹嘛,才不過幾秒鐘的時間就全部忘記了?吼呦!我根本是金魚腦袋嘛!記憶力到底是怎麼回事啊?要是能擁有更好的記憶力就好了!

明明才想好要幹嘛,一轉眼卻又都忘記了。 圖/GIPHY

金魚的記憶才不只 7 秒!

忘東忘西,我是金魚腦?!無辜地的金魚躺著也中槍!被網路流傳的「魚只有 7 秒記憶」的說法牽累,老是被拖下水,被貼上「記憶力不好、健忘」的標籤,金魚恐怕要大大地舉「鰭」抗議了!魚的記憶只有 7 秒嗎?

根據研究顯示,魚類的記憶可以保持一到三個月,某些洄游的魚類都還記得小時候住過的地方的氣味,甚至記憶力可以維持到好幾年,相當於他們的一輩子。

還有科學家發現斑馬魚在經過訓練之後,可以很快學會如何走迷宮,根據聲音信號尋找食物。但是當牠們壓力過大時會記不住東西,注意力分散也會降低學習效率,而且記憶力也會隨著衰老而逐漸衰退。如此看來,斑馬魚的記憶特點是不是跟人類有相似之處。

記憶力到底是怎麼回事?

為什麼魚會有記憶?為什麼人會有記憶?記憶力跟腦袋好不好、聰不聰明有關係嗎?這個就要探究記憶歷程的形成源頭了。

依照訊息處理的過程,外界的訊息經由我們的感覺受器(個體感官)接收到此訊息刺激形成神經電位後,被大腦轉譯成可以被前額葉解讀的資訊,最終會在我們的前額葉進行處理,如果前額處理後認為是有意義的內容就有可能被記住。

在問記憶好不好之前,先了解記憶形成的過程。圖/GIPHY

根據英國神經心理學家巴德利 Alan Baddeley 提出的工作記憶模式,前額葉處理資訊的能力稱為「短期工作記憶」,而處理完有意義、能被記住的內容則是「長期記憶」。

你可能會好奇「那記憶能被延長嗎」?只要透過反覆背誦、重覆操作等練習,我們就有機會將短期記憶轉化為長期記憶了。

要是能有超大記憶容量就好了!

比如當我們在接聽客戶電話時,對方報出電話號碼、交辦待辦事項,從接收訊息、形成短暫記憶到資訊篩選方便後續處理,整個大腦記憶組織海馬迴區的運作,如果用電腦儲存區來類比,「短期記憶」就像隨機存取記憶體 RAM,能有效且短暫的儲存資訊,而「長期記憶」就是硬碟等儲存裝置。

從上一段記憶的形成過程,可以得出記憶與認知、注意力有關,甚至可以透過刻意練習、習慣養成和一些利用大腦特性的記憶法來輔助學習,並強化和延長記憶力。

雖然人的記憶可以被延長、認知可以被提高,但當日常生活和工作上,需要被運算處理以及被記憶理解的事物越來越多、越來越複雜,並且需要被快速、大量地提取使用時,那就不只是記憶力的問題,而是與資訊取用速度、條理梳理、記憶容量有關了!

日常生活中需要處理的事務越來越多,那就不只是記憶力的問題,而是有關記憶力容量的問題了……。圖/GIPHY

再加上短期記憶會隨著年齡增加明顯衰減,這時我們更需要借助一些外部「儲存裝置」來幫我們記住、保存更多更複雜的資訊!

美光推出高規格新一代快閃記憶體,滿足以數據為中心的工作負載

4K 影片、高清晰品質照片、大量數據、程式代碼、工作報告……在這個數據量大爆炸的時代,誰能解決消費者最大的儲存困擾,並滿足最快的資料存取速度,就能佔有這塊前景看好的市場!

全球第四大半導體公司—美光科技又領先群雄一步!除了推出 232 層 3D NAND 外,業界先進的 1α DRAM 製程節點可是正港 MIT,在台灣一條龍進行研發、製造、封裝。日前更宣布推出業界最先進的 1β DRAM,並預計明年於台灣量產喔! 

美光不久前宣布量產具備業界多層數、高儲存密度、高性能且小尺寸的 232 層 3D NAND Flash,能提供從終端使用者到雲端間大部分數據密集型應用最佳支援。 

美光技術與產品執行副總裁 Scott DeBoer 表示,美光 232 層 3D NAND Flash 快閃記憶體為儲存裝置創新的分水嶺,涵蓋諸多層面創新,像是使用最新六平面技術,讓高達 232 層的 3D NAND 就像立體停車場,能多層垂直堆疊記憶體顆粒,解決 2D NAND 快閃記憶體帶來的限制;如同一個收納達人,能在最小的空間裡,收納最多的東西。

藉由提高密度,縮小封裝尺寸,美光 232 層 3D NAND 只要 1.1 x 1.3 的大小,就能把資料盡收其中。此外,美光 232 層 NAND 存取速度達業界最快的 2.4GB/s,搭配每個平面數條獨立字元線,好比六層樓高的高速公路又擁有多條獨立運行的車道,能緩解雍塞,減少讀寫壽命間的衝突,提高系統服務品質。

結語

等真正能在大腦植入像伊隆‧馬斯克提出的「Neuralink」腦機介面晶片,讓大腦與虛擬世界溝通,屆時世界對資訊讀取、儲存方式可能又會有所不同了。

但在這之前,我們可以更靈活地的運用現有的電腦設備,搭配高密度、高性能、小尺寸的美光 232 層 NAND 來協助、應付日常生活上多功需求和高效能作業。

快搜尋美光官方網站,了解業界最先進的技術,並追蹤美光Facebook粉絲專頁獲取最新消息吧!

參考資料

  1. https://pansci.asia/archives/101764
  2. 短期記憶與機制
  3. 感覺記憶、短期記憶、長期記憶  
  4. 注意力不集中?「利他能」真能提神變聰明嗎?

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「時間」是誰定義的?隱藏在鐘錶下的謊言——《時鐘在說謊》
時報出版_96
・2022/11/25 ・3215字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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是誰定義了時間

我們都知道就某種程度而言,時鐘的計時只是為了方便起見而採取的人為手段。我們鐘錶所報出的時間,是我們大家都同意使用的時間,我們的社會則是依循此一時間運作,但是我們的時間其實只是大家所認同的一個近似值。

今天我們所遵循的時間,是誰定義的? 圖/GIPHY

即使是在今天,原子鐘與全球定位衛星向世人提供的時間能夠精確到十億分之一秒,也並非真正的時間。這些原子鐘都是政治協議下的產物,例如一秒鐘的長度或是時區的幅度,而且我們會為了配合國界來改變時間或是使用日光節約時間。

因此,時間並非由物理決定,而是政治。

事實上,物理學否定單一真時的概念。根據阿爾伯特.愛因斯坦(Albert Einstein)的相對論,現代物理學家主張時間是相對的,會根據速度與重力而改變。

就一般大眾而言,相對性是在我們不知不覺中產生的效應,微小到幾乎無從衡量,但是卻足以讓衛星系統計算時間膨脹來維持穩定運作。總而言之,愛因斯坦的真知灼見意味人類無法找到一個統一的全方位計時標準。

時間是由我們來決定,因此,時間就應了那句老諺語:「大家異口同聲的謊言。」

計時系統並沒有「真正」的時間,時間並不完美,世界時(universal time)仍有待我們發現。

現在的時間完全是編造的。本書所敘述的就是我們如何編造時間的故事,質疑為什麼時間是現在這個樣子?尤其是計時如何成為全球標準化的系統?畢竟它是相對近期才有的現象。

世界的時鐘開始轉動

在十九世紀之前,所有的時間都是地方時(local times)。巴黎的時鐘與莫斯科的時鐘並不需要相互校正。不論是徒步還是騎馬,來往於城鎮之間的旅行都沒有快到需要考慮距離中午或是超過中午幾分鐘,還是幾小時。

過去的移動速度較慢,因此不用特別校正不同國家的時間。 圖/GIPHY

我們可以這麼說,在那個時候,騎馬旅行沒有所謂時差的問題。一直到了十九世紀中期才開始出現改變。鐵路與電報的發明幾乎是單槍匹馬創造了一個相互連接的新世界。與此同時,各城市之間的時差突然也開始變得重要。

電報需要細心協調發送者與接收者之間的時間,鐵路若是沒有精確的時刻表,就會面臨生命損失的重大威脅。因此,為了避免混亂,必須有一套各方都同意的新計時系統。這些新科技無庸置疑為時間的標準化帶來動力。

不過鐵路與電報的發明並不足以說明,世人為何要以他們當初使用的方式來化解全球計時的挑戰。這些解決方式並非由科技來決定,而是透過社會與政治途徑形成,也因此更為有趣。

這是一則關於互連新世界成長煩惱的故事,(就計時而言)這樣的煩惱大約在一八七五到一九一四年達到高峰。

時間的齒輪在十九世紀悄悄轉動了。圖/envato.elements

啟動計時革命的必要性在十九世紀逐漸浮現,尤其是在歐洲,我們或許可以把那段時期稱作存貨時代或盤點時代。當時長達幾世紀的全球探險傳奇已經結束,維多利亞時代於是全心投入測量與盤點全球的資源。

這類活動可以是良性的,例如在科學界建立新的專業領域,將所有的事物標準化,包括度量衡、為蝴蝶分類以及時間。另外還有以商業利益為目的的測量、土地測繪、為作物分類與安排出口等。

但是這類盤點的活動也有黑暗的一面,即是形成殖民剝削。

權力與地位決定了你能擁有的時間

土地的測繪與測量可以用來作為都會區佔用全球其他地區資源的工具。時間的測量可以幫助水手在汪洋大海中找到他們的經度,然而這樣的能力也促成海外殖民化。

不論是好是壞(往往是壞的一面),整個世界都開始接受測量、組織、分類與標準化,所有的事物都各有其位,計時也不例外。可想而知,這是一段混亂的過程。

人類要掌控一切的野心已超過他們的技術水準。國家、專業與商業的競爭,再加上階級的不平等與殖民地的爭奪,使得這些工作難臻完美。

世人永遠不缺如何組織與管理這個世界的法子,但是要讓大家都接受,不論是憑三寸不爛之舌或是脅迫的手段,都不是容易的事情。就計時而言,意味十九世紀中葉若問某人現在時間為何,可能會引出一個複雜的回答。

問題並不在於缺少來源:當時鐘錶已廣為流行,市政廳與火車站的牆壁上都掛有裝飾用的大鐘,各個不同的宗教在全球許多地方都會以鐘聲來提醒信徒。同時,在緊要關頭,太陽與潮汐也可以用來粗估時間。不論是都市還是鄉村、富人與窮人、國家與殖民地,報時的工具無所不在。

問題是,儘管時間並不缺乏測量的工具,但是卻往往會造成始料未及的衝突與競爭。鐘錶相互之間並不同步,即使是最精美的鐘錶也只能維持完美的節奏幾個星期而已。這樣的情況意味每個鐘錶所報的時間都不一樣。

然而使這個問題更加複雜的是,決定一座鐘錶是否準確的依據不是科技,而是權勢、政治與社會規範。

雖然鐘錶互不相同只是無意間的結果,但是也可能是人為故意的,因為不同的專業、宗教、文化與國家都自有一套計時的方法(更別提日曆了,每一種都是依據不同的文化、宗教與天文學基礎而制定)。

權力與階級決定了時間的準確性。圖/envato.elements

Time’s law——被規範的時間法

時間的不確定已成常態,但人們質疑我們在二十一世紀視為當然的操作。

為什麼時鐘有十二個小時?

為什麼一天是從午夜開始?

為什麼波士頓的鐘錶要與伊斯坦堡或東京的相互連接?

為什麼全球的時間要從英國格林威治皇家天文台(Greenwich Observatory)一條想像中的經線開始起算?

為什麼是二十四個時區,不是十個,或者根本就沒有時區?

時間並非由天文、地理,或是任何一種「自然」力量所制定,而是人們在特殊的情況下所決定,而且往往對於可能造成的結果毫無頭緒。如何測量時間已成為一項極具爭議的問題,引發激烈的辯論,而且難以解決。

這些激辯的中心是一八八四年在華盛頓特區舉行的國際子午線會議(International Meridian Conference, IMC)。在這裡,來自近三十個國家的外交官、科學家、海軍軍官與工程師齊聚一堂,討論本初子午線的創設與全球計時,以及地圖繪製的未來。

該會議身為現代標準時間的起源,本身就具有神話與傳奇的色彩。通俗歷史將此會議描繪成如桑福德.佛萊明(Sandford Fleming)與威廉.艾倫(William Allen)等改革家,為全球設立時區之類創舉的時刻。

但這是過度簡化這場會議的意義了。我們如今所知道的標準時間,並非在這場於一八八四年華盛頓召開的會議中敲鑼打鼓下誕生的。

確實如此,有些歷史學家還認為,這場會議對於艾倫與佛萊明等推動時間改革人士而言是一大挫敗,因為儘管該會議創立了本初子午線,但是並沒有達成任何與時區、標準時間相關的協議。

IMC 最多也不過是邁向現代標準時間長期發展路途的踏腳石,是全球時間測量方式改變的開始,而非結束。標準時間至少要到一九四○年代才在全球通用。

——本文摘自《時鐘在說謊》,2022 年 10 月,時報出版,未經同意請勿轉載。

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出版品包括文學、人文社科、商業、生活、科普、漫畫、趨勢、心理勵志等,活躍於書市中,累積出版品五千多種,獲得國內外專家讀者、各種獎項的肯定,打造出無數的暢銷傳奇及和重量級作者,在台灣引爆一波波的閱讀議題及風潮。

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使用「藍碳」捕捉二氧化碳的速度比森林快四倍!這個方法可行嗎?——《圖解全球碳年鑑》
商業周刊
・2022/10/05 ・4523字 ・閱讀時間約 9 分鐘

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沿海濕地中的藻類、海草、紅樹林、鹽沼、和其他植物在生長過程中會吸收和捕獲二氧化碳。沿海和海洋生態系統捕獲和儲存二氧化碳的方式,稱之為「藍碳」。

被封存在海底的碳有一半以上來自這些沿岸的森林,它們捕獲二氧化碳的速度比傳統森林快了 4 倍,因為大部分的碳都進入幾米深的潮濕土壤中。以這種方式捕獲碳可以將之從大氣層中移除,降低空氣中二氧化碳的總含量。

1 公頃的紅樹林每年可以捕獲多達 8 噸的二氧化碳,遠比 1 公頃熱帶森林所能捕獲的量還要多。

在過去半個世紀以來,世界上約 30% 到 50% 的紅樹林遭到破壞

1 公頃的紅樹林每年可以捕獲多達8 噸的二氧化碳,遠比1 公頃熱帶森林所能捕獲的量還要多。圖/商業週刊

土壤的碳儲存方式

土壤是有生命的。當泥土被無數的有機微生物寄居時,就變成了土壤,成為植物生長的重要基質。

土壤還將世界上大量的碳儲存在一種物質當中,也就是所謂的土壤有機質(soil organic matter,SOM)。有機一詞在此並不是指沒有化肥或殺蟲劑,而是指存在大量的碳。通常土壤有機質含有 50% 到 60% 的碳。大多數用於農業的土壤含有 3% 到 6% 的有機質。

當植物原料(如葉子或莖)凋零掉落到土地上時,會被土壤中的微生物分解,這個過程將植物轉化為碳,並產生有機質。碳被封存在土壤中,不再以二氧化碳的形式釋放到大氣中。

當植物原料凋零掉落到土地上時,會被土壤中的微生物分解,這個過程將植物轉化為碳,並產生有機質。圖/Pixabay

犁田耕作會破壞土壤有機質和碳的儲存。耕地時,會使有機質暴露地表,更容易被微生物利用,迅速消耗土壤有機質,將二氧化碳釋放到大氣層中。每年由於耕作、侵蝕、或與氣候相關的土壤變化(如永久凍土融化),造成儲存在土壤中大約 10 到 20 億噸的碳,以二氧化碳的形式釋放回大氣層中。

土壤有機質可以保留或重建,使得大氣中的二氧化碳返回土壤長期封存。農民在施肥、將植物廢棄物(如玉米秸稈)留在田間進行分解、或種植覆蓋作物時,會增加土壤有機質。覆蓋作物是在生長季節過後、田間空無作物時種植,通常是草或三葉草,根部很深,能穿透土壤。如果在種植新的經濟作物之前讓覆蓋作物在田間分解,能夠顯著增加土壤中的有機質和碳。

最小化耕作(稱為保護性耕作)是另外一種防止土壤有機質流失(或使土壤慢慢再生)的方法。其中所謂的免耕種植,是指利用專門的播種機將種子放入一小塊翻鬆的土壤中,因此無須翻耕整片田地。

讓土壤恢復健康

泥土並不完全相同,土壤的養分含量會隨著時間根據其處理方式、和所處的環境而發生變化。

世界上三分之一的土壤已經退化到幾乎無法再支持動植物生存的地步。主要的一些原因是:

  • 土壤耕作。
  • 牛群過度放牧。
  • 砍伐和焚燒樹木和植物(砍燒耕作法)。
  • 未在冬季種植覆蓋作物。
  • 覆蓋物不足。

亞洲、歐洲、北美和南美的大型工業化農場,由於大量重植大豆、小麥、大米和玉米等商品,因而加劇了土壤侵蝕。市場和債務的經濟壓力使可持續性農業做法在短期內難以實施。

由於大量重植大豆、小麥、大米和玉米等商品,因而加劇了土壤侵蝕。圖/Pixabay

從生產的食物品質到大氣中的碳含量,土壤健康都具有深遠的影響。土壤很健康時,可以平衡水循環、並發揮避震作用以防止洪水和侵蝕。1930 年代美國西部的沙塵暴侵襲(Dust Bowl)、和 2017 年波多黎各的洪水災害,都是氣候變化的災難性衝擊、和土壤侵蝕造成的自然災害實例。這些變化會對農業產生重大影響。

根據美國農業部的說法,農民可以透過 4 種方式創造更好的土壤:

盡量減少干擾

  • 限制耕作。
  • 使化學品發揮最大效益。
  • 牲畜輪替。

強化土壤覆蓋

  • 種植覆蓋作物。
  • 使用有機覆蓋物。
  • 保留植物殘留物。

強化生物多樣性

  • 種植多種不同的覆蓋作物。
  • 利用多樣化的作物輪作。
  • 整合牲畜。

強化活根的存在

  • 減少休耕。
  • 種植覆蓋作物。
  • 利用多樣化的作物輪作。

在地方層面,一般公民可以透過投票支持可持續性農業發展的立法和政策,以及購買可持續性農業經營的產品。

房屋所有者也可以透過全年種植多樣化的植物種類,讓自然生態發展,改善其房產周圍的土壤健康,這樣能強化活躍的根系、並創造生物多樣性。

健康的土壤如何平衡水循環?圖/商業週刊

大規模改變環境的「地球工程」

如果你生起營火、或是隨意處置一台冷氣機,那就是在用個人的行動改變環境。但是,當公司和國家有意大規模改變環境時,這被稱為「地球工程」(geoengineering)。

地球工程策略聽起來像是科幻電影情節似的:在太空中部署太陽遮屏,以使部分太陽能量反射回太空,或是從大氣中吸取二氧化碳,將之送入地下層變成石頭。科學家們正在探索更多這一類大規模修補地球系統的方法,使地球降溫,但迄今為止,許多方法都成本高昂、存在爭議、也充滿著風險。

以太陽遮屏為例,雖然聽起來像部署固體金屬片,但其實是模擬大規模火山噴發時的情況,在空中噴灑出濃密的灰燼和化學物質,進而阻擋太陽能量。可能在噴氣燃料中加入化學物質,以便高空飛行的噴氣機將之擴散到高層大氣中。

超級計算機預測,以這種方式噴射到平流層的反射硫粒子,可能會產生冷卻效果,當然,也會影響降雨、降雪和季節性溫度。目前還不清楚會到什麼程度,如果天氣變化太過劇烈,就不容易挽回損失,造成人人受苦。即使可以逆轉噴灑,停止這樣的計畫也可能造成危險,因為太陽射線突然少了阻擋而導致全球氣溫和溫室氣體驟升。

至於直接從空氣中吸取二氧化碳,將之儲存在地下岩層中,歐洲和北美已有 19 家工廠做到這一點,每年吸收約1 萬噸的二氧化碳。沒有人知道這種方式可以安全地封存二氧化碳多久。

直接從空氣中吸取二氧化碳,將之儲存在地下岩層中,歐洲和北美已有19 家工廠做到這一點,每年吸收約1 萬噸的二氧化碳。圖/Pixabay

一旦出現洩漏,土壤、水和空氣可能會受到汙染,而從地下層收集氣體也可能引發微震和地震。不管怎麼說,這個過程若想要成功,也必須得降低成本、提高效率才行(目前每噸的成本高達 600 美元),我們將會需要相當多家的碳捕獲工廠,才可能有辦法消除每年所排放的數千兆噸二氧化碳,以實現 2050 年淨零排放。

不同於將二氧化碳儲存於地下岩層,鐵質施肥(iron fertilization)是以海洋為重點的選擇。這個過程是將硫酸鐵注入海水中,促進藻類大量繁殖以吸收二氧化碳,然後沉入海底。成功率參差不齊,有 5% 到 50% 的藻類增殖,沉入到足以造成封存影響的深海。然而,完全有效可能需要付出代價:過量的藻類或許也會引發有毒浮游植物的生長高峰,而將二氧化碳儲存在海洋可能會加速海水酸化。

將二氧化碳儲存在海洋可能會加速海水酸化。圖/Pixabay

地球工程是一個冒險的賭注,一些科學家表示,這對於全球氣溫的衝擊微乎其微,尤其是考慮到不採取行動造成不良後果的可能性很高。但也有科學家指出,仰賴快速的工業解決方案,可能會使人們和企業忽略對於實際減少碳排放、或停止使用化石燃料應付出的努力。

有無數的公司和國家正在單方面從事地球工程研究。預計這些實驗將在世界各地不同軌道上展開。

利用二氧化硫進行地球工程

有些工程師提出一種低成本又快速的方法來減緩氣候變化⸺整頓碳房,同時「擺脫困境」。

就像鏡子反射光線、黑色車道在夏日變得炎熱一樣,外層大氣從太陽反射的光熱,也會對全球溫度產生影響。

30 年前,菲律賓的皮納圖博(Mt. Pinatubo)發生了 100 年來最嚴重的一次火山爆發,所噴發的灰燼造成了驚人的影響:一整年地球的平均溫度下降了約 0.5° C。透過使地球大氣層反射陽光,而不是吸收,地球變得比較涼爽。

地球工程學家正專注研究此一概念,在地球外圍創造一個人為的太陽遮屏。利用特殊裝備的大型噴氣式飛機,將不同的化學物質噴灑到高層大氣中,希望能一次改變地球多年的反射率,以人為方式降低地表的平均溫度。

透過地球工程,在大氣中添加懸浮微粒來複製火山噴發的自然效果。平流層氣溶膠注入的作用:

  • 散射太陽光。
  • 讓天空更明亮一些。
  • 反射部分太陽熱量。
  • 讓地球更涼爽一些。
透過地球工程,在大氣中添加懸浮微粒來複製火山噴發的自然效果。平流層氣溶膠注入的作用:讓天空更明亮一些。圖/Pixabay

透過在大氣中注入二氧化硫、鈦、或其他化學或礦物質,可以增加行星反照率(反射率)。

太陽能地球工程透過改變地球的輻射平衡,來治療氣候變化的徵狀,這方面的科學研究稱為「平流層氣溶膠監測」(stratospheric aerosol modification,SAM)。

據估計,這種方法一年成本不到 100 億美元,在大多數的氣候變化因應措施當中只是九牛一毛。一些專家認為,只要動用幾百架飛機即可完成,而且可以比預期更早開始。

研究人員馬克.勞倫斯(Mark Lawrence)2006年指出,「對地球工程可能性的嚴肅科學研究,如克魯岑和西塞隆(Crutzen & Cicerone)發表文章中所討論的,完全沒有得到氣候和大氣化學研究界的包容」,然而,到了 2016 年,他總結道,「在這些文獻發表後的 10 年間,雖然氣候工程仍然是極具爭議性的問題,但是在更廣泛的地球科學研究領域,那種禁忌感基本上已不存在」。

這種方法,還是有許多未經測試的現實問題:

  • 這些化學物質將會使臭氧層出現什麼反應?
  • 該由哪些國家規範這個過程、又該如何決定干預措施的地點和程度?
  • 有什麼辦法能阻止組織和國家單方面進行?若有國家想要暖化加劇、或是有億萬富翁只是想要名利,該如何處理?
  • 這將對人類、動物、植物、和海洋的健康造成什麼影響?
  • 我們準備好長久持續進行了嗎?如果沒有,一旦陷入了相對低成本和快速的解決方案,又該如何下決心停止呢?

——本文摘自《圖解全球碳年鑑:一本揭露所有關於碳的真相,並即時改變之書》,2022 年 9 月,商業周刊,未經同意請勿轉載。

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