能源: 污染公約與利益角力

針對石油及煤造成的溫室氣體污染, 聯合國在1992年制定了<聯合國氣候變化綱要公約> (United Nations Framework Convention on Climate Change, 簡稱UNFCCC或FCCC), 並在該年5月通過. 6月邀請各國政府首腦, 於巴西里約熱內盧召開聯合國環境與發展會議, 並舉行公開簽署, 當時已有154國簽署該公約. 並依名字, UNFCCC, 成立秘書處, 並在德國的波恩設立辦事處.

另外, 聯合國成立為一個附屬機構以輔助UNFCCC秘書處, 名為政府間氣候變化專門委員會 (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC. 有譯政府間氣候變化專業委員會或跨政府氣候變化委員會). 成立於1988年, 由世界氣象組織 (World Meteorological Organization, WMO)及聯合國環境署 (United Nations Environment Programme)共同成立. 負責執行及發表和公約有關的報告, 還有為成員互相審查, 來撰寫科學評核報告.

該公約最終目的是將大氣中的溫室氣體濃度穩定在某一個水平內, 以防止氣候系統受到人為干擾, 使生態系統慢慢適應氣候變化, 保障糧食生產及供應, 最終達至經濟可持續發展這目標. 自1995年起, 簽署的締約方需要每年召開締約方會議 (Conferences of the Parties, COP), 以評估各國應對氣候變化的進展, 由政府間氣候變化專門委員會組織議和, 討論, 以達至共識.

政府間氣候變化專門委員會在1996年的估計, 若世界要把二氧化碳濃度減至工業革命前的兩倍, 即550ppm (Parts Per Million, 百萬分之一), 就要把現在全球排放量減至一半. 1997年12月於京都舉行的締約方會議制定了議定書, 規範締約國家, 主要是歐盟及其餘38個國家, 必須在2008年至2012年期間將締約國溫室氣體排放量減少至1990年的水平再減5.2%, 以應對全球氣候變化帶來的影響.

公約確立, 對地球上每一個人都有好處, 可是該公約並沒有法律約束力, 締約方並沒有具體的承擔限排的義務, 各國根本沒有認真執行. 這速成1997年12月於日本京都的會議, 在公約中加入附件形成具有法律約束力的共識. 這就是京都議定書. 當時有170多個同意這協議, 可是當去到簽署階段時, 三大勢力, 即美國, 歐盟及以中國為首的發展中國家, 有著巨大的分歧, 讓承繼將在2012年失效的京都議定書的新的協議書遲遲未能成事.

2008年, 政府間氣候變化專門委員會主席曾在公開場合呼籲各國盡快達成共識, 取代2012年到期的<京都議定書>. 可是溫室氣體排放國排第一的國家, 美國, 卻沒有簽署該議定書. 由於其國家蘊藏最多就是煤, 加上核電對人類傷害甚大, 到現在在美國本土使用核電也不能大行其道 (日後到核電篇章再詳細討論). 時至今日, 美國還是依賴煤來發電, 因此溫室氣體排放還是居高不下. 若要減排比1990年再少一些, 對於其經濟利益有傷害, 加上在公約中的條約, 又實實在在偏向發展中國家, 所以美國以發展中國家也應承擔責任為由, 拒絕簽定公約.

而另一方已發展國家的同共體, 歐盟, 其立場鮮明, 是主要公約的支持者. 致力於減少溫室氣體排放, 並且鼓勵其也國家加入簽署公約. 作為佔世界21%溫室氣體排放量的共同體, 建立了一套排放交易系統, 包括了能源, 鋼鐵, 水泥, 玻璃, 制磚和造紙, 六種行業的碳排放價格交易, 以達至各國都能達到公約的目標. 而隨著東歐各國陸續加入歐盟, 令1990年溫室氣體排放量這基數不斷增加, 對達到公約目標十分有利.

第三方陣營, 就是以中國為首的發展中國家, 包括非洲及東南亞等國家. 普遍發展中國家都認為, 已發展國家都是主要的溫室氣體排放國, 相比發展中國家的人民, 已發展國家的人民在人均排放溫室氣體和社會發展水平, 都是高的. 因此, 已發展國家理應承擔多些的責任. 再者, 對某些發展中國家的經濟及技術能力而言, 縱使有心履行公約內容, 也難以實現公約中的目標, 所以發展中國家希望已發展國家能提供資金及技術協助. 這正正是已發展國家不願意承擔別國減排責任的地方. 經過2008年金融風暴之後, 各已發展國家都有不同程度的傷害, 對於人力物力的協助, 更是冷淡.

本在公約中, 基於區分責任原則, 所有發展中國家都有豁免權. 可是, 中國及印度等的新興發展中國家, 其在全球溫室氣體排放上, 也是數一數二, 卻因為是發展中國家而不受限制, 這是美國拒絕簽署的原因. 這些國家不被納入京都議定書內, 亦難以控制溫室氣體排放. 三方就是在這背景下, 為自身利益, 互相博奕. 對於將來取代<京都議定書>的新公約締造, 可謂風雨飄搖.

台長讀書會分享

2月3日, 台長梁錦祥舉辦了一個讀書分享會, 題目為: 如何博覽群書. 作為台長網台的聽眾之一, 知道他見多識廣不在話下, 想不到的是, 除了練功夫, 做節目, 出席不同活動之餘, 還有時間閱讀, 這才耐人尋味. 因此, 一個小小的分享會, 也能號召到不少聽眾, 是日活動坐無虛席, 可見不只我一個人對台長這方面的好奇, 大家也想了解台長的閱讀心得, 從中得到啟示.

可是分享會一開始, 台長就破了題, 說人不可能博覽群書. 他指出博覽群書, 並不能解決所有問題. 就算有人能博覽群書, 也生活潦倒, 不見得富有. 這主題, 只是商業性質, 用以吸引我們到來. 他透露我們要做的, 是以我們已有的知識, 構建一個知識網絡. 換句話說, 就是不同的知識之間, 不論是天文, 地理, 歷史, 文學, 甚至是神秘學, 都是有關聯的. 他以其節目為例, 以當時的歷史背景為切入點, 道出牛頓力學的由來, 把算式背後故事娓娓道來, 令趣味性提升.

回想升中五時, 學校要我們選擇文科, 商科或理科, 就是硬生生將各種知識的關係剪斷. 這是香港教育一直以來的制度問題, 總是被人認為不能學以致用, 對工作毫無幫助. 文科者沒有邏輯思考的能力, 理科者從不知道那些算式的來歷, 商科者更是枯燥不斷重複又重複的刻板動作. 在看似有選擇的自由假象下, 把學生平衡發展這一途給抹煞了.

接著台長指出, 我們閱讀所面對的三個困難: 沒時間, 看完忘記了, 內容過於艱深看不懂. 台長以自己為例, 他每日要有十小時睡覺才行. 就算睡不到十小時就醒了, 也要懶床懶到足才行. 剩餘十四個小時, 還能做到這樣多事, 所以台長認為我們都可以做到. 再者, 知識是靠累積而來的, 即使我們只有半句鐘, 甚至十分鐘, 也有可做的事. 換句話說, 就是要我們不要浪費時間, 不要蹉跎歲用.

聽到這裡, 自己也很慚愧. 因為自己在時間分配上, 十分不濟. 手頭上有很多事想做, 老是覺得廿四小時也不夠, 卻終日坐在電腦案前蹉跎, 書桌上還有許多書未看, 要寫的東西還未完成, 日復日的, 一事無成. 可是台長卻可以主持多個電台節目, 還有時間看書, 更可以學功夫, 總是在羨慕別人是沒用的, 一定要將自己的精神集中完成手上工作才行.

在這裡, 亦見到科技對人的另一個副作用, 便是使人集中力時間不斷縮短. 在街上隨處可見人們埋首手機上, 不論遊戲, 電視劇, 聊天等等, 人們只將精力放在娛樂上, 得到丁點兒的麻醉, 但在與人面對面相處的溝通能力卻爛得可以, 有時也在想, 究竟科技是不是真的使人進步呢?

至於看完忘記了這方面, 台長指出有短暫記憶及長期記憶兩種, 而短暫記憶在考試時總是很吃香, 可是考試過後, 就忘記得一乾二淨. 只有長期記憶對知識的累積有用. 再者, 不是長時間埋首書叢中就能得到知識, 在飲食上, 台長表示食多些蛋白質的食物能增加記憶. 還有要有適量運動才行, 因為運動過後, 腦部釋出某些物質, 對我們記憶也有幫助.

的而且確, 蛋白質裡面有酪氨酸(Tyrosine), 能刺激大腦保持精神集中, 對思維, 長期記憶以及回憶也有幫助. 所以在閱讀時或考試溫習時, 需要保持頭腦敏銳清醒, 進食時就要選擇高蛋白質的食物. 而運動能激化一種名為腦源性神經營養因子 (Brain Derived Neurotrophic Factor, BDNF), 帶動體內荷爾蒙分泌, 促進細胞分裂, 對大腦中樞神經元發展很有幫助. 因此, 不要長時間坐在案頭上看書或溫習, 抽一點點時間運動, 對記憶也很有幫助. 更何況長時期坐在看書, 不見得就能記住, 投入時間到某個數目, 想做的結果效率會不斷遞減, 這就是Law of Diminishing Marginal Return, 邊際報酬遞減定律. 不論我們有沒有讀過經濟, 也應該明白.

最後就對書本的理解問題. 台長表示這問題關乎個人對中文及英文的水平有多高, 並認為我們生於香港, 有先天的優勢, 只因我們比較新加坡, 台灣及大陸, 在中英文水平上較好, 而且這個華洋雜處之地, 較容易找到不同國家的書藉. 對於我們閱讀理解的障礙, 台長建議我們要有一本能解釋清楚詳細的中文及英文字典各一本, 最理想是最傳統的, 要用索引查找的字典.

去到問答時段時, 有在場人士問台長, 怎樣揀選適合自己的書籍? 這也是視乎個人能力的問題, 台長認為某本書是不是適合自己, 只要嘗試翻閱開首的章節十多頁便能判斷出來. 另外, 台長認為只要我們懂得利用書本後面的Index部份, 讀書就能事半功倍. 至於哪間圖書館藏書夠豐富及多元化, 台長說當然是大學圖書館, 並指明是港大的圖書館. 公共圖書館藏書都豐富, 可是不夠多元化.

整個分享會讓我們獲益良多, 亦切合我們所需. 還記得台長那個知識累積的比喻: 以水喉向著筲箕灌水, 十年後, 也是什麼也留不到. 如是一個水缸, 縱使每日只是一滴水點, 十年後, 也能盛到一定量的水. 台長以此比喻, 勉勵我們持之以恆去做, 將來也能像他一樣, 博古通今. 永遠相信智識就是力量, 亦是文明的象徵, 讓我們把壞習慣改掉, 好好的充實自己吧.

能源: 初始之資源, 煤 (下)

煤可說是地球上最豐富, 分布地區最廣的資源. 根據世界能源委員會 (World Energy Council, WEC) 估計, 世界可採煤量達到五百多億噸, 佔世界可採的化石燃料量的66.8%, 足夠全球224年之用. 直至1996年所估計, 世界探明的可採煤量有一億多噸. 而全球蘊藏煤最豐富為美國, 有煤礦沙地阿拉伯之稱. 其次是俄羅斯, 中國排第三. 接著是澳洲, 印度, 德國等. 可是最大的產煤國卻是澳洲, 佔全球的70% (2010年統計). 出產的煤, 主要給中國消費, 其消費量佔全球的35%.

煤是冶金及工業用的重要源料. 主要以燃燒, 煉焦, 氣化, 低溫乾餾, 加氫液化等方法提煉煤. 一些國家, 如中國, 就是透過燃燒煤發電所得. 煉焦就是將煤放入乾餾爐內, 隔開空氣後加熱, 把煤中的有機質分解, 以氣態或蒸氣形態冒出, 氣體就是焦爐煤氣, 用作燃料及合成化工之用. 而蒸氣體, 就是煤焦油, 可用在生產肥料, 醫藥或農藥, 合成橡膠或纖維, 油漆染料及瀝青等. 至於不能揮發的物質, 就是焦碳. 它是煉鐵的源料, 也能造成植物用的氮肥, 及合成化工用的電石.

氣化, 也是把煤轉為工業用的合成化工原料或民用的燃料之用 (這與我們在家中用的煤氣有別. 我們家中用的煤氣, 是由石油原油中提煉出來的石腦油再加工而成的). 至於低溫乾餾, 就是把煤置於550度的溫度下乾餾, 取得低溫焦油及低溫焦爐煤氣, 用於製造高級液化燃料或化工原料. 最後, 加氫液化就是用褐煤, 氣煤等, 與重油, 加入催化劑混合一起, 在氫作用下, 經過高溫和高壓, 化成液態和氣態, 進一步產生汽油或柴油等燃料.

現在煤的開採方法有兩種. 由於煤埋藏深度有所不同, 對較深的煤層, 就會採用礦井開採; 較淺的, 則用露天開採. 至於開採方法, 主要有三種: 房柱法開採, 長壁開採法, 還有最傳統的炸藥法. 房柱法開採就是用鎢合金 (以鎢為基礎加入其他金屬合成的合金. 用鎢合金好處是堅硬及熔點高. ) 鑽頭鑽採煤, 再由斗車送到地面. 全球三分之二以上的煤, 都是以這方法開採的.

第二多的開採法 (佔20%左右), 就是長壁開採法. 利用煤層切割機, 把煤切下, 再送到輸送設施帶出礦井. 其餘的11%, 還是使用最傳統的炸藥法, 亦即是用爆破的方式將煤移除.

不論煤和石油, 在提煉燃燒時, 總會釋出有害元素, 其中最主要就是硫 (煤含有5%至10%的硫; 石油3%). 硫進入大氣中危害嚴重. 硫與空氣結合後, 成為二氧化硫 (一噸煤能造成至少五十公斤的二氧化硫, 而石油燃燒後有90%的硫都會變成二氧化硫), 吸收水氣後變成硫酸霧, 對人的眼睛和呼吸道有刺激作用, 令人出現咳嗽, 打噴嚏, 喉嚨痛, 惡心, 呼吸困難等徵狀, 嚴重的會造成支氣管炎及哮喘等病症, 甚至會窒息死亡.

當二氧化硫融入雨水形成硫酸雨, 落到農作物後, 會令稻米及小麥減產. 落到河流或湖裡, 會令水的酸度增加, 水中的細菌和微生物因而死亡, 影響水中生物好似魚類的生長. 當酸雨落到城市中的建築物上, 會侵蝕外壁, 加速其老化. 據估計, 美國每年因酸雨污染造成的經濟損失, 達到二百五十億美元.

世界人口增加, 對煤及石油需求有增無減, 這意味著, 因燃燒它們所產生的二氧化硫不斷增加. 各國為了應付這有害物質而不斷增加的成本, 為了決解問題, 各國對自身本土的工業, 會以獎勵減排硫去減低污染. 從宏觀角度看, 世界向兩個方面著手解決硫污染. 一個是潔淨煤技術 (Clean Coal Technology), 即是從煤的開採到利用過程中, 透過高新技術, 減少污染及硫排放. 另一方面, 則從聯合國層面所制定的國際公約, 聯合國氣候變化綱要公約 (United Nations Framework Convention on Climate Change, 簡稱UNFCCC或FCCC) 去限制排放.

能源: 初始之資源, 煤 (上)

從人類有文明開始, 煤對我們有密不可分的關係. 對煤最早的記載見始於<山海經．山西經>, "西南三百里曰, 女牀之山, 其陽多赤銅, 其陰多石涅." 石涅, 就是煤. 到魏晉時稱為石墨或石炭. 明朝楊慎在 <丹鉛續錄>中也有記錄. 而煤一稱呼, 最初見於李時珍的 <本草網目．拾遺卷二．火部．煤火>中. 記述如下,

"北方炊食多用煤火, 以地屬坎, 足勝其氣, 且助命門真火. 食煤火長氣于陰, 所以膂力强壯, 南人食之多髮癰毒. 受其毒者, 以汁解之. 然煤火處置大缸水于旁, 則毒從水解. 南方炊食多用薪火, 長氣于陽. 氣多輕浮不實, 不似北方之禀氣剛勁也. 然近日南方亦產煤, 薪價日昂, 市井多有用煤者, 其煤在浙省則出殅衢嚴, 湖州較北, 煤堅細, 以之代薪. 瓦斯亦減薄, 甚有如薪炭無嗅氣者, 名曰香煤. 出太湖山中, 綱石部收烏金石, 即煤也. 其主治多言其質之用, 而火部又不收煤火, 故為補之. 用以香煤為佳. 烹一切食物, 能和脾胃. 滋氣力, 通腎氣, 助陽道. 婦人暖子宮. 雜煤嗅煤有毒."

從李時珍對煤火本質, 產地, 等級等描述, 可見宋朝時人們利用煤火煮食已十分普遍.

至於西方, 最早用煤的文明, 見於希臘和古羅馬. 公元前大約300年, 希臘學者泰奧弗拉斯托斯(Theophrastus, 古希臘哲學家及科學家, 受教於柏拉圖和亞里士多德)著作<論石>, 裡面有對於煤的性質和產地有詳細論述. 而在2000年前的古羅馬, 已懂得用煤加熱. 可見不論東西方, 煤已是當時主要燃料.

煤, 主要成份為碳, 氫和氧, 佔有95%以上, 其餘為氮及硫等元素, 佔少量. 而煤主要分為褐煤, 煙煤及無煙煤, 三種煤的生成在不同的年代中. 煤的生成, 是由遠古恐龍時期的植物遺骸, 在地下層經過千百萬年壓力下形成. 植物枯死後, 遺骸堆積到水中, 在地表上常温及壓力下泥碳化或稱為腐泥化後, 變成泥碳或腐泥.

泥碳化, 即是指苔蘚類, 蕨類及孢子類植物遺骸在堆積過程中, 經微生物分解過程中的化學變化, 轉變成泥碳. 而苔蘚類, 蕨類及孢子類植物亦稱為高等植物. 至於腐泥化就是藻類及地衣類植物遺骸, 在埋積過程中, 經微生物分解過程中的化學作用而成的腐泥. 因為藻類及地衣類植物並沒有胚珠, 因此亦稱為低等植物.

泥碳及腐泥被泥土淹沒, 再經過地殼變動, 下降及沉積在地下深處. 經成岩作用下, 某些泥碳或腐泥會形成褐煤. 某些泥碳及腐泥, 受到更高的溫度及壓力下變質, 形成煙煤及無煙煤.

從地質學中, 煤的形成年代, 劃分為三大時期. 第一個是由古生代的石碳紀到二叠紀, 由3.55億年前到2.5億年前. 當時植物主要是孢子類植物, 形成煤種為煙煤及無煙煤. 第二個年代就是由中生代的侏羅紀到白堊紀, 大約由1億9960萬年前到6550萬年前. 當時植物主要是裸子類植物 (即是種子類植物中, 胚珠外露在孢子植物葉上的邊緣或葉面上的植物), 形成褐煤及煙煤. 最後就是新生紀的第三紀, 即6500萬年前至260萬年前. 主要是被子植物 (又稱為開花植物或有花植物, 顧名思義, 就是通過受精開花結果繁殖的植物.), 形成的煤大多是褐煤, 泥碳, 也有少量年輕的煙煤.

褐煤, 煙煤及無煙煤三類煤在揮發性, 可燃性及熱量都各有不同. 褐煤為三種煤中燃燒時間及熱量較低的煤種. 其色澤較暗, 黑褐色, 大多為塊狀, 質地較鬆散. 揮發值大約40%, 燃點較低, 燃燒時火焰較大, 黑煙較多.

無煙煤為三種煤中揮發性最低 (10%以下), 含碳量最高 (80%以上), 燃燒時間及熱量最高的煤種. 為小塊狀及粉狀, 顏色黑而亮, 雜質較少, 難以燃點, 燃點後火焰較細, 冒煙少. 至於煙煤, 其燃燒時間及熱量均為兩者之間. 揮發性30%以上, 燃點時火焰較長, 並冒出大量黑煙. 形狀為小塊狀及粒狀, 質地較細緻, 黑色而有光澤.

三種煤外, 還有未形成煤的泥碳, 又稱泥煤. 其水份多, 需要風乾後才能使用. 其含碳量少, 發熱量也低, 卻很容易著火. 由於其水份含量重, 所以揮發性高.