王秋森

編按：

提供能源需求與降低能源對環境衝擊是兩個可以同時達成的目標。節約用能、提高用能效率、增加可再生能源的利用、提高能源的產生效率，以及預防污染是達成上述兩個目標的途徑。目前我國工業部門使用的能源約佔全國能源消費的一半，因此在節約用能與降低能源對環境衝擊的工作上，工業部門也應負擔一半的責任。為促請業界共同來關心，本刊特別邀請國內學者專家針對能源問題撰文。上一期推出的是國立台灣大學公共衛生學系王秋森教授撰寫的『能源與環境』第一部份：認識能源。本期刊載的是其第二部分：能源的環境衝擊。

第二部份：能源的環境衝擊  

第六節 　能源利用過程中引起的環境衛生衝擊

在能源的利用過程中必然會產生或多或少的環境衛生衝擊。即使是大家認為非常乾淨的風能發電，其風車仍會製造噪音，殺傷鳥類，以及影響電視收訊的清晰度。此外，山坡上佈滿風車亦有損美觀。

能源利用過程中的衝擊可從其過程中涵蓋的各個階段分別加以探討 。但因能源種類頗多 ， 且其利用方式亦相當多元化 ， 因此若針對每種能源其利用過程中每個階段可能產生的衝擊一一說明，則將過於繁雜。本節僅針對目前較重要的能源做一概括性的描述。

首先針對以發電為利用方式的各類能源加以討論。目前用於發電的不可再生能源主要為煤炭、燃油 ( 從石油提煉 ) 、天然氣、及鈾燃料 。 其發電過程係利用燃料產生的熱能將水轉變為蒸氣，再利用蒸氣轉動渦輪來發電。其可能引發的衝擊發生於下列四個階段：

1.燃料的取得與提煉階段

煤炭的開採分為地面及地下採礦兩種。地面採礦因直接從地面挖掘，會引起嚴重的粉塵逸散及表土破壞。地下採礦則因含有硫酸及鐵鹽的地下水的排出，對地面水體中的生物會造成傷害，而煤礦工人中有相當的比率會罹患塵肺症或其它呼吸道疾病。礦坑亦常發生意外事件 ( 如沼氣爆炸 )，導致不少傷亡。

石油的開採常因原油的洩漏而污染附近的土壤與海域。煉油過程則甚易引起空氣污染。鈾礦的開採會使礦工暴露於游離性的輻射粉塵 。以美國的鈾礦工人為例 ，估計將有15 - 20﹪死於肺癌 。鈾礦的提煉會產生巨量的礦渣，往往導致二次污染 ( 鄰近的空氣與水體受到污染 )。

2.燃料的運輸與儲存階段

煤炭在運輸及儲存過程中可能產生的污染主要為煤炭裝卸時逸散的煤塵以及煤場受風力作用而揚起的煤塵 。運輸原油的油輪常發生觸礁而漏油的意外事件 ，其對附近海域及海岸的污染往往非常嚴重。天然氣的運輸係先將之液化，在到達目的地後再將之氣化 ，氣化時其體積增加六倍以上 ，甚易發生意外。鈾燃料棒若在運輸過程中發生意外事件 ，則其逸散的游離性輻射物質甚難清除與處理。

3.發電階段

使用化石燃料(包括煤炭、燃油及天然氣)的火力發電廠對環境的污染以硫氧化物 、氮氧化物 、一氧化碳、及懸浮微粒等空氣污染物為主。其中以煤炭造成的空氣污染為最嚴重，天然氣引起的污染則較輕微 (天然氣燃燒不產生硫氧化物，其產生的粒狀污染物亦甚少 )。此外，煤炭燃燒後有12-25﹪成為爐渣 。 因含有許多有毒化合物，爐渣必須加以妥善處理。化石燃料的另一個問題是其燃燒後產生的二氧化碳是溫室氣體 。 核電廠除常有游離性輻射氣體及懸浮微粒逸散的問題外，亦有嚴重意外事件的風險 。 1979年發生於美國賓州三哩島(Three Mile Island)核電廠一個反應爐爐心的部分熔毀導致大量游離性輻射物質的逸散 。 該事件中雖沒有人因受輻射傷害而死亡，但其逸出的輻射物質顯然對附近居民健康會有長期效應 。 1986年發生於前蘇聯基輔市北方的車諾比 ( Chernobyl) 核電廠一個反應爐的爆炸則是史上最嚴重的核電廠意外事件。在該事件中有 36 個核電廠員工、救火員、及救護人員死亡。另有237人因暴露到高輻射劑量引起的症候群而住院，其中有28人因輻射傷害於事件後三個月內死亡，有17人在事件後十年內死亡 (但其死因並不一定是與急性輻射症候群相關) ，其它尚未死亡的則將來可能會因癌症而過早死亡 。 車諾比意外事件對公共衛生的最顯著衝擊是其輻射污染區域內的小孩甲狀腺癌罹患率巨幅增加 。 根據推估，當時受到輻射暴露的小孩罹患甲狀腺癌的人數可能會達數千人 。 上述兩個核電廠嚴重意外事件發生後 ， 許多人對核電廠的安全性失去信心，因此不少國家決定不再興建核電廠 ， 亦有些國家將已在運轉中的核電廠提早除役，以達成其非核家園的理想。核電廠廢燃料的處置問題亦甚棘手 。 由於其仍具有相當高的輻射強度，核廢料目前均先暫儲於核電場內水池中或地上儲存區 ， 待其輻射強度降低到一定程度後再移到其它地質安定的儲存區(如已廢棄的礦坑)。此外，核電廠產生的巨量廢熱亦會嚴重衝擊附近的海域生態。

4.電力輸送階段

電力在輸送時因電線的阻力而有部分 ( 約10% )電能會轉變為熱能。為了減低這種損失，長距離的輸電系統多採用高電壓 。但在高壓電線附近會產生甚強的電磁場 。流行病學研究的結果指出居住於高架的高壓輸電線附近的小孩其癌症罹患率會增加 。電力輸送的另一項環境衝擊是高架輸電系統對自然景觀有負面的影響。

可再生能源的利用亦會產生環境衛生衝擊 。除前面提及的風力發電產生的衝擊外，水力發電使用的水壩雖兼有防洪、灌溉的功能 ，但對自然生態與公共衛生亦可能造成傷害。例如埃及尼羅河上的阿斯旺(Aswan)水壩築成後上游蝸牛大量增殖 ， 導致附近居民的住血吸蟲病罹患率的巨幅增加。此外， 水壩的潰決導致下游居民傷亡及財產損失的災害亦時有所聞。利用地熱能發電則可能導致水污染 (因抽出的蒸氣及熱水含有高濃度的礦物質 )及空氣污染 ( 氡氣及硫化氫自地下逸出)。

至於非發電方式的能源利用過程目前以煤炭與天然氣的直接燃燒以及石油的煉解為主。將煤炭與天然氣當作燃料在工廠或住家中直接燃燒時所產生的環境衝擊與其在前述發電方式的能源利用過程引起的衝擊相似。石油的煉解則是空氣污染物(尤其是揮發性有機化合物)的一個主要來源 。 煉油廠亦有較高的工業安全衛生風險 。 石油煉解後的產物 (包括汽油、柴油和燃油 ) 其輸送及使用過程亦有許多安全及污染問題 。都會區的空氣污染主要即是來自汽油車與柴油車的排氣。

第七節　減低能源利用對環境衛生衝擊的方法  

為了減低能源利用過程中引起的環境衛生衝擊，我們可從下列五個方向切入：節約用能、提高用能效率、提高產生能源的效率、增加可再生能源的利用、以及在利用能源的過程中減低污染及預防意外事件。

用能的節約主要依賴使用者在行為上的改變。例如夏天使用冷氣機時室溫不必低於 27℃，若有一段較長時段不使用時就將電腦、電視機、電燈等關掉，儘量以步行及自行車代替開車，或使用大眾運輸工具。此外節約用水也能間接達到節約用能的目的，因為自來水的淨化以及盥洗用水的加熱都需要能源。用能的節約行為不但要在家裡實行，也要在辦公室做。

用能效率的提高一方面依賴新產品的研發，另一方面則需要消費者的配合。目前已有許多具有高用能效率的家電(如電冰箱、熱水器、電燈泡、冷氣機 )，但其市場佔有率尚不高 。 在能源產生效率的提高方面近年來已有可觀的進步。例如整合氣化結合循環程序 (integrated gasification combined cycle process，簡稱 IGCC process)的發電效率比傳統的燃煤火力發電效率約高50%。它係先將煤炭氣化以產生合成氣體 (富含一氧化碳及氫氣) ， 經過淨化的合成氣體可先透過氣渦輪機來發電 ，然後再使用其剩餘熱量來製造水蒸氣，而此水蒸氣可透過傳統的渦輪機來發電。 熱電共生的方式也能大幅提昇發電/用能效率。它的原理是將發電廠的廢熱提供給化工廠使用。另一項高發電效率的科技是燃料電池，它的效率高達 80%。 燃料電池可用於發電廠，亦可用於提供電動車輛的電源 。使用燃料電池的小汽車每加侖汽油的行駛里程高達80英里。

可再生能源的推廣則仍需在科技研發上著手。目前除水力發電外，比較具有推廣潛力的是風能與太陽能。在風速較高的地區，風能發電的成本已低於新建燃煤火力發電的成本。而太陽能發電科技的進展亦已逐漸降低其發電成本。

在利用能源的過程中設法減低污染及預防意外事件可說是保護大眾健康的最後一道防線。在未有完全乾淨的能源之前，這項工作顯然必須持續做下去。無論是空氣污染防制、水污染防制、廢棄物處理、廢熱衝擊的消減、游離性輻射物質的污染防制、以及意外事件的預防，過去雖已研發不少技術及方法，但仍有改進的空間。例如高壓輸電系統若能地下化，即能消減其電磁場的健康衝擊。

參考文獻

本章在撰寫時曾參考下列各項書籍、期刊論文、及網站：

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