第二章 文獻回顧
第一節 全球暖化與溫室氣體排放
回顧地球的演化歷史，氣候型態是地球億萬年來的自然生態演變現象，然而，
自從十八世紀的工業革命帶動產業蓬勃發展，改善了人類生活品質，加速人口成 長。人類為了滿足舒適的生活與追求經濟發展，不斷掠奪地球自然資源破壞環境，
肆意砍伐原始森林，大量開採地底下的煤、石油和天然氣等化石能源，尤其，大 量使用化石能源所排放的溫室氣體，造成地球溫度節節上升。
一、溫室效應與溫室氣體
地球因大氣層的存在而產生溫室效應，是存在於地球表面的自然現象。正常 的溫室效應讓地球平均溫度維持在約15℃左右。地球若無大氣層的存在，地球表 面的平均溫度為－18°C。大氣的存在讓地球表面溫度上升約33°C。
大氣層中某些氣體如水蒸氣、二氧化碳等等，可讓 50％太陽輻射穿越到達地 球表面，同時也阻擋地球反射的輻射熱能，減少地球熱能損失，使地表及對流層 溫度升高。這些氣體對地球溫度具有調節的功能，類似農業使用的溫室，所以這 些氣體又被稱為溫室氣體，所產生的影響則稱為溫室效應。由次頁圖 2-1 可得知 溫室效應產生之過程概況。
圖 2-1 溫室效應圖
資料來源：張奇龍（2008）
正常的溫室效應讓地球維持穩定的溫度，形成適合生物生長與生存的環境。
但是，大氣中溫室氣體含量過高，會降低輻射熱能的反射而使地表氣溫不斷上升。
自1750年工業革命之後，人類活動逐漸改變大氣層的氣體組成比例，其中二氧化 碳、甲烷與氮氧化物等氣體的濃度已經明顯升高，如圖2-2所示。
大氣中的二氧化碳藉由植物光合作用、海洋浮游生物吸收、土壤及水的吸收，
逐漸在大自然環境中形成平衡狀態。然而，由於大量燃燒化石燃料、砍伐樹木造 成森林消失，土地利用方式改變、海洋污染等因素，使大氣中的二氧化碳濃度大 量增加，影響地球原本穩定的碳循環系統。根據過去數千年歷史之冰核樣本分析 所獲得的數據顯示，目前大氣層的溫室氣體的濃度明顯超過工業化以前的濃度，
其中二氧化碳濃度值，由工業化前的280 ppm增加到2005年的379 ppm；甲烷濃度 值從工業化前的715 ppb，增加到2005年的1774 ppb；氧化亞氮濃度從工業化前的 約270ppb，增加到2005年的319 ppb（環保署空氣品質監測網，2012）。
圖 2-2 公元 0－2000 年溫室氣體濃度趨勢圖
資料來源：香港天文台（2012）
大氣中輻射熱能升高的主要原因是人為溫室氣體增加所致。大氣中具有溫室 效應的氣體，以二氧化碳所佔的比例最高為 69.6%，其次依序為甲烷 12.4%，氧 化亞氮 15.8%，氟氯碳化物 2.2%，二氧化碳的數量遠高於其他氣體，因此二氧化 碳的溫室效應仍大於其他氣體。相對於二氧化碳溫室效應，甲烷、氧化亞氮、氫 氟碳化物等溫室效應潛勢相對更高，詳細資料如表 2-1 所示。
表 2-1 溫室氣體的溫室效應潛勢及其來源
溫室氣體 全球溫室潛勢（1） 全球溫室潛勢（2） 排放來源
CO2 1 1 化石燃料燃燒、砍伐(燃燒)森林
CH4
23 25 農業、天然氣、石油及煤礦、
家畜排泄物管理、垃圾場
N2O 296 298 氮化物肥料使用
PFCs 5,700~11,900 7,390~17,700 鋁製品、半導體、滅火器 HFC-23 12~12,000 124~14,800 滅火器、半導體、噴霧劑
公元
二氧化碳（CO2）：大氣中二氧化碳濃度的變化與火山爆發頻率有關，燃燒化 石燃料、土地利用方式改變、森林砍伐、海洋污染使浮游生物死亡，都會使大氣 中的二氧化碳含量增加。二氧化碳在大氣中的生命週期大約 50～200 年。二氧化 碳濃度由工業化前的 280 ppm 增加到 2005 年的 379 ppm。
甲烷（CH4）：細菌在缺氧情況下分解有機物所產生。自然界半數以上的甲烷 是人為因素造成，如農牧業之動物排泄物發酵、垃圾掩埋、天然氣使用，以及自 然界的濕地排放。甲烷的溫室效應是二氧化碳的 25 倍，在大氣中的生命週期大 約 12～17 年，甲烷濃度工業化前為 715 ppb，2005 年升高至 1774 ppb。
氧化亞氮（N2O）：主要來自化學肥料使用、動物排泄物、燃燒化石燃料、
土地利用方式改變、森林砍伐等因素。氧化亞氮的溫室效應是二氧化碳的 298 倍，
在大氣中的生命週期大約 120 年。氧化亞氮濃度工業化前為 270ppb，到 2005 年 升高至 319 ppb。
氟氯碳化物(CFCS)：主要來源為人造化學物質如清潔劑、泡沫噴出媒介、
防燃劑、冷媒等使用所產生。在大氣中停留時間大約 102 年，1987 年蒙特婁公 約限制氟氯碳化物的製造與使用，已有效控制。全氟碳化合物（PFCs）：主要來 源為鋁製品、滅火器及半導體等製作過程所產生。六氟化硫（SF6）：主要來源 為電力設施絕緣轉換器的氣體洩漏，或半導體及鋁鎂合金的製作過程所產生。
特別是後三項含氟化合物的溫室效應是二氧化碳的數千倍到一萬餘倍。
大氣中的溫室氣體具有長時間停留的特性，所以溫室氣體排放至大氣之後 不易消失，在長達 10 至 100 餘年的生命週期只能藉著自然演化過程慢慢遞減消 失。由此可知，過去一、二百年前產生的溫室氣體至今仍累積在大氣中，持續 影響地球的氣候型態，引發各種氣候變遷的情形，造成全球環境與社會經濟系 統的衝擊（國家氣候變遷調適政策綱領，2012）。
二、溫室氣體對氣候的影響
「聯合國政府間氣候變遷研究小組」（Intergovenmental Panel for Climate Change，IPCC）在2007年出版第四次氣候變遷評估報告指出，1906-2005年全球
平均溫度上升0.74℃（0.74±0.18℃），而台灣的平均氣溫上升0.8℃，高過於全球平 均值，台灣地區百年溫度變化程上升趨勢如圖2-3所示。全球平均溫度上升情形越 來越明顯，根據IPCC估計2090-2099年時期的溫度升高的可能範圍為1.1~6.4°C，
以1995－2004年與2070－2100年之溫度改變情形做比較，尤其是陸地溫度上升情 形更甚於海洋，藉由下圖2-4可輕易觀察陸地與海洋溫度變化之差異。根據交通部 中央氣象局預估表示，未來各種極端氣候的現象將更為明顯，如海平面上升，熱 浪、乾旱及豪大雨等強度與頻率增加。當地表變暖降水隨之增多，熱浪和強降水 交互出現頻率將會增加。熱帶氣旋頻率與強度增加，將伴隨更大的風速與雨量，
潛在破壞程度增強，風暴持續時間加長（交通部中央氣象局，2012）。
圖 2-3 1901－2012 年臺灣 13 個平地測站平均溫度時間序列圖 資料來源：中央氣象局（2013）
圖 2-4 1995－2004 年平均溫升及 2070－2100 年平均溫升預測圖 資料來源：維基百科（2012）
三、溫室氣體與能源使用
臺灣地區隨著經濟發展與民生需求增加，對能源需求亦不斷上升，臺灣本身 所蘊藏的能源非常稀少，絕大多數能源必需仰賴國外進口。臺灣進口能源依存度，
1977 年為 77.30 %，至 2000 年增加為 98.77 %，2011 年 97.93 %（經濟部能源局，
2012），過去十餘年來臺灣的能源供給情形，如表 2-2 所示。
表 2-2 1999~2011 歷年能源供給表
註：1.本表未列出：生質能及廢棄物2010-1.34 ％，2011-1.38％
2.再生能源包含水力、地熱、風力、太陽光電、太陽熱能
臺灣地區能源需求量 1956 年為 3000 千公秉油當量，1990 年為 58,570 千公秉 油當量，2000 年為 103,808.4 千公秉油當量，2011 年更增至 138,237.4 千公秉油 當量。經由歷年能源需求情形，得知各種不同能源別所占比例，1999 年為石油 50.68 ％居第一位，以下依次為煤炭 31.07 %，核能發電 11.49 %，天然氣（含液 化天然氣）6.19 %； 2011 年以石油 46.17 %居首位，以下依次為煤炭 31.38 %，
天然氣（含液化天然氣）11.77 %，核能發電 8.83 %，再生能源 0.47 %。但表 2-2 並不包括我國自產的生質能及廢棄物能源，2010 年為 1.34 ％，2011 年為 1.38 ％ 等數值亦未列出（經濟部能源局，2012）。
圖 2-5 臺灣 1990 年能源供應結構
資料來源：環保署（2002），本研究繪製 石油
55.5%
天然氣 2.2%
煤炭 23.3%
水力發電 3.5%
核能發電 13.9%
液化天然 氣 1.6%
1990年能源 供給約58,570 千公秉油當量
圖 2-6 臺灣 2000 年能源供應結構
資料來源：環保署（2011）
圖 2-7 臺灣 2011 年能源供應結構
資料來源：環保署（2011），本研究繪製
再生能源 0.5%
煤炭 31.9%
天然氣 11.8%
原油及產品 46.2%
核能發電 8.8%
2011年能源 供應138,237.4 千公秉油當量
炭，所占比例由 1990 年的 23.3 ％漸增至 2000 年 31.9 %、2011 年 31.4 %。天然 氣（含液化天然氣）的比例則由 1990 年 3.8 ％，上升至 2000 年 6.2 %、2011 年 11.8 %。在核能供應方面，供應數量變動不大，但因整體能源供應總量增加所占 比例反而下降，由 1990 年 13.9 ％降低至 2000 年 10.7 %、2011 年 8.8 %。再生能 源部分（含水力發電）所占比例稀少，1990 年尚且達到 3.5 ％，但在 2000 年至 2011 年之間已降至 0.5 %以下。
四、溫室氣體排放及統計
世界各國因應全球暖化，根據聯合國氣候變化綱要公約訂定的「國家溫室氣 體排放清冊指南」進行溫室氣體排放量的估算，包括：工業生產過程、農業活動、
土地利用變化和林業、廢棄物處理等項目的統計，有利於各國了解其溫室氣體排 放現況、趨勢以及未來能源政策之規劃。
依據1996 年「聯合國政府間氣候變遷研究小組」（ Intergovenmental Panel for Climate Change，IPCC）國家溫室氣體清冊指南所制訂的國家溫室氣體清冊進行 臺灣溫室氣體排放統計。臺灣總溫室氣體排放量自1990年147,109千公噸CO2e（不 包括CO2移除量），上升至2008年284,515千公噸CO2e（不包括CO2移除量），排 放量增加為93.4 %，年平均成長率為3.77 %。淨溫室氣體排放量自1990年128,406 千公噸CO2e，上升至2008年264,707千公噸CO2e，排放量增加為106.15 %，年平 均成長率為4.15 %。
表 2-3 臺灣 1990－2008 年各類溫室氣體排放清單 備註：表中NE表未估算（Not Estimated），資料不足或統計工作尚未完成。
資料來源：中華民國第二版國家通訊摘要（2011）
臺灣排放的溫室氣體含量，以二氧化碳占最大比例，依次為氧化亞氮、含氟 氣體。在1990至2008年之間，二氧化碳排放量成長115.37 %，年平均成長率為6.07
%；甲烷排放量減少60.52 %，年平均成長率為－3.19 %；氧化亞氮排放量減少14.89
%，年平均成長率為－0.78 %。
圖 2-8 臺灣 1990 至 2008 年各類溫室氣體排放趨勢
資料來源：中華民國第二版國家通訊摘要（2011）
由次頁表2-4可得知，各部門溫室氣體排放量占臺灣總溫室氣體排放量之比例 差異。若未將土地利用變化及林業吸收量列入考量，藉由計算得知，1990年能源
由次頁表2-4可得知，各部門溫室氣體排放量占臺灣總溫室氣體排放量之比例 差異。若未將土地利用變化及林業吸收量列入考量，藉由計算得知，1990年能源