【科學研究示警！氣候變遷可能加速傳染病擴散】
—蚊子越來越不怕冷！登革熱、茲卡病毒進攻溫帶區
　
根據聯合國政府間氣候變遷小組（Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC）的報告，20世紀全球地表平均溫度增加約攝氏0.6度，而中高緯度地區的增溫幅度尤其明顯，且冬季增溫明顯高於夏季。
　
根據IPCC 氣候模式預估，2100年時，這些地區地表平均增溫可高達攝氏3∼5度。這一全球地表平均增溫現象，對每一個地區的天氣系統都有一定程度的影響，而越來越多的證據顯示，全球的暖化已足以引起許多地區氣候系統的混亂、對生態系統的衝擊，並危及人類的生存環境。
　
試想如果熱帶雨林消失，其連鎖反應的最終結果可能是什麼?首先，最具代表性的是導致當地氣候更趨乾與暖，而土壤的乾燥與有機結構流失的結果，會使當地在大雨時易氾濫成災，進而造成洪水、水污染、農作物受損與病媒傳染病傳播途徑的改變，危及人體健康。同時，森林的消失造成大氣中二氧化碳濃度上升，間接導致全球氣候變遷，並對人體健康產生影響。
　
隨著人類對環境的衝擊程度增加，維持地球生命的系統正產生大規模的改變。世界各國除了積極宣示對全球性溫室氣體排放予以管制，擬定並簽署公約外，也從生活及產業著手，研擬降低排放溫室氣體的管制策略，並在環境衝擊、生態衝擊及公共衛生衝擊上研擬因應對策。在氣候變遷對世界各國公共衛生議題的衝擊方面，目前舞少包括 4 個主要面向，即「熱效應」、「極端事件」、「空氣污染」與「傳染性疾病」。
　
■傳染性疾病
傳染性疾病的傳播動力學及生態學極為複雜，不同疾病在不同地方的表現經常十分獨特。某些傳染性疾病的傳播方式是人直接傳染給人，有些則透過一個中間病媒（例如蚊子、跳蚤、蜱等）傳播，也可能藉由感染其他物種（尤其是哺乳動物及鳥類）而發生。
　
動物性傳染病的傳染周期自然存在於動物族群中，當人類侵犯到這個生態圈或環境遭逢破壞與瓦解時，疾病則會伺機傳播到人類身上。舉例來說，各種齧齒動物會依據環境條件及食物可利用性，來決定其族群的大小及行為。1991∼1992年聖嬰現象的豪大雨過後，老鼠族群的大量繁殖被認為與美國漢他病毒肺症候群的第1次爆發流行相關。
　
由蚊蟲傳播的疾病，常在大自然受到某些因素干擾後流行，包括氣象變化、森林砍伐、人口密度改變、蚊蟲結構改變、脊椎動物宿主結構改變，以及遺傳上的變異。氣候變遷也對人類或獸類地域性的流行病產生正面或負面的影響，結果經常取決於疾病本身的特性。[1]
　
■還以為春夏兩季才會有登革熱嗎？
氣候變遷造成的暖化現象，已經讓病媒蚊不分季節、無時無刻都在蠢蠢欲動，台灣每年4月到11月是登革熱高風險期間，大雨後1週為防治登革熱黃金期，在雨過天晴後的高溫天氣，易形成積水使大量蚊子孳生並產卵，約1週後就能羽化，將導致登革熱流行的機會大增，威脅民眾健康安全。
　
美國一項研究便警告，50年之內，登革熱和茲卡病毒威脅的人口數將增至10億。美國喬治城大學生物學家卡爾森（Colin Carlson）憂心忡忡地提出警告：「全球公共衛生安全體系最大的威脅，來自於氣候變遷。蚊子只是其中一部份；以後還會有什麼疾病，沒人知道。」
　
■病媒斑蚊活動範圍擴大，連溫帶都傳出病例
這項刊登在PLOS期刊的研究，針對兩種最常見的病媒蚊－埃及斑蚊和白線斑蚊－移動路徑進行調查，結果發現隨著氣溫上升，蚊子的活動範圍已經擴大到南北半球的溫帶地區，甚至遠及地勢較高的丘陵地。過去只威脅熱帶居民的疾病，未來將蔓延到這些「冷地帶」。
　
「由蚊子引起的疾病，過去多侷限在熱帶地區，但目前在溫度舒適的溫帶區域，都有病例傳出。」另一名參與此項研究的佛州大學醫學地理學教授雷恩（Sadie J. Ryan）說，拜交通運輸科技之賜，人們的移動更加便利，也助長病媒昆蟲和病原體在全球趴趴走。
　
■登革熱、茲卡病毒傳染症，和屈公病
蚊子傳播的疾病包括：登革熱、茲卡病毒、西尼羅病毒、瘧疾、黃熱病、屈公病、拉克羅斯腦炎、日本腦炎、裂谷熱等。
　
其中登革熱、茲卡病毒傳染症，和屈公病，三種傳染病多半會引起發燒、紅疹、和嚴重的肌肉痠痛等症狀。2014年肆虐巴西的茲卡病毒，甚至危害到孕婦病患；母嬰垂直傳染的結果，導致病毒侵襲好幾千名未出生胎兒的腦部神經，進而變成小頭畸形症[2]。
　
■氣候變遷下未來臺灣埃及斑蚊分布變化趨勢
登革熱，臺灣目前最主要的蟲媒傳染病，透過帶有登革病毒的病媒蚊叮咬人類而傳播。由於蚊子是變溫動物，其生長、發育與繁殖受溫度的影響很大，因此氣候變遷下的暖化，可能會使得原來不適合病媒蚊生存的較冷地區轉變成溫暖適合的地區，進而擴大登革熱的傳播。
　
除此之外，降雨造成的積水讓病媒蚊得以產卵，特別是間歇性降雨有利於病媒蚊孳生，由於氣候變遷造成的降雨型態改變，可能會使病媒蚊適合棲地產生改變。根據臺灣氣候變遷推估與資訊平台（TCCIP）提供的《臺灣氣候變遷科學報告2017》，百餘年來（1900-2012年）的全臺均溫上升了約 1.3℃，南部山區在2000年後豪雨與大豪雨的發生次數增加，顯示臺灣的氣溫與降雨型態正逐漸改變成更適合登革熱病媒蚊孳生的環境。
　
在臺灣，登革熱病媒蚊主要有兩種：分布於北回歸線以南且海拔1000公尺以下地區的「埃及斑蚊」，以及廣布於全臺1500公尺以下平地區的「白線斑蚊」。跟「白線斑蚊」相比，「埃及斑蚊」具備較高的傳播力，使得歷年來臺灣的登革熱疫情主要集中在台南、高雄、屏東地區。
　
「埃及斑蚊」分布與登革熱現況風險的關係如貼文附圖1所示，根據疾病管制署的資料，左圖的黃色區塊為埃及斑蚊的現況分布，右圖的紅色區塊由淺到深分別表示由低到高的登革熱現況風險，可以看出深紅色的高風險區與橘紅色的中風險地區幾乎與埃及斑蚊分布的地區重合，顯示出臺灣登革熱的風險高低與埃及斑蚊的分布與否有密切關係。因此，在探討氣候變遷對臺灣登革熱疫情的影響之前，應先考慮氣候變遷對臺灣埃及斑蚊分布的影響。
　
臺灣未來的埃及斑蚊分布推估則是使用TCCIP提供的高解析度（5km x 5km）統計降尺度網格化氣象日資料，該筆資料來自於IPCC AR5 全球模式。考慮暖化最劇無減碳之氣候變遷情境（RCP 8.5），全球氣候模式只取基期降雨特徵與臺灣接近的英國HadGEM2-CC、法國IPSL-CM5A-MR、德國MPI-ESM-LR、中國BCC-CSM1.1與挪威NorESM1-M等五個模式。將上述氣象推估資料引入先前建立的埃及斑蚊分布指標後，就可以得到未來的埃及斑蚊分布。
　
RCP 8.5情境下相對於基期，近未來、世紀中與世紀末將五種全球氣候模式的埃及斑蚊推估分布整合成如貼文附圖2所示。圖中的黃、橘黃、橘、橘紅、紅點分別代表累計有1到5個模式估計該網格點有埃及斑蚊分布。
　
可以看出近未來（2016-2035年）埃及斑蚊可能會渡過北回歸線的可能性不高；但於世紀中（2046-2065年），則有4個模式估計埃及斑蚊會渡過北回歸線到達嘉義與花蓮地區，並遍布外島澎湖；於世紀末（2081-2100年），埃及斑蚊於西部會往北延伸到臺中地區，東部則會沿著花東縱谷往北延伸到花蓮與少數宜蘭地區。
　
從埃及斑蚊的北移趨勢可以推測未來臺灣登革熱的中、高度風險區會隨之增加，但同時也表示如能事先針對未來中、高度風險區進行氣候變遷調適，例如: 分配防疫資源、進行地方公共衛生教育，以及社區動員方式徹底進行孳生源清除讓登革熱病媒蚊無適合的棲地。
　
同時，政府亦朝向減少登革熱對人體的衝擊，積極研發登革熱疫苗、培養蘇力菌血清型H-14與沃爾巴克氏菌達到生物防治效果。期望在有限防疫資源下有效降低全國登革熱的罹患風險，以因應未來氣候變遷造成人類健康在登革熱方面的衝擊，提供臺灣未來登革熱防疫的實證基礎[3]。
　
■「新冠病毒」疫情已經夠可怕，但是氣候變遷更致命—《如何避免氣候災難》
你也許以為地球升溫 1.5 度或 2 度沒什麼差別，但從氣候科學家模擬的結果看來，情況卻很不妙。在很多方面，溫度升高 2 度的情況，不是只比升高 1.5 度糟糕 33%，而是倍增的，例如難以取得乾淨用水的人口會多一倍，熱帶地區的玉米產量衰減也會多一倍。
　
氣候變遷造成的效應，單單一項就夠慘了，但你不會只遇到炎熱天氣，或只遭受洪災。氣候變遷的效應是環環相扣的。
　
以新冠病毒來做對比，這樣所有正在經歷這場大流行病的我們會更容易理解。想了解氣候變遷的破壞有多大，看看新冠病毒疫情，再想像一下同樣痛苦程度持續更長的時間。如果不把全球碳排放量減到零，這場疫情造成的人命損失和經濟苦難，將是日後經常會發生的狀況。
　
■比起新冠病毒，氣候變遷是否會造成更多人死亡？
我們用 1918 年西班牙流感和新冠病毒大流行的數據，估算出的結果是全球平均每年每十萬人口中約有 14 人因大流行病而死。
　
比起氣候變遷，哪個死亡率較高？預計到本世紀中葉，全球氣溫升高導致的全球死亡率增幅和大流行病一樣，也就是每年每十萬人中約有 14 人因此致死。而到本世紀末，要是排放量仍然持續增加，氣候變遷將導致每十萬人中約有 75 人因此致死。
　
換句話說，到本世紀中葉，氣候變遷的致命程度可能就和新冠病毒一模一樣，到了 2100 年，氣候變遷要比新冠病毒致命五倍[4]。
　
■公衛的巨大挑戰：氣候變遷是21世紀全球最大的健康威脅
發表於全球最權威之一的生科期刊《細胞》（Cell）的研究如此指出[5]。該報告由美國知名的防疫專家佛奇（Dr. Anthony Fauci），以及流行病學家摩爾斯（ Dr. David Morens）共同撰寫，他們都任職於美國國家過敏與傳染病研究所（National Institute of Allergy and Infectious Diseases, NIAID），這份研究描繪出未來流行病將變得更多的情境。
　
為什麼？在這份佛奇的研究之外，還有其他諸多的公衛、醫學研究，都將接下來流行病時代的成因指向氣候變遷，真正的元兇，是人類對環境的破壞。
　
從全球來看，氣溫變化比過去預測的更快，影響了動物棲地以及病毒與人類的分布範圍。權威醫學期刊《刺胳針》（Lancet）的2018年報告[6]早已指出：「氣候變遷是21世紀全球最大的健康威脅。」
　
終生致力於黑猩猩研究與環境教育的珍．古德（Dr. Jane Goodall），在「2020年第四屆的唐獎永續獎」的得獎感言中，對全世界包括台灣，在後疫情時代如何走向永續的未來，感性地喊話：「此次疫情是人類自己所造成，而這正是對大自然不尊重的結果，許多研究人畜共通傳染病的科學家早已預測到這個情況的發生，如何邁向一個更永續的未來？必須不再把短期利益和經濟發展，置於環境保護之上，如果我們持續破壞環境，氣候變遷只會愈來愈糟，人們需要團結起來，找到一個邁向綠色經濟的方式，我們所剩的時間不多了，我們會找到方法的，我們一定不能放棄。」[7]
　
　
【Reference】。
1.來源
➤➤資料
[1](高雄醫學大學)科學籸展 2008年1月籸421期-氣候變遷對公共衛生的衝擊：http://ir.lib.kmu.edu.tw/retrieve/9893/945021-1.pdf
[2](康健)「蚊子越來越不怕冷！地球升溫的下場，登革熱、茲卡病毒進攻溫帶區」：https://www.commonhealth.com.tw/article/79266
[3](科技部-臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台)「氣候變遷下未來臺灣埃及斑蚊分布變化趨勢」：https://tccip.ncdr.nat.gov.tw/km_newsletter_one.aspx?nid=20200807141614
[4](PanSci 科學新聞網)疫情已經夠可怕，但是氣候變遷更致命——《如何避免氣候災難》：https://pansci.asia/archives/315674
[5]
Morens DM, Fauci AS. Emerging Pandemic Diseases: How We Got to COVID-19. Cell. 2020 Sep 3;182(5):1077-1092. doi: 10.1016/j.cell.2020.08.021. Epub 2020 Aug 15. Erratum in: Cell. 2020 Oct 29;183(3):837. PMID: 32846157; PMCID: PMC7428724.
[6]
The 2018 report of the Lancet Countdown on health and climate change: shaping the health of nations for centuries to come.
Watts N Amann M Arnell N et al.
Lancet. 2018; 392: 2479-2514
https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(18)32594-7/fulltext
[7](報導者)「地球愈暖化、流行病愈多？氣候緊急時代，COVID-19只是開端」：https://www.twreporter.org/a/climate-change-pandemic
　
➤➤照片
∎(科技部-臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台)「氣候變遷下未來臺灣埃及斑蚊分布變化趨勢」：https://tccip.ncdr.nat.gov.tw/km_newsletter_one.aspx?nid=20200807141614
圖1-圖說：
臺灣登革熱之埃及斑蚊的現況分布圖（左）與風險分級地圖（右）。埃及斑蚊現況分布圖是以黃色區塊的臺灣2003-2011年埃及斑蚊鄉鎮分布且海拔低於1000公尺區域來表示。埃及斑蚊風險分級地圖則是以2008-2017年疾病管制署的登革熱病例發生感染地資料為基礎，得到共3580筆鄉鎮年別之人次資料，從曾有病例的鄉鎮年別人次資料，分成1、2、3級（粉紅、橘紅、深紅）。以第40及第80百分位為分界，若該鄉鎮年別無登革熱病例數則歸類為0級（白），每個鄉鎮取10年來最大風險分級得到的現況風險分級。
　
圖2-圖說：
RCP 8.5情境下埃及斑蚊未來推估可信度分布圖
　
∎[2]
圖說：全球暖化的下場，過去被視為熱帶傳染病的登革熱、茲卡病毒，也出現在溫帶區
　
2. 【國衛院論壇出版品 免費閱覽】
▶「國家衛生研究院-論壇」出版品(電子書免費線上閱覽)
https://forum.nhri.edu.tw/publications/
　　
3. 【國衛院論壇學術活動】
▶https://forum.nhri.org.tw/events/
　　
#國家衛生研究院 #國衛院 #國家衛生研究院論壇 #國衛院論壇 #衛生福利部 #疾病管制署 #氣候變遷 #傳染病 #蚊子 #登革熱 #茲卡病毒 #屈公病 #埃及斑蚊
　
疾病管制署 - 1922防疫達人 / 疾病管制署 /
衛生福利部 / 財團法人國家衛生研究院 / 國家衛生研究院-論壇
　
高雄醫學大學 / 康健雜誌
科技部 - 臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台 /
PanSci 科學新聞網 / 報導者 The Reporter

氣候難民
我在2008年出版冰天凍地，全球升溫的結果竟然是全球急涷的新冰河時期。書中內容包括電影明日之後的情節，灣流斷流。灣流是北太平洋環流的一部份。灣流停下來，地球失去調節氣溫的海洋環流，地球氣候變得極端，世界各地會有嚴重水災、強力風暴和熱浪。很快，地球會進入冰河時期。糧食失收，人口大量死亡。
書中有以下一句，「我們還未知道海洋環流停下來之後會有甚麼後果，但是新仙女木事件明顯地給我們嚴重的警告，肆意排放二氧化碳無異於跟死神玩捉迷藏。」
2021年8月5日，傳媒報導科學家證實灣流有停止跡象，灣流流量是1,600年來最低。可是，科學家不知道令灣流完全停止的大氣二氧化碳含量是多少。唯今之計是盡量減少排碳。我們每燒一克二氧化碳出來，灣流就會相應地減弱。地球會因為灣流減弱或者斷流而突然進入冰河時期。情況就像電影明日之後那樣恐怖。
即使灣流未完全停下來，2018年5月，大埔錄得攝氏38.1度的破記錄高溫。2020年氣候十分極端，2021年就更差。半個中國和歐洲泡在水中，七月熱浪加飛雪。中國鄭州水災傷亡慘重，河南省各地災情比荷里活恐怖片更加可怕。很多地區狂風暴雨，有些地區卻極度乾旱。寫這篇貼文時，加州Dixie市被山火燒成焦土。被燒成焦土的市鎮不是只有Dixie。山火燒了Paradise兩次，幾乎將整個Paradise燒成焦土。土耳其和塞浦路斯地表溫度再度升破攝氏50度。
https://www.theguardian.com/environment/2021/aug/05/climate-crisis-scientists-spot-warning-signs-of-gulf-stream-collapse
再這樣下去，地球上一半人口會在10年之內變成氣候難民。這是灣流即將斷流給人類的最後警告。每次我談論全球升溫都被人嘲笑。2021年，我反過來嘲笑那些曾經嘲笑過我的人。這些人笨到以為炒樓發達就是人生目標，心中只有名車豪宅和醇酒美女。地球進入冰河時期，無論如何富有，結果都是人肉冰條。

以下內容節錄自冰天凍地:
北太平洋環流North Atlantic Gyre 分為4部份:
i. 北赤道海流North Equatorial Current t- 北緯10度至20度之間由東向西的水流。
ii. 灣流Gulf Stream– 由墨西哥灣開始沿著美國東岸海線向北流動，一直去到紐芬蘭。灣流減弱的話，美國東岸北部地區，例如紐約，和西歐地區，例如英國，會受到寒流襲擊。這也是電影明日之後的主要故事題材。
iii. 北大西洋海流North Atlantic Current –灣流的延續海流，向東北流動，直達愛爾蘭及歐洲大陸西北海岸線。
iv. 康拉尼水流 Canary Current – 向西南流動，去到非洲的賽內加爾Senegal。
影響海洋環流的因素有很多，包括地球的轉動、風向和風速、海水的溫度及鹽度差、月球引力、海床地貌、海岸線和其他海流的強度及方向。深海水流的推動力主要來自海水的密度差別和地心引力。密度差是海水溫度與鹽度的函數。
在北方氣候寒冷的地方，例如北海，上層海水因為受到低溫空氣的影響而結冰，擠出鹽份，增加海水的密度，於是向下沉降。這是整個環流的主要動力來源。
海水的鹽度下降，海水密度亦下降，寒冷海洋的海水沉降就會失去部份動力，整個環流有機會慢下來，甚至停下來。
英國在缺乏來自赤道地帶的溫暖海水，很快就會回到冰河時期。這並非杞人憂天。英國財經時報於2005年12月1日報導謂令到英倫三島及北歐溫暖的北大西洋環流正在減弱。位於英國修咸頓的英國國立海洋學中心(UK National Oceanography Centre)進行的綜合水流研究結果顯示自1992年至2004年，由熱帶流向北面的暖水減少30%，以體積計算。在1992年之前的40年，由熱帶流向北面的水量保持穩定。這項研究結果同日刊登在國際著名的《自然》雜誌(Nature)。(詳情請參閱Nature 2005, 438, 655)

獲得諾貝爾獎的聯合國氣候轉變小組的科學家估計到本世紀末，北極地區的氣溫全上升攝氏6度(華氏10.8度)，比地球上任何地區的升溫都要急速。

第5節歐洲危在旦夕
1.5.1. 灣流停下來
科學家發現驅使高溫海水從低緯度地區，即是熱帶，流向高緯地區，即是寒帶的灣流減弱了超過75%。由於灣流減弱，失去調節氣溫的功能，歐洲隨時都會進入冰河時期或者經歷極度嚴寒的冬季。
灣流的推動力量來自格陵蘭海的海水結冰令到水中的鹽度和密度增加而急速沉降。情況就像將汽水放入雪櫃中，汽水內的水份子結晶，即是結冰，將糖份擠到沒有結冰的液體中去。當汽水只是一半結冰時，留下來的液體濃度高過原本的汽水。
當海水的鹽度減低，即是能夠在結冰過程中擠出的鹽份減少，未結冰的海水沒有足夠密度沉降下去。北極冰架和海冰溶解能夠對氣候構成重大影響。不要以為冰架和海冰溶解不會令海平面升高就可以忽視。對全球氣候來說，這才是關鍵所在。
2005年，英國劍橋大學的海洋物理學教授彼德韋咸斯(Peter Wadhams)乘坐英國皇家海軍的核動力潛艇在北極冰冠下面走過，以潛艇的精密聲納系統研究北極冰冠在過去20年薄了46%的原因。
過往，北極有巨大的向下水流將密度高的冷水送到水面以下9,000呎(3000公尺)的海床。可是，韋咸斯教授發現那股向下水流幾乎完全消失。那就是說，北大西洋環流停止，熱帶的海水不會流到英國和北歐去。整個歐洲地區將會失去大自然的暖氣和暖水供應。
英國的夏季非常炎熱，很少人知道英國的緯度和西伯利亞相同。單是灣流的影響，英倫三島就升溫攝氏5至8度。

這是一篇蠻持平客觀的分析、說明..... 電動車和你想的不一樣：只是炒作？真的會造成缺電嗎？專家一次說清楚（12/30/2020 風傳媒）

"你應該知道的是：豐田汽車社長痛批，電動車若更加盛行，可能造成日本大缺電，此一說法引發外界熱烈討論。如果電動車滿街跑，到底會不會缺電？電動車只是炒作的話題嗎？作者以專業背景解釋，電動車對解決大城市嚴重空氣污染將有顯著成效，但能源轉型困境並未因此紓緩，能源問題人人有責，不能把責任推給政府。"

作者：曲建仲 / 台大電機博士，知識力專家社群創辦人

近年來空氣污染讓大家忍無可忍，溫室效應造成的氣候暖化日益嚴重，讓世界各國政府推出新的碳排放法規，不約而同喊出 2030或2040 年禁售燃油車的口號，許多車廠被迫積極開發電動車，彷彿電動車能夠解決人類的空氣污染與能源問題，豐田社長怒批世界各國政府力推電動車只是炒作，許多人可能認為那是豐田(Toyota)眼見特斯拉(Tesla)股價節節高昇而吃醋，所以電動車真的是未來環保的新希望嗎？事實恐怕和你想的不一樣？

電池的構造與原理

所有的電池都具有陽極(負極)與陰極(正極)，基本上都是由陽極(Anode)發生的化學反應產生電子(Electron)與陽離子(Ion)，電子流入元件可以推動元件工作，也就是我們所稱的電能，如圖一(a)示；陽離子則經由電解質穿越多孔性的隔離膜到達陰極，如圖一(b)所示；最後陽離子與電子在陰極(Cathode)結合，如圖一(c)所示。

電池的陽極(Anode)：是我們所稱的「負極(Negative electrode)」。電池的陰極(Cathode)：是我們所稱的「正極(Positive electrode)」。

兩者恰好相反，千萬別弄錯了唷！大家可能會好奇，為什麼會恰好相反來造成大家的困擾呢？因為化學家定義放出電子的叫「陽極」；而陽極放出電子，代表陽極必定帶負電(同性相斥、異性相吸)，所以物理學家稱陽極為「負極」。

不同的鋰電池主要是陰極材料不同

不同的鋰電池其實主要是使用的陰極材料(正極材料)不同，目前最常用的陰極材料共有四種：鋰鈷氧化物(LiCoO2)、鋰鎳氧化物(LiNiO2)、鋰錳氧化物(LiMn2O4)、鋰鐵氧化物(LiFePO4)，其中大家常聽到的「三元鋰電池」其實是陰極材料使用鈷鎳錳酸鋰三元化合物的鋰離子電池，其中三元是指包含鈷(Co)、鎳(Ni)、錳(Mn)三種金屬的化合物，而電解質主要是使用六氟磷酸鋰液體，負極材料一般是使用石墨。

固態鋰電池未來發展值得關注

由於現在的鋰電池所使用的電解質是液體，容易發生漏液汙染、易燃爆炸等問題，而固態鋰電池的電解質是固體，不會因為隔離膜破損就導致陰陽極接觸短路爆炸，而且固態鋰電池的密度和結構可以讓更多帶電離子聚集傳導更大的電流提升電池容量，此外固態電解質不可燃、無腐蝕、不揮發、不漏液等特性，不像傳統鋰電池的液態電解質含有易燃有機溶液，需要降溫、防撞擊、防穿刺等安全裝置。

電極材料與液態電解質容易完全接觸，但是和固態電解質接觸不如液體，造成介面阻抗過高，影響整體電池效能，而且固態電解質製程良率低價格高，仍然有許多困難。日本Toyota公司預計2022年推出全固態鋰電池的電動車，美國Fisker公司為固態鋰電池申請專利，能量密度可達傳統鋰電池的2.5倍，法國Bollore公司已經量產固態金屬鋰聚合物電池，德國Bosch公司收購美國Seeo公司研發固態鋰電池技術，QuantumScape公司的鋰固態電池號稱15分鐘可以充飽80%股價大暴漲，由於廠商投入資源研發未來發展可期。

電動車的普及有賴電力基礎建設

電動車要充電，但是如何充電是個大問題，像Gogoro的電動機車一個電池只有9公斤，使用者可以到電池交換站自行更換電池，但是Tesla電動車的電池重達500公斤以上，只能以定點充電的方式進行，即使目前的規格要求在1小時內完成充電，使用者是否能在加電站等1小時卻是個問題。

如果必須把車開回家在停車場充電，最大的問題是目前的電力基礎建設不足，假設大樓停車場有100個停車位，每個都設置插座，當100台電動車同時充電時，大樓的變壓器無法承受如此巨大的電流，因此整個電力基礎建設，包括：變壓器、變電所、高壓電塔都必須重新設計才能達成，聽起來就不是短期內可以做到的事，可能的解決方法是在大樓停車場建置大型儲能電池，當大量電動車充電時可以由大型儲能電池供電，考慮到成本與安全，大型儲能電池使用釩電池或鋁電池是未來可能的發展方向。

電動車不會排放廢氣　更環保而且節省能源？

由於我們的發電廠是以高壓交流電(AC)傳送到使用者家中，再以「電源供應器(PSU：Power Supply Unit)」轉換為直流電(DC)才能對鋰電池進行充電，如果使用的是交流馬達，則鋰電池供電時要再轉換為交流電(AC)給馬達供電，每一次的電源轉換效率大約80%~90%，因此這樣轉來轉去其實浪費許多能源。根據德國慕尼黑經濟研究院(IFO：Institute for Economic Research)發布的一份研究報告，考慮電動車的碳排放量時，如果將鋰電池的生產製造、能量轉換，以及供電過程中發電廠發電所排放的二氧化碳算進去，電動車的二氧化碳排放量會比傳統燃油汽車高。

根據IFO的資料，最環保的能源形式是使用「甲烷」，也就是我們家裡用的天然瓦斯，它與一般的「瓦斯車」類似，差別在目前瓦斯車使用的「液化石油氣」是丙烷和丁烷的混合物。以甲烷為主要動力的內燃機(引擎)可以使汽車減少碳排放量，而且甲烷裡含有的氮化物、硫化物等雜質更低，是汽車製造商可以採用的環保能源，搞了半天最環保的竟然是瓦斯車，看來豐田社長怒批電動車只是炒作算有幾分道理，不過瓦斯車還是會排放二氧化碳，無法解決溫室效應的問題。

電動車只能改善空氣污染　無法解決能源問題

充電站裡的電是那裡來的呢？還是由發電廠來的，說來說去，又回到了最原始的火力、水力、核能發電來提供，核能目前被社會接受的可能性很低，在台灣想蓋水庫都很困難了更別說水力發電廠，因此又回到最原始的火力發電，不論是使用天然氣或煤碳，最後還是免不了要造成空氣污染的，因此有人說電動車只是把城市裡的空氣污染，轉移到郊區發電廠而已。台灣目前全力推動太陽能與風力發電，這是應該做的，只是核能電廠要除役，太陽能與風力發電只怕用來補上這個電力缺口都不夠，沒辦法多出來給電動車使用。

汽柴油車與火力發電廠最大的差別，在於對污染物的控制，汽柴油車滿街跑到處噴廢氣，只能使用觸媒轉化器進行處理，由於價格與體積的限制，無法對廢氣有效回收處理；而發電廠是將廢氣集中處理，可以使用更昂貴體積更大的工業設備對廢氣有效回收處理，污染的確變低，因此使用電動車一定會減少城市的空氣污染，再加上近年來電池從製造方式到回收技術都快速進步，發展電動車仍然是重要的選項之一。

氫能與燃料電池被視為終極環保能源但是困難重重

傳統電池直接使用化學反應產生能量，優點是能量轉換效率很高(80%以上)，但是充電需要比較長的時間；而使用燃料以內燃機(引擎)進行燃燒反應產生能量，優點是可以直接補充燃料，但是使用內燃機的能量轉換效率很低(30%以下)，科學家開始思考，有沒有一種方法同時具有「電池」與「燃料」的優點呢？於是燃料電池從此誕生了。

燃料電池和傳統電池的原理相同，都是將活性物質的化學能轉換成電能，但是傳統電池的電極本身是活性物質，會參與化學反應；而燃料電池的電極本身只是儲存容器而已，並不會參與化學反應(觸媒只用來引發化學反應)，必須將活性物質加入電池內，就好像我們的汽車補充燃料一樣，才能產生化學反應形成電能，是一種要補充燃料的電池，故稱為「燃料電池(Fuel cell)」。

儲氫技術價格偏高目前仍然無法擺脫石油

燃料電池使用氫氣與氧氣反應產生水，反應後排放的氮化物或硫化物極少，幾乎沒有任何污染，因此被視為終極環保的再生能源。但是燃料電池必須使用氫氣做為燃料。高壓儲氫技術如何把又大又重又危險的氫氣鋼瓶放在車上是個大問題；因此有國外公司開發出可以承受700大氣壓的航太複合材料儲氫瓶，可以取代氫氣鋼瓶，Toyota公司更在推出氫燃料電池車款Mirai，創下單次加滿氫氣可以行駛500公里的紀錄，已經是成功的商品了，那麼它的問題到底在那裡呢？

首先車上放了一個壓力這麼大的儲氫瓶是否安全是個問題，氫氣的來源則是更大的問題，大家都知道電解水可以產生氫氣與氧氣，問題是電解水產生氫氣的成本很高，而且這些電還是來自發電廠。為了降低成本，目前工業上主要是將碳氫化合物 (石油)以「 蒸氣重組」（Steam reforming）的方式分解生產氫氣，搞了半天還是要以石油做為原料，看起來人類要擺脫石油還真困難。

為什麼世界各國都訂定2030或2040年禁售汽柴油車？

很有趣的現象，世界各國都訂定2030或2040年全面禁售汽柴油車，為什麼是這個時間呢？主要還是覺得前面介紹的這些問題，包括充電站建置、電力基礎建設、新建大型發電廠，或是太陽能、風力發電等新能源開發，大約需要20年時間，因此選擇了這個時間點，問題是如果時間訂定了，卻沒有看到政府加蓋發電廠，那時間到了要怎麼辦呢？

不過各國政府爭先恐後這樣「宣誓」，還有一門不可言傳的心思，那就是老百姓對空氣污染已經忍無可忍，但是眼見要解決這個問題困難重重，宣誓「2040 年」禁售汽柴油車，等於是給老百姓一個交代，反正2040年是 20 年以後的事了，到時候站在台上的一定不是現在宣誓的這個人，這種只靠嘴巴說說就可以成功的「政績」，何樂而不為呢？

能源問題人人有責　不能把責任推給政府

經過前面的介紹，大家一定發現人類的能源問題沒有這麼簡單，政府該做的不只是靠嘴巴宣誓禁售汽柴油車，而是必須認真開始發展綠色能源。目前最大的問題在於：電價太便宜，造成使用者沒有節約用電的習慣，各種價格較高的「家庭能源管理系統」（HEMS：Home Energy Management System）乏人問津，電價如果真的大漲又會造成物價波動，受限於選舉與政治因素，要讓電價上漲也是困難重重，只能靠我們自己養成時時節約能源的習慣，才是最有效的方法。

責任編輯/周岐原

完整圖文內容請見：
https://www.storm.mg/article/3340151?mode=whole

♡