這個世界運作的真相: 讀後心得
科技進步的兩難
世界發展太快, 從火箭發射, 低軌衛星服務, 一直到罕見病毒侵襲及處理器上的電路已經用堆疊方式來縮短資料傳遞時間等. 這龐大且複雜的資訊量已經超過常人能理解的程度. 而專業需要長時間培養(學徒時間)且領域是有限的, 當面對跨領域的問題時是否能指出正確方向和做對決定? 如果想要知道為什麼會形成這樣的困境, 這本書會以大框架並佐以許多實例和數據讓你去思考一些新的政策是可行? 還是不可行?
這本書的作者是瓦茲拉夫‧史密爾(Vaclav Smil), 他是科學家也是政策分析家(人口改變, 科技, 公共政策), 作者在這本書中從食物, 能源, 病毒, 基礎建設等不同面向來剖析問題, 詳細敘述人們如何處理這些議題, 議題之間的因果關係及對我們生活的影響是什麼. 我將所看到重點寫下, 最後說說我看完後的想法.
1. 我們前進的動力是哪些?
今日, 專家們利用新科技將累積的龐大知識運用在各個層面的服務. 現在又可利用各類生成式AI訓練出某些特殊領域的專業助手或是跨領域的通用工具. 當你我想要快速知道任何有興趣的人事物, 即使在不同的專業領域, 只要搜尋加上幾個指令(prompt)就可以跟不同的黑盒子互動並得到令人滿意的答案. 但是對這黑盒子處理的過程, 大概只是稍微理解或是跳過. 作者指出, 會發生這種速食文化, 對基礎知識不想瞭解(在書裡稱為”理解缺陷”)的原因在於大部分的人生活在都會區, 工作以服務業為主, 資訊快速傳遞. 大多沒有時間也不感興趣我們生活上基本需求(食物: 人所需能源, 燃料: 機械所需能源)和基礎建設的原料(金屬, 非金屬或水泥等)的關連性及變化, 另一方面, 只有少數人的工作是跟這世界運作的二個基本元素有關, 因為這些工作跟目前流行的大數據, AI, 半導體, 金融， YouTuber 等工作相比被視為過時, 傳統, 收入一點也沒有吸引力. 所以大部分的人已經不太瞭解生活實際運作.
我們先談談能源, 國際能源署於2023年發布的報告, 目前世界能源大概有80%來自化石燃料(石油, 天然氣和煤炭等). 從這裡可以看出我們非常依賴化石燃料. 書中指出, 以交通運輸來看, 雖然目前電動車越來越多, 整個運輸生態要使用再生能源, 會是更大的挑戰. 舉例來說, 目前最好的鋰電池, 根本還無法達到廣體噴射客機從紐約到東京, 但這是以煤油為燃料的波音和空中巴士客機每天在做的事. 而且這只是運輸業, 如果最終能源使用還涵蓋來自工業, 家庭和商業?
文中指出, 人口眾多的大國要完全依賴再生能源, 目前仍缺少的兩樣東西，一是大容量長期電力儲存才能支援間歇性的發電(日照時間, 風力). 另外是密集的高電壓電網. 才能從陽光充足和風力強大的地區傳送到都會區和工業集中的地區. 像丹麥, 總用電量小, 雖然電力儲存量小(依賴45%風力發電), 還可跟鄰國進口支援(瑞典: 水電核電, 德國:電力來自於許多種來源). 但德國的用電量為丹麥的20倍, 大容量的電力儲存就是必要的. (德國天氣陰霾時: 太陽能發電只有11%到12%)
有關人類的能源:食物, 我們每天所吃的主食, 水果等, 都直接或間接大量使用化石燃料. 規模小精緻的種植方式(例如溫室種植)或許可以利用分風力, 太陽能來發電. 但這種再生發電方式對於大規模的耕種, 播種, 施肥,收割, 儲存等農作相關的機械就很難運作. 而最後收成的穀物還需要卡車火車或貨船運送.
而且少了天然氣和石油。也很難生產所有的肥料和其他農用化學品. 簡而言之，如果不以化石燃料作為能源和原料的來源, 就無法替地球提供充足的食物。
我想提下作者所提到我們可能忽略的地方:
- 每個國家對核能發電的態度不一樣(安全問題). 而且核電廠建設投入成本高是否能取代現有便宜的選擇(美國的天然氣).
- 水力發電高度要有落差, 大型風力或太陽能發電廠需要幅員廣闊.(不能蓋在我家後院)
- 在使用再生能源前是否先減少能源浪費及碳排. 大家偏好休旅車, 但休旅車每年排放二氧化碳, 比標準汽車多約25%. 將藍莓從秘魯航運到加拿大, 它所提供的維生素C和纖維質, 也可以從其他碳足跡較少的蔬果來獲得. 聯合國舉辦的氣候變遷會議, 每年舉辦的地方不一樣. 包含柏林, 京都, 摩洛哥, 巴厘島, 巴黎等. 看起來與會代表喜歡到風景優美的地方旅行. 你有想過搭飛機去參加會議會產生多少碳足跡？
- 巴黎辦的氣候變遷會議的倡議無法阻止中國煤炭繼續大量開採. 無法阻止全球對大型休旅車的偏好. 也無法阻止家庭繼續買新的空調.
2. 如何支撐日常運作?
如果沒有大量使用化石燃料(煤炭, 水泥, 石油和天然氣)及其衍生物(金屬, 塑膠等). 我們所有的基礎設施, 交通建設以及日常生活是無法運作的.
作者舉了二個代表”綠電”的範例. 第一是風力發電場, 需要大量的鋼鐵水泥和塑膠(中型風力機風扇需塑膠約15噸), 也需要卡車運輸及吊車安裝, 最後還要以潤滑油維護. 第二是電動車, 需要大約200公斤的塑膠, 鋼和鋁, 以及450公斤的鋰電池, 如果2050年汽車中的25%-50%是電動車的話, 接下來鋰電池內的鋰, 鈷及鎳在短時間內有大量需求(鋰:18–20倍, 鈷: 17–19倍, 鎳: 18–31倍), 其中鈷有很大部份還是在剛果用童工徒手挖掘.
假設再生能源能滿足未來電力需求後, 還要想下再生能源如何能產生新材料來替代現有化石燃料以維持經濟.
附帶一提, 最近看到以綠氫加氣站(以再生能源發電產綠氫，目前最接近商業化的技術是水電解產氫發電產綠氫)來取代充電樁, 但充氣站少而且陸續關閉中, 看來綠氫的發展也是問號?
3. 預測的結果是?
未來不是預先注定的, 結果會取決於我們所採取的行動. 作者以這句話劃下這本書的句點.
這句話讓我想到, 當面對未知的事件(例如上面所提的產生新的再生能源)到底是以加法的方式產生新的口號(不見得做得到)比較好還是以減法方式來優化現有作法. 舉幾個書中的例子:
以新冠肺炎來說, 早在2010年就預測下一次病毒全球大流行時, 第一年全球會死200萬人, 這跟實際結果接近, 但沒有預測到死亡率最高是在富裕的西方經濟體(西方的醫療保健系統較健全), 且美國及歐洲(死亡率最高前十國)都比中國高. 即使疫情蔓延後, 戴不戴口罩, 專家說法及各國作法也都不ㄧ致. 最後我們還是回到在室內待14天(雖然疫苗有問世, 但無法治療重症患者), 做好防疫措施.
阿瑞尼斯(S. Arrhenius) 在1908年提出,空氣中二氧化碳比例增加一倍, 會使地球表面溫度增加攝氏四度. 1979年, 美國國家科學研究委員會將此理論值設定在攝氏1.5度-4.5度. 在一世紀多後, 聯合國”政府間氣候變遷專門委員會(IPCC”)”第五次評估結果是攝氏1.5度-4.5度也跟阿瑞尼斯所做的預測一致. 真正執行的脫碳措施為更高的效率轉換(火力發電, 水力發電), 電力發電方式不同(煤炭轉成天然氣), 使用影響較小的副產品(材料回收). 直到最近開始脫碳發電(風力, 太陽能), 所產生的效果已被中國, 印度等亞洲國家所產生的溫室氣體排放所抵消.
新冠肺炎提醒我們, 訂出全球遵循的標準程序是將影響降到最低的最好方式. 因為我們看到的是各個國家政策不一樣, 甚至同一國家不同地區的規定都不一樣.
或許我們減少現有能源浪費會比新引入的能源替代方案(需要更多化石燃料, 排放更多二氧化碳)更容易減緩碳排放. 例如書中所提到, 在寒帶國家的舊房子可以從一層玻璃換成三層玻璃, 牆壁使用保暖材質, 強制使用高效率的天然氣暖爐. 天氣溫暖的國家, 窗戶是否密閉得當, 減少安裝窗型冷氣所造成的冷氣外洩. 購買休旅車的限制, 電動車所產生的脫碳效應跟休旅車所產生的二氧化碳是小巫見大巫(如下圖, 休旅車所造成二氧化碳排放量增加, 僅次於發電, 領先重工業, 卡車運輸及航空業).
後話: 謙虛地面對, 有效的承諾
人工智慧是經過長時間的資料與運算能力累積, 今天才能幫助我們解決不同問題. 處理器的強大也是走過龐大又慢速的真空管時代. 化石燃料一直是經濟成長的主要來源, 不會因為氣候會議的全球協議(事實上, 各國說是遵守卻無約束力), 我們就可以在2050年完全脫離它們.
我很喜歡作者提的一句話, “我們必須承認自己的理解有限, 以謙遜的方式面對所有挑戰”. 因為我們不知道未來會如何, 所以專注於現在我們可以做的.