現代社會推動以電力取代化石燃料的過程中，對環境真的友善嗎？
斯創分享國際案例，回頭讓我們進一步思考未來城市能源永續的想像。
-
世界各地從公司到國家，在本世紀中之前達到「淨零排放」目標儼然成為氣候政策的重心，希望能透過各項措施將氣溫上升的幅度控制在2°C之內，進而減緩全球暖化帶來的衝擊。
然而，想要戒斷化石燃料成癮，勢必需付出一定的環境代價，特別是已開發國家中大家習以為常的手機上網、航空旅行、汽車通勤以及全天候便利的電力供給。以電力取代化石燃料除了需要開採銅、鋁、鋰和其他稀有金屬外，還需要考量太陽能板、風電機等再生能源機具的放置地點，以及生質燃料作物--柳枝稷（switchgrass）的面積。
一群美國西岸的科學家正研擬降低當地環境足跡以達到淨零排放的途徑：透過縝密規劃，可以在迴避半數敏感生物棲地以及珍貴耕地的前提下，設置大面積太陽能板和數座風力發電機，達成減少碳足跡的目標。
來自加州大學聖塔芭芭拉分校的環境科學家Grace Wu曾主導這項研究並說道：「這是件困難的事，但不代表不可能做到。」重新配置整體能源系統不是容易的差事，尤其像北美電網這樣被描述成「全世界最大機器」的規模。從各種發電管道（風力、太陽能、地熱、核能、天然氣、燃煤及石油等），到各方面的用電（交通運輸、製造、伺服器農場、觀看Netflix等），種種變因大幅提升計畫的門檻。Grace Wu曾與來自加州各大學、商管顧問、能源公司以及大自然保護協會的成員們討論各種實務方案及細節，評估陸地與海洋電力運輸的碳足跡，嘗試整合美西11州的電力系統，預計2050年以前達成淨零碳排。
為尋求解方，團隊開始一系列數據分析以及電腦建模。他們透過環境及土地利用資料找出適合設置風力發電廠的地點。收集發電及用電位置，進一步模擬路徑並估算成本。最後將所有資料統整在區域投資與營運模型(Regional Investment and Operation, RIO)，可以針對未來能源需求嘗試不同方案。接著盤點位於耕地、重要野生物棲地和相對未受破壞的景觀區上的替代能源使用。
受影響的程度令人難以置信：「與不需考慮碳排的電力系統相比，要在2050年以前將美西地區轉型成以再生能源為主的淨零碳排聖地得花上4.5倍的成本」。主因在於家戶將汽車更換成電動車、瓦斯爐更換成電陶爐等費用，其電力傳輸系統需求佔65%以上，另外生產能源需要用到的土地與海洋面積，也比不考慮碳排的發電系統高出11倍。科學家估計，推動淨零碳排的過程會產生約7萬到14萬3千平方公里的碳足跡，相當於將太陽能板、電纜、風力發電機與生質作物蓋滿半個新墨西哥洲的範圍才能抵銷。
研究人員表示：「不論是規模、速度或者能源基礎建設需要用到的土地面積都是前所未有的程度，但在適切規劃下，這樣的轉變不僅技術上可行且經濟實惠，更符合環境永續。」而最後的碳足跡總和也取決在細節中。若能源轉換越快，可以減少對液態生質燃料的依賴，也就降低大面積的土地利用。科學家發現，以政策配套引導【發電】遠離更俱生態或農業價值的土地，可將【發電】轉移到土地密集度較低的用途。舉例來說，施行保育政策下，太陽能發電將增加25%成本，但風力發電廠則減少26%。同樣的研究指出，推動保育將使總體能源生產成本上升3%，截至2050年合計將達到78億美金。
這些方案除了有助釐清選擇不同能源需要做的取捨之外，也顯示要加速兌現【淨零排放】需付出多麼驚人的代價，對於社會及政府也引發是否已經做好準備的討論。從現在起到2050年，低碳能源基礎建設需要以2到3倍的速度急起直追。其中最大的阻礙或許來自最不起眼的硬體設備：傳輸電線。Grace Wu提到：「架設州際高壓電線可能需要10年，部分時間是花在申請專案的許可上。而研究顯示，雖然保育政策越趨嚴謹，想要達到淨零碳排仍需架設超過1萬公里以上的新高壓電線。跟風力和太陽能發電廠許可比起來，我比較擔心架設電線被放行。」
資料來源：