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大衛麥凱:務實探討再生能源。

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    工業革命開始時,
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    埋藏在英國地下的
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    煤礦蘊藏量相等於
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    沙烏地阿拉伯的石油蘊藏量,
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    這些煤炭推動了工業革命,
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    讓大不列顛夠格稱為「大」國
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    也讓英國短暫地稱霸世界。
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    時間來到1918年,英國的煤產量升至頂點,
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    此後便一蹶不振。
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    其間,英國開始使用北海的
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    石油和石油氣,而2000年時,
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    北海石油與石油氣的產量
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    也達到了顛峰,現在正在衰退。
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    觀察這些有限的、容易開採的、
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    本土的、安全的化石燃料,
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    讓我們有股衝動要問:「接下來會怎樣?
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    化石燃料用盡後,生活會變成怎樣呢?
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    我們不是應該殫思竭慮
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    擺脫化石燃料的方法嗎?」
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    另一個動機,當然是氣候的轉變。
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    而人們論及化石燃料耗盡後的生活,
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    與氣候變化的補救措施時,我認為其中有很多誤解,
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    很多表裡不一的廠商,很多誤導的廣告,
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    身為物理學家,我有責任
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    指引群眾避開譁眾取寵的話術陷阱,
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    協助群眾瞭解那些能實質改變現狀的行動,
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    並集中焦點於合情理的想法。
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    讓我以物理學家所謂的
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    「信封背面的算式」來闡述此事。
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    我們喜歡「信封背面的算式」。
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    你提出一條問題,你寫下一些數字,
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    然後你自己找答案。
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    這樣未必能作到精準,但可能會讓你發出沉吟之聲:
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    「嗯。」
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    那麼問題來了:想像一下,如果
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    我們說:「是啊,我們能擺脫化石燃料。
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    我們會使用生化燃料。問題解決。
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    運輸方面,我們不再需要石油了。」
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    好,我們用在路邊種草叢
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    來培植生化原油如何?
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    需要多少面積的草叢才能成事呢?
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    好,我們來代入一些數字。
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    假設我們的汽車以每小時60英哩行駛,
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    假設這些車子每加侖可以行駛30英哩。
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    那是歐洲新車款的平均數。
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    就是說生化燃料製造廠的產量
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    是每年每平方頃1,200升的生化燃料。
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    這是歐洲生化燃料界的現況。
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    再假設每輛汽車的間距是80米,
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    而且每輛車都是恆動地
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    行駛於道路。
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    道路的長度無所謂,因為道路愈長,
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    我們的生化燃料廠就越多。
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    我們怎樣用這些數字運算呢?
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    好,你們用第一個數字,
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    然後用餘下的三個數字除之,結果是八公里。
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    那就是答案。
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    那就是各廠房間該有的距離,
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    基於以上的假設。
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    對此,你可能會說:「嗯,
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    這件事好像沒那麼容易。」
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    你也許還會想,關於土地面積
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    可能有某些爭議,而今天這次演說,
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    我想談談土地面積,還要問問各位,
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    土地面積是否有爭議?答案是有,
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    但需取決於你居住的國家。
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    所以我們就英國開始,
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    因為那是我們現在住的地方。
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    英國的能源消耗,
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    能源消耗總值,不只是運輸,而是囊括全部,
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    我喜歡以燈泡來量化這數字。
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    那就像我們每個人全天開着125顆電燈泡,
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    每人每天125千瓦,
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    這就是英國的能源消耗量。
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    所以共有40個電燈泡可用於交通,
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    40個電燈泡可用於暖氣。
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    40個電燈泡可用於發電,
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    比起那三條「大魚」,
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    其他的相對來說小得多。
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    其實,如果我們將進口產品的實際耗能也計算進去,
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    廠房所需的面積會更大
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    而今天這些能源有百分之九十
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    仍來自化石燃料,只有百分之十
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    來自其他較環保的──可能較環保的──資源,
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    如核能和再生能源。
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    因此,
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    這就是英國的情況,而英國人口密度
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    是每平方公里250人,
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    現在我要讓你們看看其他國家
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    以相同兩種計算方式的結果。
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    在垂直軸,我會指出
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    有多少電燈泡──也就是我們的個人能源消耗量,
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    我們的個人消耗量是125個電燈泡,
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    而那個小藍點表示的是
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    英國的土地面積,
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    而人口密度就在橫線軸,
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    我們每平方公里有250人。
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    然後我們以藍色標示加入的歐洲國家,
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    你們會發現差異相當明顯。
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    我必須強調,這兩條軸線
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    都是對數。你們從這條灰線
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    移到另一條灰線時,差異是10的平方。
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    再來,我們用紅色標示加入的亞洲,
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    以綠色標示中東和北非,
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    以藍色標示次撒哈拉非洲,
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    黑色是南美洲,
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    紫色是中美洲,
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    然後是噁心的黃色,北美洲、
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    澳洲和新西蘭在此。
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    你們可看到,這些地區的人口密度
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    以及人均消耗量的差異極大。
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    每國家各有不同之處。
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    左上方是加拿大和澳洲,土地面積龐大,
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    人均消耗量也極高,
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    每人200 至300個電燈泡,
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    而人口密度非常低。
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    右上方的巴林的人平均能量消耗
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    幾乎和加拿大ㄧ樣。
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    每人超過300個電燈泡,
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    但是這國家的人口密度高了300倍,
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    每平方公里1,000人。
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    右下方,孟加拉和巴林人口密度相若,
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    但人平均消耗量只有百分之ㄧ。
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    左下方,嗯,罕無人煙。
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    但這裏從前有一大群人。
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    這張圖表還蘊藏了另一則訊息。
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    我在蘇丹、利比亞、中國、印度、孟加拉
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    後頭加上了藍色細線。
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    那是15年來的進展。
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    15年前他們在何方?而今天他們又在哪兒呢?
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    另一個訊息是,大部分國家都在向右移,
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    還會向上移。
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    上右方,人口密度更高
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    人均消耗量也更高。
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    所以,也許我們還沒到最右邊的上面,
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    有點奇怪的是,英國之後接著
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    德國、日本、南韓、荷蘭,
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    和一連串有點古怪的國家,
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    不過很多其他國家正向右上方移動,
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    準備加入我們。
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    所以如果要用比喻,我們像是一種未來的寫照,
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    那些國家也可能會步上我們的後塵。
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    現在我在圖表上又加了幾條粉紅線,
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    由左上向右下。
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    用這幾條線劃分單位土地耗電量相同的區域,
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    計算單位是每平方米消耗的瓦數。
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    所以,舉例來說,中間線那條線,
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    每平方米0.1瓦,是沙地阿拉伯、挪威、
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    墨西哥的單位土地能源消耗,以紫色顯示,
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    和15年前的孟加拉,
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    而世界人口有一半都住在
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    這條線右上方的國家。
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    英國目前的消耗量是
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    每平方米1.25瓦。
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    德國亦然,而日本的消耗量稍高。
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    好,我們現在來
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    說說為何這件事意義重大,為何意義重大?
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    我們用相同面積使用再生能源來計算,
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    或是相同面積使用其他形式製造的能源。
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    我們使用的能源有90%要依賴石化燃料,
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    使用再生能源是劃時代的解決方案之ㄧ。
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    我們現在有幾種再生能源。
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    歐洲地區的農產能源
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    每平方米可提供0.5瓦。
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    這代表什麼?你們可能猜到答案了,
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    基於我剛剛對你們說過的,
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    生化燃料製造廠。
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    好,我們每平方米消耗1.25瓦。
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    這代表即使我們將能源農作物
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    種滿整個大英帝國,
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    也無法滿足現今的能源消耗量。
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    風力能源的產值稍高,
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    每平方米2.5瓦,但那也不過比每平方米1.25瓦
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    多ㄧ倍而已。
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    那表示,如果我們要用風力發電來
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    供應全國所有的能源消耗,
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    我們需要的風力發電廠將占據半個英國。
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    附帶一提,所有的假設我都有數據支持,
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    其次,讓我們看看太陽能。
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    太陽能板,在英國,我們在屋頂設置太陽能板時,
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    每平方米大約能產生20瓦。
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    如果我們真的想大量使用太陽能板發電,
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    我們得採用傳統的巴伐利亞耕作法,
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    鋪完屋頂後我們要跳下來,把郊野農地也鋪上
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    太陽能板。
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    太陽能電廠,因為板子之間有空隙,
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    產能較少。太陽能產生的能量
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    大約是每平方米的土地 5 瓦。
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    這是佛蒙特洲ㄧ間太陽能發電廠的實際數據,
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    每平方米4.2瓦的產能。
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    記着我們住哪兒,每平方米1.25瓦,
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    風力發電廠2.5瓦,太陽能發電廠大約5瓦。
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    所以,無論如何,無論我們選擇了哪種再生能源,
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    我們的啟發是,無論我們如何搭配使用這些再生能源,
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    如果英國想依賴這些再生能源,
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    這些再生能源的裝置
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    大約會覆蓋英國國土的
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    百分之 20 或 25。
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    我不是在批評這個點子。
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    我們必須了解這些數據。
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    我絕對不是反對再生能源。我愛再生能源。
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    但我也喜歡算術。(眾笑)
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    將太陽能發電裝置集中於沙漠,
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    產生的能量較高,因為這樣不會有
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    雲層遮蔽的問題,
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    所以這種設施的產能是每平方米14瓦,
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    這個是每平方米10瓦,
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    西班牙的這個是每平方米5瓦。
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    以太陽能做為發電主力,
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    我認為每平方米20瓦的電力
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    絕對沒問題,所以這是可行的。
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    當然,英國沒有任何沙漠。
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    至少目前還沒有。(眾笑)
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    這是至此為止的總結
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    所有這些再生能源,和我對它們的愛一樣,到處都是。
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    所有再生能源每單位面積的產能都不高,
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    我們要接受這項事實。
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    那表示,今天如果我們真的想用再生能源
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    來大幅改變像英國這種國家的
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    能源消耗量,
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    我們設想的再生能源設備的規模
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    是國家級的,不是蓋滿整個國家,
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    而是國土的某個區域,可觀的區域。
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    還有其他方式能產生能源,
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    其中不包括化石燃料。
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    那就是核能,而這張地形測量圖上,
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    我們可以看到賽滋威爾 B 核電廠
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    位於ㄧ片方形的藍色中。
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    意思是一平方公里 10 億瓦,
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    產量達到每平方米1,000瓦。
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    由於這個度量的產值那麼高,核能
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    不像再生能源那麼佔空間。
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    當然,其他的度量也很重要,而核能
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    有許多公共安全方面的問題。
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    但再生能源亦然。
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    這是一場激進的諮詢行動現場照片,
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    地點是愛丁堡市郊的ㄧ座小鎮,潘尼庫克,
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    你們可以看到,潘尼庫克的小孩正對著
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    燃燒的風車高聲歡呼。
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    所以我們無法滿足所有人,我們必須
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    秀出所有的選擇。
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    像英國這種國家能提供甚麼選擇呢?
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    其實,在我看來,選擇有三:
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    再生能源,並承認這個產業需要整個國家
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    傾力支持;其他國家的再生能源,
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    我們能放下身段去找圖表左上方的
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    那些國家,非常有禮貌地說:
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    「嗯,我們不希望再生能源設備蓋在我們的後園,
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    然後,嗯,請容許我們把這些設備蓋在你那裏好嗎?
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    那個選擇需要嚴肅看待。
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    這是全世界解決這種議題的方法之ㄧ。
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    像是澳洲、俄羅斯、利比亞、哈薩克這些國家
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    可能是我們再生能源業最好的朋友。
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    第三個選擇是核能。
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    這幾個可供人民選擇。
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    除了推行方案供人民選擇之外,
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    我們要記住,我們需要大量的再生能源,
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    因為此時此刻,
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    我們有百分之九十的能源來自化石燃料。
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    除了那些手段之外,我們可以討論出其他方式
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    來解決這問題,也就是,我們能降低需求,
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    而那表示減少人口
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    ─ 我不確定該怎麼做 ─
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    或減少人均消耗。
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    所以我們來討論三個規模更大的手段,
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    對於減少消耗有真正的幫助。
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    首先是運輸。這裡的幾條物理定律告訴你
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    如何減低運輸過程的能源消耗,
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    人們通常會說:「對啊,科技能回答任何問題。
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    我們能製造效率高 100 倍
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    的汽車。」這就快要成真了。我讓你們看看,
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    這款典型汽車的能源消耗
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    是每百人每公里每小時 80 千瓦。
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    那是一般的歐洲車款。
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    每小時 80 千瓦。我們能否利用我剛才列舉的
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    那些物理定律來製造效率高一百倍的東西嗎?
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    可以。就是這個。那是款單車。這款單車的效率高了 80 倍,
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    而且是生化燃料推動的,提煉自維多麥。
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    (眾笑)
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    其中還有其它選擇,因為車裡的小姐
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    可能會說:「不行,不行,
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    那是生活形式的改變,請不要改變我的生活方式。」
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    好,沒關係,我們可以說服她搭火車,
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    這還是比開車遠遠有效率,
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    不過這可能需要改變生活方式,
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    或是選擇環保汽車,在左上方。
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    車內的空間容納ㄧ位年輕人綽綽有餘,
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    高度比交通錐還矮,
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    車子的效率幾乎和單車一樣,
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    前提是你以每小時15英哩行駛。
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    這些選擇中,也許還有更實際的手段
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    改善運輸,可用電動汽車,
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    所以選項中的電動單車和電動汽車
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    它們的效率也許能比汽油驅動的
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    傳統車輛高出四倍。
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    再來,還要解決暖氣。
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    我們的暖氣設備消耗了英國三分之一的能源,
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    有許多是自宅暖氣。
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    而其他的用於大樓的室溫加熱和熱水。
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    這是一間典型的英式破屋。
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    這是我家,屋外停的是法拉利。
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    我們該怎樣做呢?
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    嗯,物理定律寫在上面,
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    這些定律說明了 ── 你們能控制甚麼東西來
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    影響加熱消耗的能量。
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    你們能控制的是溫度差異,
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    屋內和屋外的,另外還有這種
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    特別的科技,叫恒溫器。
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    握着它,向左邊轉,
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    你們家的能源消耗會減少。
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    我試過。真的有用。有些人稱之為生活方式的改變。
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    你們可以請清洗管道的人過來,察看大樓的管線有沒有破損
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    ── 將絨毛靠在牆上,將絨毛放在屋頂
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    還有新裝好的前門,以此類推,
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    令人傷心的事實是,這樣能幫你們省錢。
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    這不傷心,這是好事,令人傷心的事實是,這樣
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    只能減少你們家大樓約四分之一的外洩量。
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    這些都是好主意,如果你們願意執行。
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    如果你們真的希望這種破房子
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    能更接近瑞典的建築標準,
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    你們要在建築物外牆鋪設絕緣體,
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    正如這棟倫敦的大樓。
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    你們還能用熱力泵來大幅提升加熱效率,
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    那就是少用點像電力這種的高階能源,
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    將熱能由你們的後園轉移到屋內。
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    我想說的第三個選擇替代方案,
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    第三個減少能源消耗的方法是,
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    注意你們的電表。
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    大家常常提到智能量錶,
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    不過你們可以自己來。
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    用你們眼睛,放聰明一點,注意你們的電錶,
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    如果你們跟著我做,能改變自己的生活。
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    這是我製作的圖表。
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    我正在寫ㄧ本有關永續能源的書,
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    有個朋友問我:「你在家會用多少能源?」
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    我尷尬不已。我自己也不太清楚。
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    所以我開始每星期察看電錶,
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    這張圖表的上半部是
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    就是電表的度數,然後最底下的綠色數字
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    是 2007 年的度數,我從那時開始
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    每週查看量錶,我的生活因而改變了,
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    因為我開始實驗各種方式,
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    看看會造成何種差異,我使用的天然氣
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    大幅度下跌,因為我開始著手
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    修補恆溫裝置的管路,然後我留意加熱的時間,
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    而我的天然氣帳單少了不止一半。
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    我的用電量也是類似的情況,
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    將一直開着的DVD播放機,音響,
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    和電腦周邊設備的電源關掉,
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    只在需要的時候打開,
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    讓我的電費帳單減去三分一。
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    所以我們需要循序漸進的計劃,我跟你們說過了
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    六種大動作的手段,我們需要高調進行,因為我們有
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    九成能源來自化石燃料,
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    因此你們需要努力推行這些方法,至少要推行大部分。
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    這些手段大部分都有公共安全的問題,
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    而如果有哪個手段不合你意,
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    那麼請謹記,這表示你們需要
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    付出更多的努力來執行其他手段。
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    我個人大力倡導理性對話,
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    討論要基於數據和事實,而我想要
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    這地圖做總結,將土地與其他方面的需求
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    具像化給你們看,務求能讓每個人
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    分到 16 個電燈泡,
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    由這四個有潛力的豐富資源提供。
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    如果你們想分到 16 個電燈泡,請記住,
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    現今我們的能源消耗量等同於 125 個電燈泡。
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    如果你們想讓風力提供16個燈泡,這幅地圖把英國的
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    解決方案具象化了。160 座風力發電廠,
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    每座的大小是100平方公里,
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    是今天風力發電廠總面積的
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    二十倍大。
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    核能,如果要每人分到 16 個電燈泡,你們需要
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    讓這張地圖上的每個紫點提供二十億瓦的能源
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    這個升幅是現今核能發電量的
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    四倍之多。
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    至於生質發電,如果要每人分到 16 個電燈泡,你們需要
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    的土地面積大約是三個半的威爾斯公國,
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    不是蓋在我們國家,就是蓋在別的國家,
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    可能是愛爾蘭,可能是其他地方。(眾笑)
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    而第四個替代供應方案,把別人的沙漠
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    的太陽能集中運用,
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    如果你們想分到 16 個電燈泡的電力,
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    那我們就要說到右下方
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    這八個六角形。
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    這些六角形的總面積
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    是別人的撒哈拉沙漠,佔地是大倫敦地區的兩倍,
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    你們需要架設輸電纜,橫越西班牙和法國,
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    才能將電力由薩哈拉沙漠牽到 (英國南方的) 薩里郡。
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    我們需要循序漸進的方案。
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    我們要停止吵鬧,開始討論,
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    如果我們的對話夠理性,
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    設定一個循序漸進的計劃,開始建設,
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    或許這場低碳革命
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    到頭來會相當有趣。非常感謝大家的聆聽。
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    (掌聲)
Title:
大衛麥凱:務實探討再生能源。
Speaker:
David MacKay
Description:

再生能源廠需要耗費多少土地興建,才能有足夠的產能以應付像英國這種國家所需?全國規模。這場務實的演說中,大衛麥凱以基本數學為導覽向我們解說,選擇永續能源有哪些令人憂慮的限制,並解釋為何我們仍須以其為目標。 (Filmed at TEDxWarwick.)

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Video Language:
English
Team:
TED
Project:
TEDTalks
Duration:
18:35
  • 你好,我更動了一些地方,麻煩看看是否合適
    謝謝

Chinese, Traditional subtitles

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