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【唐獎】石油危機 讓能源效率教父扭轉耗能文化

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【唐獎】石油危機 讓能源效率教父扭轉耗能文化

圖片來源:唐獎官網

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【唐獎】石油危機 讓能源效率教父扭轉耗能文化

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第二屆唐獎永續發展得獎人,90歲的美國勞倫斯柏克萊實驗室榮譽傑出科學家亞瑟 羅森費爾德(Arthur H. Rosenfeld),被稱為「能源效率教父」。如果不是因為他,我們今天使用的冰箱與冷氣可能是史上最耗電,10個地球的資源恐怕都不夠我們用。

2013年,歐巴馬總統頒給羅森費爾德「美國國家科技創新獎章」,表揚他對能源效率領域研究的貢獻。最著名的例子是全美用電量銳升時,加州的用電量卻維持一定水準,被稱作「羅森費爾德效應」。

羅森費爾德在加州能源委員會服務期間(1990-2010),也致力於發明省電、低能源耗損的冰箱、電視、燈具等,因為這些努力,從1978年算起,加州能源委員會替加州居民共省下660億美元。

9月24日上午,第二屆唐獎得獎人在台北發表專題演講。美國加州大學柏克萊分校土木及環境工程教授卡吉爾(Ashok Gadgil)博士,是羅森費爾德的得意門生,今天代高齡不便長途旅行的他領取榮譽並發表演說,以下為他的演說紀要。

我的老師羅森費爾德,1926年出生於阿拉巴馬州,他一開始的研究領域是理論性的粒子物理學,但在1975年他的研究大轉向,改研究能源效率。

1970年代的石油危機改變了一切。美國人擔心,二戰以來的經濟繁榮是否將無以為繼。這個危機讓大家開始問不一樣的問題。羅森費爾德每天晚上從研究室回家時,開始覺得納悶:為何舊金山灣區的摩天大樓,從早到晚都燈火通明,就連半夜也是一樣?

他探究之下才發現,原來這些大樓的燈光根本沒有開關,長年保持亮著。因為「節約能源」的觀念還沒有出現在美國人腦袋裡。

當時加州的房屋普遍沒有隔熱設備,房屋保溫效果極差,沒有人在意空調耗電效率。當時加州最流行的日光燈規格是200瓦,廠商鼓勵人們用50瓦的舊燈泡來換新燈泡,因為業者認為用愈亮的燈泡,人們會更願意購買新房子與家電。換句話說,消耗能源是一件再平常不過的事。

石油危機之後,羅森費爾德重新定義了美國人對能源的想法。

之前的美國社會,在意的是如何持續供應足夠的能源,以支持社會的發展需求。在這樣的前提下,人類對能源的需求永無止盡,因此需要不斷開採石油、煤炭、天然氣等能源。

但羅森費與德換了一個問題,他開始研究,如何以最有效率與最省成本的方式,達到社會發展的需求?

他開創了跨領域的能源研究典範,幫助政策制定者做出最有益能使用效率的政策。

因為他的想法,催生了一系列重要的能源科技革新。例如日光燈泡,可以比一般日光燈管省下將近8成的電力消耗,以及讓可見光進到屋內但同時能隔熱的智慧型窗戶,大幅降低空調使用能耗。

他的實驗室也協助開發了建築耗能分析軟體,讓1980年代之後在加州新建的建築,都必須符合一定的耗能標準。

從2000年開始,他被任命為加州能源委員會委員,透過發展家電與建築節能技術,大幅控制加州的耗能。加州的家電例如冰箱與冷氣,耗能標準是全美最嚴格,後來也演變成美國的全國標準。

冰箱有多耗電?二戰後的冰箱能源消耗逐年攀升,從每年400瓦攀升到1970年代的1800瓦,在石油危機之後,大家愈來愈注重耗能,讓這數字逐年下降,2007年已回到1947年時的水平,冰箱的平均價格也從最高峰的1200多美元降低到不到500美元。能源效率的提升,讓冰箱雖然體積愈來愈大,卻愈來愈省能。

因為羅森費爾德的努力,1975年後,全美用電量直線攀升,但加州的用電量卻維持在一定的水準,被稱之為「羅森費爾德效應」。1980年至2006年間,加州因為修改家電與建築等標準,累計省下的能源高達5萬吉瓦(GW)。

建築法規也往低耗能方向發展。1993年,加州聖荷西還有很多屋頂漆成黑色,2001年,大多數屋頂都已經漆成白色,降低建築吸熱與提高空調效率,預估減少了8成的二氧化碳排放。

羅森費爾德對美國的能源政策有深遠影響,引領了半個世紀以來人們對能源效率的重視,也扭轉了科技發展的方向。

最後我想以羅森費爾德曾說過的一句話作結:「沒有任何物理原則規定,人類社會在追求繁榮同時不能達成環境永續的目標,我們的成敗端看我們問出什麼樣的問題,以及採取什麼樣的行動。」

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