新能源–綠色能源（Green Energy）–上
台中市雙十國中自然領域王淑卿老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯
圖一、能源的分類。
綠色能源（綠能，green energy）又稱為清潔能源（clean energy），是指無污染的能量生產來源，能源獲得與使用都是較不會排放污染物的，對環境是零威脅是友善而尊重的，爲未來的下一代保留安全而完整的環境。綠能是指低碳燃料（Low Carbon Fuel），從燃料取得到利用都排放出較少的溫室氣體二氧化碳，可以減緩溫室效應的燃料。是指由太陽、水、風或生物質（biomass）等形式所產生的能 源，經科技處理再轉化為電力。
核反應爐（Nuclear Reactor）─冷卻 （Cooling）和反應率控制 (Reactivity control)
大葉大學機械與自動化工程學系吳佩學副教授/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯
思考問題：
1. 核反應爐與核武器最大的不同處？
2. 如何控制核反應速率？
核反應爐是一種啟動、控制並維持核裂變(Nuclear fission)或核融合(Nuclear fusion)反應的裝置。核反應爐與核武器最大的不同處是，核武爆炸瞬間所發生的是失控鏈式反應，但在反應爐之中，核變的速率可以得到精確的控制，其能量能夠以較慢的速度向外釋放，供人們利用。
核反應爐有許多用途，當前最重要的用途是產生熱能，用以代替其他燃料加熱水，產生蒸汽發電或驅動航空母艦等設施運轉。當前全部商業核反應爐都是來自核裂變的，其裂變產物可以生產核武器之中使用的鈽。
和傳統的熱電站一樣，核電廠也是通過蒸氣機驅動發電機發電 （圖1）。但是在核電廠裡，熱能是由核裂變的碎片的反衝能轉化而來的。核反應爐內因具有衰變熱，核能電廠停機後仍須保持冷卻。
圖1：和傳統的火力電站一樣，核電廠也是通過蒸氣機驅動發電機發電。因具有衰變熱，核能電廠停機後仍須保持冷卻。 （圖片來源：《核能發電概述》）
核反應爐分類（Classification of nuclear reactors）
大葉大學機械與自動化工程學系吳佩學副教授/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯
思考問題：
1. 比較常見的核反應爐是哪些？為什麼？
核反應爐有許多種不同的分類方法。
1. 按照核反應的類別
(1) 核裂變(Nuclear fission)：使用鈾和鈾的產品鈽作為燃料。其中又可分為：
(2) 核融合 (Nuclear fusion)：使用氫氣作為燃料。目前還在實驗階段。
2. 按照反應爐慢化劑 （neutron moderator）和冷卻劑 （coolant）不同：
日本核災對於全球核能政策的衝擊
美國Stony Brook University王瑜君物理學博士/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯
思考問題:
- 全球核能電廠的分布情況為何?
- 其他國家的核電政策因為日本核災而立即作了哪些調整?
日本核災引起全球社會對於核能發電安全的高度關切，不同國家卻有不同的反應。
未來趨勢評估
瑞士聯合銀行集團（UBS）4月12日的分析評估，福島核災可能會導致30家核電廠因此關閉，特別是那些位於地震帶和國家邊界的核廠。UBS也預測連高度擁核的法國也可能要關閉兩座核廠來回應日本核災後的批評聲浪。
徳意志銀行的評估認為福島核災是重要的分水嶺，讓國家在選擇未來能源時，重新檢視到底公共健康，安全，自然環境要佔有多少份量和價值。若以長期考量的角度來看，再生能源的優勢就凸顯出來，民意調查也是支持這個觀點。這分評估也建議多使用天然氣來作過渡期的替代品。
圖1：全球使用核能的狀況（2009年資料）。綠色方格是正在運轉的反應爐數字，白色是目前正在興建。 （圖片來源：作者改編自 “Nuclear power: When the steam clears” . The Economist (Mar 24th 2011 )，數據來源：World Nuclear Association）
挪威回收廢棄電子電氣產品：政策工具的靈活應用
美國Stony Brook University王瑜君物理學博士/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯
思考問題：
1. 挪威處理廢棄電子電氣產品的政策有哪些創新的地方？
2. 「多方利益相關者參與」可能會產生哪些優缺點？
回顧過去20多年的經驗，聯合國環境規劃署策劃的《全球環境展望 4》報告指出，「永續（或稱可持續）發展」（sustainable development）的成效取決於科技，社會和決策的三個層面的密切互動的過程。尤其是政策工具的靈活應用是重要的關鍵。以下簡介挪威處理廢棄電子電氣產品的實例。
多方利益相關者（multiple stakeholders）的參與和協商
挪威有全球最成功的回收廢棄電子電氣產品的制度，實行10年的時間中，回收率從5％增長到98％ 。挪威廢棄電子電氣產品的管制規章（根據《污染控制法》(Pollution Control Act)和《生產控制法》(the Product Control Act) 制定），是一個既考慮到讓多方利益相關者參與，又同時創新而靈活的政策工具例子。資訊和通訊技術（ICT）部門的蓬勃發展也同時製造越來越多固體廢棄物，其中往往含有高成分的有害物質，如重金屬。為了應付這些污染源問題，歐盟也制定了WEEE (Waste Electric and Electronic Equipment)（廢棄電子電氣產品）和RoHS （Restriction of Hazardous Substances）（有害物質限制）法令。
圖1：挪威回收的廢棄電子電氣產品等待進一步處理。相關的管制規章於1999年7月1日開始生效。 （圖片來源：Climate and Pollution Agency, Norway。 http://www.miljostatus.no/en/Topics/Waste/Waste-electrical-and-electronic-equipment/）
日本打造永續社會的藍圖與行動（4）：推廣3R日本經驗到亞洲和全球
美國Stony Brook University王瑜君物理學博士/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯
思考問題：
1. 日本有哪些實力來推廣自己的3R模式？
2. 其他亞洲國家有什麼理由來與日本合作？
日本曾經是帶動亞洲經濟發展領頭的先鋒。泡沫經濟之後的日本除了面臨經濟的衰退外，還要應付廢棄物處置的難題。2000年起提出的「健全的物質再生社會」（Sound Material- Cycle Society ，SMS)）規劃和「3R」（Reduce, Reuse, Recycle）行動計畫，配合日本高度發展的資源回收技術，獲得顯著的效果和國際社會的肯定。2008年起實施的第二階段SMS規劃更是有企圖心要將日本模式的3R 行動推展到亞洲各國。
圖1：塑膠廢棄物在日本，中國和香港的流動狀況。黑線的粗細與廢棄物重量成比例。 （圖片來源：Tanaka 2008）
日本打造永續社會的藍圖與行動（3）：資源循環領域和物流帳目
美國Stony Brook University王瑜君物理學博士/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯
思考問題：
1. 廢棄物處置除了技術問題外為什麼還要有空間性的考慮？
2. 具體明確的數字指標對政策推展有何助益？
高度工業化，但是又地窄人稠的日本社會戰後面臨了一連串的因環境而引起的社會問題。1970年實施的《廢棄物管理法》(The Waste Management Law)，是處理環境挑戰的一個重要里程碑。2000年之後日本又重新調整策略，提出「健全的物質再生社會」（Sound Material- Cycle Society ，SMS)）和「3R」（Reduce, Reuse, Recycle）行動計畫。2007年又大幅度更新SMS的目標和範圍，考量到環境治理的問題，無法只侷限在單一國家或區域，這個第二階段的SMS藍圖和策略，可以說是迎接全球環境治理挑戰的「日本模式」。
健全資源循環的領域（Spheres of Sound Material Cycle, SSMC）
由處理廢棄物的經驗中，日本當局體會到因為材料性質的不同，廢棄物的回收和再利用是與特定空間密切相關。例如，利用生質能（biomass）最好是在當地範圍才能達到環保和經濟上的最佳效益。而其他材質例如稀有金屬，因為需要高科技的回收技術，所以可能要運出國境外來進行回收處理。SSMC將空間範圍從小到大分類為4個循環領域：地方性資源循環（Local Material Cycle），區域性資源循環（Regional Material Cycle），全國性資源循環（Domestic Material Cycle），國際資源循環（International Material Cycle）（圖1）。
圖1：健全資源循環的不同領域。 （圖片來源：http://www.springerlink.com/content/y42r21n815q600r0/fulltext.pdf）
日本打造永續社會的藍圖與行動（2）：社會問題和價值觀轉變
美國Stony Brook University王瑜君物理學博士/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯
思考問題：
1. 廢棄物處置可能引發哪些社會問題？
2. 日本模式的永續社會強調哪些重點？
高度經濟發展下的社會問題
戰後到1970年代末期，日本社會處於急速經濟成長時期，工業起飛，社會日益都會化，大眾消費蔚為風尚。1960年代每人每天製造的廢棄物數量每年以6％的速度成長。而塑膠類垃圾則是每年成長25％。約40％的廢棄物就直接填地（沒有用土覆蓋）或丟棄在山區。而日本夏天潮濕炎熱，垃圾掩埋場成了蚊蟲和蒼蠅滋生的溫床。於是有了1963年的立法來管理在都會地區垃圾焚化的問題。之後1970年實施《廢棄物管理法》(The Waste Management Law)，是個重大的里程碑，因為：1）此法將垃圾分為二類：「市政廢棄物」（municipal waste）和「工業廢棄物」（industrial waste）。這也是首次在法規上定義出「工業廢棄物」。2）根據「污染者付費的原則」（the Polluter Pays Principle），商業界要為其商業活動所製造的垃圾負起清理的責任。3）如果商業界的產品最後成了垃圾，那麼商業界必須負責提供丟棄物件的可行管道。總之，基本原則是：商業界必須扛起處置廢棄物的責任。
圖1：日本每人國內生產總值（GDP）的變化（以1965年為1）和每人製造的廢棄物的關連。藍線：人均GDP，紅線：每人製造的廢棄物。圖中也可以看到2個重要的立法里程碑：1970年的 《廢棄物管理法》和2000年的《建立再生社會基本法》。二次石油危機時廢棄物數量也降低。（見內文） （圖片來源：MoE 2006, p. 32）
日本打造永續社會的藍圖與行動（1）： 3R原則的立法與成效
美國Stony Brook University王瑜君物理學博士/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯
思考問題：
1. 工業大國日本推動永續發展的策略為何？
2. 日本資源回收的成果主要歸功於哪些革新的制度？
日本面臨的挑戰和策略佈局
工業大國日本的經濟發展動力必須高度仰賴進口的能源和原料，人口稠密的空間條件也面臨大量廢棄工業生產品該何去何從的難題。日本的應對策略是從政府立法主導，可以說是命令/控制型管制 （Command-and-control regulations）的一種類型。日本當局甚至計畫要延伸到推展到亞洲鄰近國家。總體而言，日本的國家資源回收政策展現了三方面的企圖心：1）解決現實資源短缺和廢棄物處置的難題，2）為日本在面臨中國與印度的競爭中取得再生回收產業的先機，3)更可以將環保產業的經驗作為拓展外交的籌碼。
車諾比核電廠事故對社會文化的衝擊：以德國為例
美國Stony Brook University王瑜君物理學博士/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯
思考問題：
1. 車諾比核災除了有形的衝擊之外，還有哪些無形的影響？
2. 德國社會用哪些方式來處理災變後的恐慌？
圖1：2003年車諾比核電廠附近Prypiat市的教室， 整座城市災變後居民緊急撤離成為廢成。（攝影：Rüdiger Lubrucht）
1986年車諾比核災除了輻射落塵導致短期和長期的生理傷害，經濟上的損失，也在國際社會間造成社會心理和政治體制上重大的衝擊。以德國社會為例，車諾比核災引發廣泛對核能安全的戒慎警覺態度，出現了「風險社會」的名詞和討論，也因此成立聯邦環境部來應付環境問題的挑戰。文化媒體界則呈現了科學數字無法傳達的，直接和間接受害者的驚恐和創痛。2011年在日本福島核災之後3個月內，德國朝野政黨在廣大民意支持之下，一致支持2022年前境內核能電廠全部除役的決定。這股廢核的決心和行動的起始點，就是25年前車諾比事故的震撼經歷。