摸蜊仔兼洗褲，一兼二顧：
聚焦短期氣候污染物 - 減緩暖化、保護健康

 文／王瑞庚 中心博士後研究員、周桂田 中心主任、台大國發所教授

　　許多短期氣候污染物（Short-Lived Climate Pollutants, SLCPs）對暖化影響遠勝於二氧化碳（評估未來20年之影響）。由於這些污染物除了造成全球暖化，亦是對人體健康有顯著危害，因此，聚焦改善短期氣候污染物排放，等於同時減緩暖化與保護健康，效果可謂一舉兩得。短期氣候污染物因為其影響立即、全球暖化潛勢高，再加上各國過去較少改善方針，因此短期氣候污染物減量被認為是「低垂的果實」，國際上也愈來愈重視改善短期氣候污染物。

一、氣候污染物 長短有分

　　造成溫室效應的物質，除了我們所熟知的二氧化碳，還包括在大氣存在時間較短的一些人為污染物，即今天的主角「短期氣候污染物」。

　　臺灣民眾這幾年已經深切感受到極端天氣和氣候的威力。臺灣自己的旱澇交替，高溫和瞬間雨量都在創紀錄或逼近紀錄，望向全世界，看到格陵蘭的大草原、北極圈的冰融，南歐在暴風雪、北歐卻在酷熱。減少溫室氣體排放，已經從過去少數人的理想和志業，變成每位地球公民迫切的危機和關注焦點。不過很多人可能不知道，溫室氣體還能分為長期氣候污染物和短期氣候污染物（Short-Lived Climate Pollutants, SLCPs），造成的影響樣態、減少排放的方法也有所不同。

　　二氧化碳是排放量最大的長期氣候污染物。二氧化碳其實在自然界中大多不會隨著時間的推移而被破壞，而是在海洋、大氣、陸地系統的不同部分之間移動。一些過量的二氧化碳會很快被吸收（例如，被海洋表面吸收），而只有留在大氣中的二氧化碳會造成溫室效應。粗估有65% - 80%會在20 - 200年間溶解在海洋裡，但有些會在大氣中保留數千年之久（IPCC, 2013 ; Etheridge et al., 1996）。另外俗稱笑氣的一氧化二氮（N2O）可在大氣中存在121年，而含氟氣體（Fluorinated gases）部分可以存在百年至萬年，但也有短期的。

　　每種氣候污染物存在大氣時間不一樣，所造成的溫室效應也大不相同。推估在一段特定時間長度下，該氣候污染物對全球暖化造成的影響，稱為全球暖化潛勢（Global warming potential, GWP；或譯全球升溫潛能值），GWP通常將二氧化碳的潛勢定義為1，然後推估其他污染物的影響倍數。例如一些媒體經常提到，甲烷造成的溫室效應是二氧化碳84倍，乃引用IPCC 第五次評估報告以20年評估時間的數據，若以100年為評估時間則是介於28-34倍（IPCC, 2013）。甲烷在第六次評估報告則為80.8（非化石燃料產生）- 82.8（化石燃料產生）（ERCE, 2021; IPCC, 2021）。甲烷這類在大氣中存在時間較短，但顯著造成溫室效應的污染物，即是短期氣候污染物。

二、短期氣候污染物 來源與健康影響

黑碳
　　幾種主要的短期氣候污染物來源各有異同，除了造成全球暖化，它們對健康也都有顯著危害。圖1中是目前全球最急迫關注的短期氣候污染物，分別為黑碳（Black Carbon, BC）、甲烷（Methane CH4）、臭氧（Ozone）和氫氟碳化合物（Hydrofluorocarbons, HFCs），以及它們存在大氣時間與全球暖化潛勢。黑碳的全球暖化潛勢（20年評估值）是二氧化碳的900倍，其中來源占比最高的51%來自家庭能源使用（CCAC, 2018），特別是傳統烹飪方式（直接燃燒煤炭或柴作為烹調）或用於取暖，其次是交通污染的26%和農業的8%，工業與燃燒廢棄物等佔15%。不過，黑碳影響範圍較具區域性，例如PM_2.5中的黑碳，最遠雖可達數百公里（仍然是全球尺度的小區域），但大多在這個範圍以內，就會因為遇水汽結成雲、降雨或高山阻隔等各種天候與地理因素，而從大氣中回到地面。許多原生性懸浮微粒（即PM₁₀、PM_2.5這類粒狀污染物，亦稱氣膠）都是黑碳組成，科學已經證明它們對健康的危害（WHO, 2012）。許多黑碳主要來源為家庭固態燃料燃燒，以此空氣污染來計算，2019年大約231萬人死亡以及近1億人損失一年健康（IHME, 2019）。

圖1 短期氣候污染物簡介

資料來源：UNEP(2014)； CCAC(2018)a；作者翻譯、補充與重製。

甲烷
　　甲烷是典型容易改善且效益大的短期氣候污染物。IPCC《第六次氣候變遷評估報告（AR6）》中提醒各界關注甲烷，因其暖化影響力高於二氧化碳（20年評估在80倍以上）。快速且強而有力地使甲烷持續性減量，也可以限制由氣膠污染下降所引起的暖化效應，以及改善空氣品質。AR6報告所提供的堅實證據，告訴我們甲烷、氣膠和臭氧前體（氮氧化物和揮發性有機物）這類空氣污染物的排放與大氣濃度的變化，會導致短期和長期的全球暖化（IPCC, 2021）。甲烷的全球排放比例，農業和畜牧業佔42%，煤礦、石油和天然氣等化石燃料產業佔36%，生質廢棄物產生18%，其他來源佔3%。

　　甲烷本身對人體並沒有毒性，但它會促進臭氧產生，並與多種空氣污染物有關，例如參與在衍生性PM_2.5形成的光化反應過程中間接導致PM_2.5污染增加。上述這些大氣中的化學反應相當複雜，但AR6指出，長遠來看，同時控制空氣污染物與甲烷排放可以顯著減緩暖化，特別是透過減少甲烷的排放，能夠減少全球表面臭氧來改善空氣品質（IPCC, 2021）。

臭氧
　　臭氧主要由氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）和揮發性有機化合物（VOC，如二甲苯）的空氣在受到日光照射時產生，而臭氧又和甲烷、細懸浮微粒等污染物在有關。由於臭氧在大氣中非常容易在陽光照射下產生化學變化，以及存在時間短又不穩定的特性，使臭氧的全球暖化潛勢評估差異甚大，而且大多是一個相當大的範圍。不過不論哪種評估，臭氧對全球暖化的貢獻都在二氧化碳的數百倍到千倍以上（UNEP, 2014），這是因為臭氧經過光化反應產生的物質，可能形成高暖化潛勢的物質，例如粒狀污染物（氣膠）。不過需要說明的是，大氣10km以上的平流層臭氧，反而是阻擋紫外線和反射陽光，有降溫的作用，但人為的臭氧，大多數在10km以下即已造成暖化效果，或很快地衍生為其他氣候暖化物質，因此減少人為臭氧產生對暖化總體有貢獻（IPCC, 2021）。

　　空氣中過量的臭氧會對人體健康產生顯著影響。它會導致呼吸問題，引發氣喘，降低肺功能並導致肺部疾病。2019年全球約導致36萬人死亡，600萬人因為臭氧而損失一年健康，（IHME, 2021）。^[註1]

氫氟碳化合物
　　由於80%的氫氟碳化合物用於空調和冷卻系統，應使用其他低GWP值的冷媒替代氫氟碳化合物，並加強冷媒管線的保養避免外洩以減少其使用和排放；另外，改善空調效率可以減少冷卻系統耗損、以增長使用壽期，進而減少氫氟碳化合物使用。而在改善空調和冷卻效率的同時，也會減少二氧化碳排放。氫氟碳化合物的排放47%來自家戶與商業用空調和冷卻系統、24%用於交通運輸的空調、8%用於一體式空調（用於機房和一些設備的專用冷卻系統），其餘21%廣泛使用於發泡劑、噴霧和滅火器這類物品（CCAC, 2021）。

三、臺灣甲烷的管理情況

　　臺灣在2012年5 月 9 日即公告二氧化碳、甲烷、氧化亞氮、氫氟碳化物、六氟化硫及全氟化碳等溫室氣體為空氣污染物，而黑碳主要屬於粒狀污染物，另外，我國也已經列管PM₁₀和PM_2.5，也就是說本篇前述的四種主要短期氣候污染物已經在法規上有管制依據。其中黑碳主要屬於粒狀污染物和氫氟碳化合物之管制使用與削減由空保處負責（若干揮發性有機氣體皆屬空保處）；二氧化碳與甲烷原由2008年成立之溫室氣體減量管理辦公室（溫減管室）負責，現在主要由2021年成立之氣候變遷辦公室負責。由於臺灣的粒狀污染物一向是空氣污染防制政策的重點，其對於原生性粒狀污染物的管制，對於黑碳就有一定的減量。而臺灣今日已經普遍使用天然氣進行烹飪，冬天溫度很少低於0度的狀況下，一般室內供暖設施主要以電力為主，僅少數使用煤油，已幾乎不使用固態化石燃料取暖（燒炭燒柴）。在此情況下，本篇接下來主要淺述甲烷，其在臺灣排放量第二位的溫室氣體目前的管理情況。

　　環保署於 1983 年開始將大氣甲烷列為觀測項目，迄今全臺有 37 個測站持續地觀測並紀錄甲烷濃度，其中包含了26個一般測站、5個工業站與6個交通站，不過管理上主要是根據排放清冊，對部門排放進行管理。臺灣主要的甲烷排放來源係來自於廢棄物部門、農業部門、能源部門與工業製程及產品使用部門，歷年隨著廢棄物的回收與焚化的涵蓋率增加，加上農業部門的活動減少，排放量有顯著減少。因為甲烷來源的特性，許多減量措施和成效，與現今的廢棄物管理處、資源回收單位以及資源循環辦公室有關。

　　臺灣1990年甲烷排放量為9,798千公噸二氧化碳當量，2018年為4,315千公噸二氧化碳當量，減少了55.96%，平均每年減量2.89%。值得注意的是，相較於全球，當前臺灣由於農牧業佔經濟活動比例較低，甲烷排放量以廢棄物部門佔51.24%最多而非農業。農業部門佔31.43%、能源部門佔16.71%、工業製程及產品使用部門佔0.62%。其中，1990至2018 年間廢棄物部門減少69.53%，為比例最大者，農業部門則減少32.44%。

圖2 臺灣2019年甲烷排放部門比例

資料來源：環保署（2021）；作者製表。

　　垃圾掩埋會造成大量甲烷排放，臺灣於2000年間擴大實施垃圾資源回收與焚化，促成垃圾掩埋量大幅下降。後來也與推動推動垃圾減量，以及推動廢棄物零掩埋、沼氣處理與鼓勵沼氣回收發電等政策有關，平均每年減少7.19%。另外，家庭污水處理與放流的甲烷排放，則因生活污水接管率逐年增加而減少。上述這些原因使得甲烷排放量從1990年至2018年減少47.51%。但值得注意的是，事業廢水處理與放流，則成長約2.3倍，由411成長為940千公噸二氧化碳當量。

農業
　　國際的甲烷管制經常會從農牧業著手，研究顯示熱帶區域的甲烷排放量佔全球排放量的 67%，因此改善熱帶栽培業和畜牧業廢棄物被認為是改善甲烷排放的有效手段。不過我們也必須瞭解到，根據最新之排放清冊（統計時間2019年），農業排放溫室氣體，總共也僅佔臺灣1.96%，甲烷排放更是只佔全國溫室氣體的1.4%，水稻種植、畜禽腸胃發酵等農牧生產過程「非燃料燃燒排放」，更是僅佔0.91%。因此在政策上應該考量投入的成本效益，注意改變種植習慣的文化調適和衝擊影響，以妥善規劃，而真正令人擔憂的其實是廢棄物部門的溫室氣體排放增加，而非農業部門。

　　研究指出2016年至2020年期間，臺灣使用慣行農法（Conventional Agriculture）與永續農法（Sustainable Agriculture）耕作水稻田，其結果顯示，水稻田自施肥至分蘗期間，因灌溉用水注入田中，土壤形成了厭氧環境，產生了大量的甲烷，慣行農法的平均二氧化碳總通量（39259 ± 8190 kg CO2 ha-1 season-1）遠大於永續農法（19235 ± 3386 kg CO2 ha-1 season-1）（臺灣大學，2021）。不過一些研究也指出，臺灣對於水稻田溫室氣體排放和相關調節因素的量化資訊仍較缺乏，有必要更詳盡的研究確認，特別是水稻田的甲烷排放與相關調節因素，藉此評估是否應推廣永續農法來改善甲烷排放（王怡心，2010；范鈞翔；2012；陳泓如，2015；馮浦捷等，2015；臺灣大學，2021）。其餘農業部門之本土甲烷排放係數，亦有待修正與更新，以更精確掌握農業甲烷排放，供政策制訂準確的實證數據。另外，回收甲烷的循環利用技術，也應該積極的進行（環保署，2021）。

廢棄物部門
　　廢棄物部門2005年至2018年甲烷僅減少0.74%，若計算1990至2018年間則減少69.53%，顯見廢棄物部門減少甲烷排放措施，效能無法趕上廢棄物的增加，導致甲烷減量停滯。針對廢棄物部門各項目分析，事業廢水處理與放流之甲烷排放從2005年的526增加為939千公噸二氧化碳當量，增幅達1.78倍，若以1990年至2018年則成長約2.3倍，這是全國少數甲烷不減反增的項目，值得關注。

　　廢棄物處理中的非燃燒處理和廢水處理與流放，皆會造成甲烷排放。廢水處理與流放所排放的甲烷，主要來自於工業製程之廢水及污泥處理，如食品製造業、紡織業、紙漿及造紙業，包括廢水收集與處理、廢水池或未處理直接排放出去的廢水。工業廢水與污泥的甲烷排放一直在增加，建議政府研擬改善方案。此外，環保署規劃，自2016年開始針對國內事業廢水中化學需氧量（Chemical Oxygen Demand, COD）及含氮污染物顯著事業之事業廢水處理廠（如造紙業），直接量測溫室氣體甲烷及氧化亞氮之排放量，預計分年分業建立本土排放係數，以精進估算國內事業廢水溫室氣體排放量，此工作進度將會如何，值得大家一起來關注（環保署，2021）。

四、小結

　　許多短期氣候污染物（Short-Lived Climate Pollutants, SLCPs）對暖化影響遠勝於二氧化碳（評估未來20年之影響）。由於這些污染物除了造成全球暖化，亦是對人體健康有顯著危害的。因此，聚焦改善短期氣候污染物排放，等於同時減緩暖化與保護健康，效果可謂一舉兩得。本篇所介紹的四種短期氣候污染物，黑碳暖化潛勢為二氧化碳900倍、甲烷為82.8倍，臭氧為數百至數千倍，而氫氟碳化合物更是平均為1500倍左右。 臺灣近年重點改善粒狀污染物（特別是PM_2.5）之後，原生性粒狀污染物（燃燒直接排放）在固定源（主要工廠、電廠）和移動源（交通運輸）都有改善， 應對黑碳亦有所改善。^[註2] 甲烷方面，一般國際上重視的農牧業排放，在臺灣其實相當地低，非燃料燃燒排放僅佔0.91%，而且整體是下降的趨勢；然而仍要進一步建立更準確的水稻和各種畜牧活動的本土排放係數。而永續水稻種植和甲烷循環再利用，都是再進行中的項目，值得評估後推廣。關於食品製造業、紡織業、紙漿及造紙業之廢水及污泥處理，從2005年的526增加為2018年的939千公噸二氧化碳當量，增幅達1.78倍，若以1990年為基期則成長約2.3倍，顯見工業廢水與污泥的甲烷排放一直在增加，這是臺灣甲烷排放少數不減反增的項目，應建立細緻的排放係數，研擬改善方案，進而推行政策加以改善。

參考資料：

1. 王怡心（2010）。《台灣地區稻米之生命週期評估-以有機農法與慣行農法耕作為例》。台北：臺灣大學環境工程學研究所，碩士論文。
2. 范鈞翔（2012）。《水田生態系碳通量動態變化之探討》。台中：中興大學土壤環境科學系所，碩士論文。
3. 馮浦捷、鄭丞孝、莊秉潔、陳琦玲、黃穎俊、黨美齡、林卷樺 （2015）。〈台灣地區水稻田全年度甲烷通量觀測-以台中霧峰為例〉，《大氣科學》 43(3): 221-232。
4. 陳泓如（2015）。《氣候智慧型稻麥輪作之建立》。台北：臺灣大學農藝學研究所，碩士論文。
5. 臺灣大學（2021）。《2050淨零排放農業部門路徑研討會研討會手冊》。臺灣大學。
6. 環保署（2021）。《中華民國2020年溫室氣體排放清冊》。台北：行政院環保署。
7. CCAC (2018)a. Addressing Black Carbon Emission Inventories: A Report by the Climate and Clean Air Coalition Scientific Advisory Panel. Climate and Clean Air Coalition (CCAC).
8. CCAC (2018)b. 2018 Annual Science Update: Methane Briefing Report. Climate and Clean Air Coalition (CCAC).
9. Etheridge, D. M., Steele, L. P., Langenfelds, R. L., Francey, R. J., Barnola, J. M., & Morgan, V. I. (1996). “Natural and anthropogenic changes in atmospheric CO2 over the last 1000 years from air in Antarctic ice and firn.” Journal of Geophysical Research: Atmospheres 101(D2): 4115-4128.
10. ERCE (2021). “IPCC Sixth Assessment Report Global Warming Potentials.” Retrieval Date: 2021/09/02.
    IHME (2021). “Institute for Health Metrics and Evaluation: Global Burden of Disease.”Website Address.Retrival Date: 2021/09/02.
11. IPCC (2013). IPCC fifth Assessment Report. IPCC.
12. IPCC (2021). IPCC Sixth Assessment Report. IPCC.
13. WHO (2012). Health effects of black carbon. WHO.
14. UNEP (2014). Global Warming Potential (GWP) of Refrigerants: Why are Particular Values Used? UNEP.
15. WHO (2015). REDUCING GLOBAL HEALTH RISKS Through mitigation of short-lived climate pollutants Scoping report for policymakers. WHO.
16. WHO (2017). A global health guardian: climate change, air pollution and antimicrobial resistance. WHO.