13年后我们吃什幺?

2020-08-07 聚焦访谈

责任主编:陈宁

13年不是很久以后的岁月,那时候你我都还活着,但是整个世界却可能已经彻底地改观:海运成本可能高到使越洋的粮食贸易不再可能。

目前台湾每年自己生产120万公吨的米,进口100万公吨的小麦、240万公吨的大豆,和450~500万公吨的玉米。如果我们仍旧延续现在的休耕与废耕政策,当粮食无法进口时,我们要吃什幺?后石油时代的来临

根据牛津大学的研究,2023年时全世界石油的产量将只达到需求总量的一半。而权威的《世界能源展望(World Energy Outlook)》预测:2030年时石油每桶将高达200美元,是目前价格的三倍。[1]只要这两个数据之中有任何一个成为事实,海运的成本都会高到使越洋的粮食贸易中断,靠石油推动耕耘机的的粮食出口国也很可能会减产。

13年后我们吃什幺?

那时候,台湾的海运贸易可能只剩下大陆,而大陆的粮食自给率仅95%,她要如何提供台湾每年超过800万公吨的进口粮食?

当石油的生产量仅及需求量的一半时,现在的石油用户中将有一半被迫退出市场,改用其他能源。石油用户中附加价值最低的前两名很可能就是每件100元的T-shirt,和穀物的越洋运输。它们甚至有可能在2023年之前就因为负担不了海运成本而消失了。

事实上,2008年春天石油价格达到每桶120美元时,台湾就曾经暂停从美洲输入玉米,而专案特许从大陆进口。因此,上面所描述的未来虽然令人惊恐,却有严谨的事实根据,绝非恫吓之言。

新能源无法替代性石油在运输业中的地位

目前已知的所有能源可以根据其能量储存形式分为两大类,第一类是电能,第二类是包括石油、媒、氢气和生质燃料的化学能。

电能的最大缺点是储存效率很低:一加侖汽油重约3.6公斤,跑同样距离所需要的电能却要用一吨重的电池去储存,重量相差约280倍。[2] 锂电池已经是最尖端的电能储存技术了,每一辆家用的电动汽车大约有200-300公斤重的锂电池,但是充一次电却只能跑300公里左右。因此,电能的使用者基本上必须是固定在地面上(工厂、办公室、家庭与商店),或者沿着固定的轨道行驶(地铁、电动火车等有轨运输)。至于飞机、轮船与长途的大型货车,它们要消耗的能量太大,并不适合使用电能。

不管科技如何发达,电能的储存效率都一定远低于化学能,因为这牵涉到无法克服的基本物理定律:化学能因为牵涉到化学反应,因此可以储存与释放的能量远大于不涉及化学反应的电能。

可惜,目前已知的替代性能源中,包括风能、太阳能、潮汐能与核能等,都是以电能的方式供用户使用。它们可以用来维繫各种工业生产、民生用电与有轨运输。至于无轨运输方面,它们只能被用来驱动家用电动车,而无法被用来驱动飞机、轮船与长途的大型货卡。

也许电能也无法驱动另一种关键性的机动车辆:美国、巴西、澳洲等主要粮食出口国的大型农耕机械。假如农耕机械不适合用电能驱动,也不适合用高价的石油驱动,全球的粮食生产量将会剧减,而全球粮食贸易将会面临翻天覆地的大崩盘!生质燃料与替代性的化学能源

假如13年后(2023年)石油的供给量将只达需求的一半,另一半的需求很可能绝大部分要由生质燃料来填补。

13年后我们吃什幺?

目前的生质燃料主要有两大类:(1)把糖份高的蔗糖或玉米製造成酒精来燃烧,叫做生质酒精;(2)把大豆製造成柴油,叫做生质柴油。

目前巴西蔗糖酒精的的生产成本每桶约40美元,美国的玉米酒精成本每桶约60美元。因此,只要油价每桶超过60美元[3],将穀物转为生质燃料的诱惑就会随着汽油价格的上涨而热烈发烧。这将会导致全球粮食短缺益加严重。

为了避免生质燃料增加全球粮食供应的困难,而再度出现2008年的全球粮食危机,很多国家积极地在研发第二代生质燃料。它主要有两种:(1)分解农作物纤维来产生纤维素酒精(cellulosic ethanol),(2)利用萃取或发酵的过程,从藻类提炼出油脂,做为燃料。第二代生质燃料不需要使用粮食,因此被寄予厚望,但是它的生产成本太高,纤维素酒精的成本却高达每桶222美元。微藻可以用来生产第二代生质柴油,但是它量产时每桶成本约126-209美元。[4]由于成本因素,第二代生质燃料很难取代目前的生质燃料。

电能可以用来生产氢气,然后氢气可以用来当燃料,或者使燃料电池产生电力。燃料电池的能量使用效率比传统引擎还高,因此有科学家主张以氢气作为燃料电池的燃料,来替代石油。[5] 问题是,目前氢气的液态和气态储存技术都已经接近理论的极限了,却仍旧无法在符合经济与安全的条件下大量储存氢。因此,很难期待氢燃料可以使汽车的行程超过500公里。[6]

地球上煤炭的储存量极为丰富,可能可以开採到2112年左右。其能量储存率接近生质酒精,又可以被液化成合成燃料(synthetic fuel)以利储存与输送,因此用它来推动货轮是一个可能的替代方案。但是它的製造过程温室效应比汽油还严重10倍,而且成本太高,只能当作万不得以时的备胎。 [7]

因此,在10年到20年之间,海运成本很可能会高到使越洋穀物贸易不再可能。而且,油价有可能高到没有国家愿意生产多余的粮食来出口。那时候,我们要如何餵好台湾2300万人?还是说,我们愿意再度回到祖父母辈或曾祖父母辈那样节衣缩食,茹苦含辛的生活?

从富饶有余,到不能养活自己

台湾的农业一向都自给有余,1968年以前粮食自给率都超过100%,但是近七年来却都在30.5%到32.4%之间徘徊,远低于大陆的95%,美国的128%,法国的122%,甚至也明显地低于日本的40%。从过去的富饶有余,到近年的不能养活自己,关键在于人口成长,肉食提高,以及休耕与减产!。

1960年台湾人口1,000万人,2008年时却已经有2,300万人,增幅1.3倍。经济成长也导致饮食内容的巨大变化:每人稻米消费量从1967年的141.47公斤降为2007年时的47.48 公斤;小麦消费量从13.43 公斤增长为 36.00公斤;而禽畜类肉食量则从26.26 公斤增为74.38 公斤,增长 2.83倍。2007年时台湾用进口的玉米和大豆生产了750万公吨的饲料,用以餵养家禽、家畜和水产养殖。牲畜所消耗的穀物是国人的三倍。

人口倍增和肉食比例的增加,使得台湾的穀物消费量急遽增涨。但是,同一时间内台湾却开始了农地休耕的政策,而使穀物生产量锐减。

1976年时台湾有92万公顷的耕地,但城市与工业的发展使耕地和灌溉用水减少,水田流失10万公顷,目前耕地只剩82万公顷。接着,为了争取工业产品输美配额,台湾从1984 年起台湾连续12年减少稻米产量,使种植面积由1983年的64.5万公顷降为36.4 万公顷。最后,为了加入WTO而鼓励休耕,使得稻米生产面积再降为2004年的23.7万公顷,休耕面积超过一半。

其实,因为人口和肉食比例的倍增,以及农地的流失,已经使台湾没有足够的耕地和灌溉用水来养活自己。即使把所有耕地全部复耕,用20万公顷生产稻米,40万公顷旱地与20万公顷的休耕水田去轮作大豆和玉米,一年只能增加138万公吨的大豆和180万公吨的玉米,距离自给自足还缺100万公吨的小麦、102万公吨的大豆,和300万公吨左右的玉米。 但是政府对于台湾粮食的危机和地球资源的有限性却无知得可怕。

全球粮食危机与政府的无知

台湾的政府至今没有认真思考过十年以上的长期发展:人口已经远超过耕地与灌溉用水所能负担的极限,却还在鼓励生育,扩建高耗能高耗水的产业,浮滥地徵收农地,任由地方财团炒作农地。立法院刚通过的《农村再生条例草案》,更是为炒作农地者大开后门。

事实上我们未来不仅要面对石油的供不应求,还要同时面对耕地与灌溉用水的严重不足。三个因素加起来,使得全球性的粮食危机随时可以发生。

2008年春天就已经有过一波全球粮食危机,有18个国家因此禁止或限制粮食出口,13个国家引发争夺粮食的暴动,连美国最大的通路商 Wal-Mart和Costco也限制客户购买白米、食用油与麵粉的数量。在这一波粮食危机中,欧美国家第一次经历到「有钱也买不到粮」的威胁。

13年后我们吃什幺?

这样的危机,以后随时都有可能会再发生。地球上的人口持续地在增加,2050年时将会从现在的70亿增加到91亿;而且中国与印度等新兴工业国的人均消费能力增加,使得每人平均消耗的穀物量也成倍数增长。要因应这两个增长趋势,未来40年内全球至少必须要增产70%的粮食。但是,目前地球上的耕地以及灌溉用水已经很难增加,因此要在40年内增产70%的粮食是极端困难的挑战。

何况,石油的短缺会降低粮食出口国的生产意愿,而又同时增加生质燃料争夺粮食的诱因,使得全球穀物增产更加地困难。因此粮食生产不足与粮食危机的现象将会愈来愈容易发生。

从大陆进口粮食的风险

大陆耕地与灌溉用水严重不足,近年粮食自给率在持续降低。因此,如果想要在后石油时代从大陆进口粮食,要冒极大的风险。此外,大陆农地与河海污染严重,农、鱼产品的安全性堪虞。

大陆北方引污水灌溉的情形很普遍,其中60%~80%的污水来自工业废水,成为土壤中重金属污染的最主要原因。辽宁省瀋阳、抚顺两市每日引工业废水和生活污水约40 万吨用于灌溉,以致石油类和挥发酚分别超过国家标準70 倍和200 倍之多;北京市每年排放污水9. 4 亿吨,其中大量未经充分处理的污水用于灌溉,,使667万公顷农田受到重金属和有机物的污染。

此外,大陆有78%的废水不经由任何处理直接排入河川、湖泊与近海,使其农、鱼产的安全性极其堪虞。造纸业在2005年将1.07亿吨的废水排进洞庭湖,而巢湖内鱼类已经无法生存。1984年的一个调查显示:有10.9%的河川不适合灌溉,被污染的农地从1980年的67万公顷增加到1990年的1,300万公顷,十年内足足增加了18.4倍。

消费者是台湾农业最后的保护者

由于政府的无知与无能,消费者对政策的监督,以及消费者组织对本土农业的支持,才是台湾永续发展最可靠的保障。

台湾农牧户平均每家年收入仅20万2千元,而政府一再为工商发展而牺牲农业的作为,更让人心寒。因此,农民社经地位低落,许多人只能迎娶外籍配偶,也让所有父母不愿意子女务农。现在稻农的平均年纪已经六、七十岁,假如消费者只贪图进口货便宜一、两成,而不爱惜本土的农业和饮食的安全,十年后老农退休,台湾的农民和农业也将消失。

那时候如果粮食危机再起,消费者只能自怨不曾关心本土的农业与农民。

13年后我们吃什幺?

参考资料: 1.N. A. Owen, O. R. Inderwildi and D. A. King, “The status of conventional world oil reserves—Hype orcause for concern?,” Energy Policy, Vol. 38, No. 9, pp. 4743–4749, 2010.

2. W. Youngquist, “Alternative Energy Sources – Myths and Realities,” K. R. Gupta, M. A. Jankowska and P. Maiti (Ed.), Global environment: problems and policies, Vol. 2, Atlantic Publisher, pp. 151-160, 2008.

3. P. M. Schenk, et al., “Second Generation Biofuels: High-Efficiency Microalgae for Biodiesel Production,” Bioenerg. Res. Vol. 1, pp. 20–43, 2008.

4.P. M. Schenk, et al., “Second Generation Biofuels: High-Efficiency Microalgae for Biodiesel Production,” Bioenerg. Res. Vol. 1, pp. 20–43, 2008.

5. P. Kumar, R. Britter and N. Gupta, “Hydrogen Fuel: Opportunities and Barriers,” J. Fuel Cell Science and Technology, Trans. ASME, Vol. 6, No. 2, pp. 021009.1-021009.7, 2009.

6. D. B. Levin and R. Chahine, “Challenges for renewable hydrogen production from biomass,” Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 35, pp. 4962–4969, 2010.

7.M. Balla and M. Wietschelb, “The future of hydrogen – opportunities and challenges,” Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 34, pp. 615-627, 2009.

注:本文原刊登于台湾主妇联盟生活消费合作社网页 http://www.hucc-coop.tw/green.asp?id=0000000188&type=0003