前瞻技術脈動：環境永續（202425）

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科技產業資訊室(iKnow) - 技術發展藍圖研析團隊發表於 2024年10月18日

圖、前瞻技術脈動：環境永續（202425）

自駕車可能導致全球碳排放增加
為了降低自駕車的碳排放，需要提高自駕車電腦的運行效率。麻省理工學院研究人員針對自駕車被廣泛採用後的潛在能源消耗和相關碳排放進行研究，發現自駕車的運算需求可能會導致全球碳排放量大幅增加，進而危害到環境永續。因為自駕車使用大量的運算功能，包含影像辨識、採取行動。研究發現當全球未來有10億輛自駕車時，如果每台車配備功耗840瓦的行車電腦，每天行駛1小時，這些自駕車將會與全球所有數據中心目前每日運轉產生相同的碳排放量。這份研究結果可能促使未來自駕車將碳排放和碳效率視為設計中需要考慮的重要指標，如此不僅可以延長汽車電池壽命，也能同步達成環境永續。
參考資料：Computers that power self-driving cars could become a driver of global carbon emissions, NSF. 2023/03/01.

熱帶太平洋的珊瑚礁有機會存活到2060年
提高共生藻類的耐熱性有助於延長珊瑚礁生態系的壽命。全球變暖正在導致珊瑚礁消失，但科學家發現，熱帶太平洋的某些珊瑚礁可以藉由改變它們所寄生的共生藻類，提高耐熱性，將珊瑚覆蓋維持到本世紀後期。像是東熱帶太平洋的淺層珊瑚礁，它們主要是由細枝鹿角珊瑚構成 (也被稱為花椰菜珊瑚)。這些珊瑚寄生的藻類，會收集光以幫助珊瑚產生生長所需的能量，也因為這些共生藻類的消失而導致珊瑚白化。研究人員分析了三個海洋熱浪（1982-1983年、1997-1998年和2015-2016年）的溫度、珊瑚覆蓋率、白化和死亡率數據，以及藻類共生群落數據，證實在強烈的海洋熱浪期間，耐熱藻類在珊瑚生態系中變得越來越普遍，使某些特定的珊瑚礁能夠因此而多存活數十年，為海洋生態保育帶來一絲曙光。
參考資料：Coral reefs in the tropical Pacific could survive into the 2060s, study finds, NSF. 2023/03/14.

研究發現南極洲周圍的深海洋流即將崩潰
南極洲周圍的深海洋流相當於海洋之肺，每年約有250萬億噸寒冷且富氧的海水在南極洲附近下沉，接著向北擴散，將氧氣帶入印度洋、太平洋和大西洋的深處。數千年來此深海洋流呈現穩定的狀態，但隨著全球溫室氣體排放增加將可能改變其狀態，須加以掌握。

研究團隊的模型模擬出以前的模型無法捕捉到的海洋流程細節，包括對冰雪融化的水可能影響環流的預測。據模擬結果發現，南極洲的環流在未來30年內可能會減緩40%以上，導致深海快速升溫，對海洋和氣候產生重大影響。

在南極洲附近下沉的冷海水驅動著翻轉環流--一個橫跨世界海洋的海流網絡，將熱量、碳、氧氣和營養物質帶到全球各地，這影響着氣候、海平面和海洋生態系統的生產力，數千年來維持著相對穩定的狀態。來自澳洲及美國的國際科學家團隊以模型模擬在IPCC "高排放量情境"下，至2050年產生的南極深層水量，發現隨著溫室氣體排放的增加，預計南極洲的翻轉環流將在未來幾十年內大幅放緩。隨著此深海洋流的崩潰，4,000公尺以下的海洋將陷入停滯，而使深海快速升溫，營養物質滯留在深海而無法支持表面海洋生物的生存，在未來幾個世紀將影響著氣候、海平面和海洋生態系統的生產力。該研究發表於Nature期刊。
參考資料：Deep ocean currents around Antarctica headed for collapse, study finds, ScienceDaily. 2023/03/30.

如何直接從海水中製造氫氣
研發如何生產綠氫，以降低相關的成本、能源消耗和碳排放。具體來說，將致力於開發新型催化劑（例如適用於海水的催化劑），以滿足海水電解產氫的需求，並確保不會產生二氧化碳和氯氣的排放。過往製造綠氫需使用電解槽將淡水或淡化海水分解成氫氣和氧氣，但現行電解槽所使用的催化劑成本高昂，也需要消耗大量的能源和水，即製造1公斤氫氣需要約9公升水，而且會產生具毒性的氯氣排放。因此皇家墨爾本理工大學透過新型催化劑(a catalyst for seawater)的研發，不僅降低造價，也不排放二氧化碳，更不會產生氯氣。同時，由於此種新型催化劑所需的能源消耗亦少，所以研發團隊正開發原型電解槽，以結合該催化劑來產生大量氫氣，滿足澳洲政府期望將綠氫生產成本降低至每公斤2美元的目標，使其可與灰氫相互競爭。(1435字；圖1)
參考資料：How to make hydrogen straight from seawater -- no desalination required, ScienceDaily. 2023/02/14.

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