吳章銓
聯合國氣候變化會議舉行了第27屆締約國會議。氣候變化是公認的影響全人類的重大問題。所有國家都承諾盡量減碳；排放大國都提出了明確的減碳目標。以可再生能源renewable energy (或清潔能源、綠色能源）取代化石能源fossil fuel，是大勢所趨。俄羅斯入侵烏克蘭，更使歐洲以至全球認識到能源短缺的危機。歐洲的電費猛漲達20倍、30倍。經濟危機進而影響政治動向。
1. 各國都在盡力探索各種新能源的開發。其中，太陽能是最主要的，比風能、核能、生物能都更重要。氫能還在開始。太陽能取之不盡，用之不竭，但也有其缺點。沒有太陽照射的時候，便不能生產太陽能電源，因此必須設法储蓄電能，或到處大規模設電場，建立大電網系統。不僅如此，太陽能電場的鋪設，需要大量土地，付出非常大的資源代價：土地本身就是不可再生的有限資源。世界人口越來越多，居住用地日益缺乏。各種新舊工業、礦業都要使用土地，發展交通更佔用大量土地。由於氣候變化，海水平面上升，不久的將來很可能淹沒全世界海洋沿岸的大量土地。這些地帶密集的人口將大規模向內地遷徙，又須要尋找大量新土地。土地越來越成為稀缺資源。爭奪土地自古以來就是引發戰爭的最重要因素之一。因此，在開發太陽能的同時，有必要設想如何高效利用可貴的土地資源。否則，以一種不可再生資源去解决再生資源問題，無異於飲鴆止渴。
2．太陽能電場需用的土地，有不少估算。美國普林斯頓大學的一項研究認為，為達到全面減碳，風能和太陽能將使用或實際影響到 59萬平方公里的土地，大致相當於康乃狄、伊利諾、印第安納、肯塔基、 麻薩諸塞、俄亥俄、羅德島和田納西八州的總面積。 脫碳建設的用地不亞於電氣化或州際公路系統建設的用地。
比照以上數據，中國人口是美國人口的四倍，未來清潔能源的用地，將是美國的四倍，約240萬平方公里。
又一項估算認為，僅以太陽能而言，以現有的技術條件，提供全球的能源需求，需要45萬平方公里的土地。中國人口佔世界1/5，即需要10萬平方公里土地。這是計算密集全鋪蓋太陽能板的面積。實際建造的太陽能電場，必須場內場外都有各種間隔和交通以及相關設施用地。實際的需要遠不止此。
中國大陸也做了各種研究。據一項估計，實現碳中和願景，2060年風電和光伏裝機量需要高達60億千瓦以上。
a. 按裝機密度計算，60億新能源裝機，需要將幾乎整個華東地區(上海、江蘇、浙江、安徽、福建、山東、江西)“全覆蓋”。
b. 按分散式光伏計算，需要用地66萬平方公裡，約佔國土面積的7%。中國高山、沙漠佔國土總面積的一半多，哪裡去擠出那麼多土地建設新能源？
無論怎麼估算，都需要極大面積的土地來鋪設太陽能板。任何國家都面臨土地資源不足的挑戰。於是，利用太陽能板下的空間，勢必是當前必須認真思考的緊急課題。
3. 太陽能電場下的土地，不能僅僅是用於覆蓋太陽能板而已，還必須兼用於居住和生產。換一個說法，即將太陽能板場架設在居住和生產性建築之上。
現在很多家庭的屋頂上鋪設了太陽能板，以節省公共電源。美國紐約市許多居民的區全面鼓勵屋頂鋪設太陽能板，由政府負擔全部費用。新加坡是運用各種新概念最先進的城市之一，城市密集的各種各樣房屋屋頂都改造裝設了太陽能板。太陽能板下面的居住和各種經濟、社會活動，完全正常。證明這個概念是實際可行的。
網查資料稱，中國大陸2021年夏啟動試點計劃。在幾個省推動若干縣、市、區，與企業合作，在2023年底之前，將50%以上的機關建築、40%以上的學校、醫院等公共建築、30%以上的工商業廠房、20%以上的農村居民住屋屋頂上安裝太陽能設備。
4. 將以上在屋頂裝設太陽能板的做法擴大，便是設想建立太陽能板場的城鎮：規劃新建城鎮，住宅和各種功能的產業園區、街道、空地、各種服務設備等等，各街區blocks的樓房則成片地設計為同等高度，屋頂都鋪設太陽能板。各街區的屋頂平台之間以天橋連接；不同高度的街區屋頂之間，則以自動扶梯連接。使大面積的太陽能電場完整連接，便於管理、維修和進行科研工作。在太陽能電場下的城鎮，居住生產以及其他活動，完全正常。
現在的太陽能電場多是建在人口稀少，土地利用較難的地方。將來則建在居住和生產需要的地方，或將現有的城鎮改建。
5. 太陽能電場下的城鎮可以發展各種企業。
農業：太陽能板可以做到極薄，太陽能板下與大棚種植的環境相同。現代的農業已經逐漸推進到節土、節水、節能、節肥、調光、減污、高產的全天候立體農業，太陽能電場下的多層建築空間，最適合發展未來型的科技農業，提高土地利用率，擴大生產，解決糧食和飼料不足的問題。
畜牧：室內畜牧是新興企業，與大棚種植一樣高效高產。利用光牧互补，现代生物技术、信息技术、新材料和先进装备等，太陽能板下是發展畜牧業的好地方。
製造業：製造業本來就是室內產業，在太陽能電場下發展各種製造業，正好利用太陽能電場電源充沛的優點。
漁業：在水上建立的太陽能電場城鎮，其下方的水域將是優良的自然養漁場和人工養魚場。
6. 在水面上架設浮筏，躉船，浮橋，或浮島（筆者曾有另文論述浮島），則沿河和沿海的水上，可以鋪設大面積的可居住平台，在平台上建立太陽能電場的小城鎮，比陸地上的太陽能電場城鎮更多兩重重要功能：
a. 沿河沿海的水上太陽能電場城鎮可以建在已經有的城市附近，就近提供電力，並與河岸、海岸上的城鎮和產業配套，形成綜合利用水、土的人居空間和產業園區；
b. 水上的太陽能電場城鎮可以在平台下從事水產養殖，或與平台上的農業、畜牧業、製造業形成功能互補的產業群落。
各地大小湖泊中可以因地制宜，建設水上的太陽能電場小城鎮。新加坡已經在水上建立太陽能電場，但仍是像在陸地上那樣，在水面上鋪設平台，架設太陽能板。如果加強水上平台的承載能力，便能夠建立水上的太陽能板電場城鎮。
水上太陽能電場的概念可以推廣應用到沙漠中，既生產電能，又兼保護稀有的水資源。沙漠地帶降水少，人類難以居住和進行生產活動。但是在靠近高山的地方，仍有融冰形成的河流，只因水蒸發的問題嚴重，河水在沙漠中逐漸蒸發消失。新疆塔里木盆地中的河流，都是半途而終。塔里木河長2300多公里，流域面積1000多萬平方公里。有很多支流，僅和田河就長達1100多公里。如果沿河順流建立長片的水上浮橋浮島，上鋪長片的平台地面，平台上建城鎮，城鎮上鋪設擴伸面積的太陽能電場，則既可以發電，又可以減少河水的蒸發，保存河流水量，延長河流。同時，河上的太陽能電場城鎮，可以協助在岸上再建立太陽能電場城鎮，綜合開闢利用沿河的河濱土地，開闢新的生活空間。
由於氣候變化導致海平面上升，沿海低地的大量人口必須內遷。在沿海建立海上的浮島太陽能板場城鎮，可以遷移部份人口和產業，舒緩人口遷徙的壓力。內陸由於氣候變化而生態發生巨大變化，也將迫使大量的人口遷移。太陽能電場城鎮將是因應這人口變遷的新城鎮建設模式之一。
世界上有許多沙漠地帶是瀕臨海洋，或離海洋不遠，例如阿拉伯半島、澳洲、非洲北部與西南部。缺淡水缺電，難以生存。在沿海的水上建立太陽能電場，可以提供電力，以電力建設海水化淡廠（424期筆者有另文論述），便一舉解決水、電兩大問題。電場下和陸地上可以新生大片的宜居地方，發展經濟。
世界上有許多小島嶼國家，四周環繞著寶貴的海洋資源，卻無法利用，竟多半是最貧窮國家。問題就是缺電、缺淡水、還缺地，如果綜合建立水上太陽能電場下的小城鎮和海水化淡廠，水、電、地三者俱備，既能居住，又能從事各種生產，立刻便有了發展前景。面臨氣候變化和海水平面上升的威脅時，他們也將擁有新的土地和水、電資源，延長國運。
7. 建立太陽能板廠下的城鎮，還是夢想。問題很多。技術本身不是問題。相關問題可舉3例：
a. 城市設計和改造。現在的太陽能電場非常單調，淒涼，不但毫無美感，而且令人感到恐怖。將來因利用太陽能板而設計新城鎮和改造舊城鎮城市，應乘機美化設計，優化環境，提升生活素質，從而吸引人們去居住。
b. 環境保護特別重要：必須研究處理生活和生產排污排毒的科技，使太陽能電場下的城鎮不造成新的空氣、水、土污染問題。塑料業產生大量危害環境和健康的結果，是前車之鑑。太陽能板的壽命只有30年左右，廢板內含硫酸一類的有害化學物質，今後對太陽能板和有關材料的廢舊部件，必須徹底回收利用recycle，安全銷毀，以保護母親大地。不可以重蹈塑料產品污染土地和海洋的覆轍。
c. 最棘手的是政治問題：新能源是世界性問題，世界各國必須通力合作，共同努力。現在各國雖然承諾減碳目標，但是沒有真誠的合作，前景可慮。太陽能板下空間的建設，是巨大的新興產業，也將產生新的全球產業佈局，例如開發西伯利亞和北非沙漠等大片地區。所有這些巨大變化，不久即將發生，要求各國真誠合作，設想如何共享，而不是爭奪搶掠。新產業創生的新科技，應開放共享，避免產生新一輪的巨富和貧富差距。
結論：氣候變化導致全球生態環境變化與社會經濟的大變動，全人類面臨前所未有的能源和土地資源不足的巨大挑戰。而危機就是契機，太陽能電場城鎮的興起，勢必是未來的新興產業，與海水化淡廠結合，與沙漠開發結合，將大幅度改變人類的生活和生產環境。這些挑戰是全球性的，需要全球共同努力去應對，例如將各種解決辦法和科技進步規定為全球性共有。當前各國仍在為爭一分地一分水而戰爭、殺戮、破壞，令人懷疑人類的智慧何在。祈願各國出現大政治家，設法減少衝突，提升平等的合作。使全球八十億人口都能夠享有小康生活，世界大同。
吳章銓，聯合國退休人員，是最早注意釣魚台群島問題的老保釣成員之一。
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