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Sunday, November 20, 2011

荷蘭 Industrial Ecology 工業生態學 永續議題 相關碩士課程


Flight on August 18th 2010 to Holland

前言

效法在美國唸環境管理的仲恩,分享申請留學資料的精神 (仲恩經驗分享連結),我也將荷蘭工業生態學的心得和大家分享。包含可以申請的歐洲工業生態學(industrial ecology)、永續發展相關的課程

出國前,對於未來想要念書的領域有一個目標,希望能夠改變台灣的自然環境,不論是既有工業區內的改善,或是提出對自然環境較好的規劃。總是出現許多環境和開發衝突,政府想做的,民間團體考慮到的,企業想要做的,總是沒有好的交集。但是真正應該要念什麼領育,才可以解決這樣的問題,我又實在毫無頭緒。另外一直在腦袋中盤旋的是,我有能力去作政策規劃的部份嗎?到底要怎麼作呢?

工業生態學或許是這個階段的答案,Leiden和 TUDelft 的 Industrial Ecology 提供很完整的跨領域訓練,可以探索了解環境問題社會學工程的解決方法。因此在荷蘭過去一年,許多社會學與都市發展的課程(Social Science, Policy and Management; Social Innovation; Urban Infrastructure and Environment)都有接觸到類似的領域,有些社會學的工具是能夠應用在政策規劃上的例如 Transition management, Backcasting, Functional Innovation System, Strategic niche management,Agent based modeling 等等(有興趣的人可以google看看到底再說些什麼或是看去年的讀書心得都有提到一些),都是可以應用的工具。

目前自己的專業能力(例如風力發電、太陽能發電)不夠,工作經驗不夠長,沒有辦法把社會學的工具靈活應用,導致分析最後的建議可能不夠具深入,所以目前決定把自己的專業加強(green chemistry),並且試著應用這些工具在未來的工作上。

工業生態學相關課程(主要說明荷蘭 TUDelft 與歐洲的課程)

歐洲工業生態學課程蒐尋
  • 歐洲所有碩士的搜尋網站,非常好用,關鍵字Industrial ecology, circular economy, environmental management, sustainable development, sustainability, http://www.mastersportal.eu/
  • International Society for Industrial Ecology link, 其中這個連結整理全世界工業生態學相關的課程(單一課程為主,個人覺得資料不是很完整),但是裡沒有特別寫出碩士課程,另外大部分是寫美國的大學IE相關課程,如果要找碩士課程,可以把學校名字,加上sustainable, industrial ecology, master 等關鍵字在google上查查看

荷蘭TUDelft相關課程
  • Industrial Ecology (IE) 工業生態學
  • 特色是課程涵蓋範圍最廣,不只是和再生能源有關,也有談政策如何落實、工廠製成如何改善、產品生命週期分析(life cycle assessment)、物質流分析(material flow analysis),大概所有能夠讓環境改善的面向都有談到,不過深入淺出的教學總是有一定極限,可以藉由選修課程再加強。如果想要多涉獵一些不同領域,IE會是不錯的選擇
    • 每一屆班級人數大約70人
    • Leiden CML環境科學所(Institute of Environmental Science)和TUDelft Faculty of Applied cience; Faculty of Technology, Policy and Management 合開,由三個系所合開課程
    • 2010-2012 年的學習心得連結
  • Industrial Ecology, Erasmus Mundus
    • IE 有另外一個 Erasmus 的課程可以申請看看,有機會可以拿到台灣或是歐盟提供的獎學金。主要合作系所包含瑞典Sustainable technical systems (Chalmers University of Technology)、荷蘭工業生態學、奧地利 Human dimension of Industrial Ecology
  • Engineering and Policy Analysis (EPA) 工程與政策分析
    • 這個課程是開在TU Delft Technology policy and management 系的底下,提供政策分析訓練,如果想要作這方面的研究可以考慮。(請問是哪方面的工程跟政策呢?環境政策or環境工程?WH:就我的觀察主要是做政策分析)
  • Sustainable Energy Technology(SET)永續能源科技
    • SET比IE還要深入在能源的討論,把工廠製成改善、產品生命週期、物質流分析的課拿走,花更多的時間討論各種能源的細節,也有把政策的部份放入討論。每一屆大約八十人。
  • Sustainable Process and Energy Technologies 永續製程與能源科技
    • 很專注於技術的教學,如果已經確定要專門作技術創新或學習可以考慮這個課程



歐洲其他地區相關課程
荷蘭 Wageningen University, 碩士課程官方網站

荷蘭 Maastricht University,碩士課程官方網站

荷蘭 Erasmus University Rotterdam
荷蘭 Utrecht University

瑞典Chalmers University of Technology
僅列出兩個碩士課程,但是有很多其他選擇,請參考官方網頁
挪威Industrial Ecology in Norwegian University of Science and Technology, NTNU, Norway

瑞士Environmental Engineering, ETH, Swiss



目前一年的學習心得 (2011)
唸完IE不一定可以讓你更清楚能夠在"永續"這個領域可以作些什麼,IE in TUDelft 的訓練,對我而言是很多社會科學的學習,觀察政策與報告,可以發現某些問題可以大幅改善的地方,但是實際能夠解決問題的技術是沒有辦法在必修課裡學到,例如 industrial symbiosis的點子可以提高整體(工業區和鄰近地區)熱能的使用效率,但是這裡的課程沒有辦法讓你學習到熱交換設計的技術;要提高多少再生能源的收購價格才可以有效推動台灣再生能源的發展(或許這會是個好碩士論文題目)。大部分提出來的建議就是多開工作坊增加學習網路(network learning)內的訊息交流、提供充足資金援助等等。我想等待自己的專業能力增強,或是要花足夠的時間作田野調查,才能夠提出比較深刻的建議。

那麼,念完工業生態學的碩士們一般都到哪兒去了呢?畢業的同學們大約有三分之一繼續學術研究,三分之一在環境相關的業界工作或想辦法自行創業,三分之一則從事與永續發展比較不相關的工作。師父領進門,要怎麼運用新觀念就要看是否有機緣,還有自己如何創造了。



Key word, master program, Industrial ecology, environmental management, sustainability


Wednesday, July 13, 2011

工業生態學(IE) 生物地理發生學/ Biogeomorphology

生物地理發生學/ Biogeomorphology

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這門課的名字很長,生物地理發生學討論的是生物加上環境的因素對於水文循環的影響,我沒有水文學的背景,但是因為之前在生態顧問公司工作有遇到相關的課題,所以希望利用這個機會充實一些知識。這門課的範圍包含風與水的侵蝕作用對地景的改變、生物在草原與出海口溼地對水文的影響、森林對於水文循環的影響。上課的學生只有三個人,老師決定用更加互動的方式上課,每次上課前會提供相關的論文,一個人閱讀一篇,在上課時簡報論文內容,一起分析優缺點以及討論文章的獨創性,小班制的教學,老師能有效的提供每個人建議,這個經驗增加我對於論文分析的能力。以下是分享幾個新概念。
森林的功能有兩個新的想法。一般來說森林能保護坡面,因為樹木的葉子能夠減少雨水對於土壤的沖刷,樹木的根部能夠固定土壤增加穩定性並且吸收水分,但是當根部無法支持坡面上樹木和土壤的重量時,會導致坡面崩塌,這個狀況會在樹木根部淺,森林還在生長的時候發生,大規模的坡面植樹更需要注意這點。另外一個新的觀點,區域降水受到鄰近海洋季風影響大於森林面積的影響,Bruijnzeel (2004) 解釋在泰國北部(Nam Pong)雖然森林面積從80%減少到27%,但是夏季季風降雨,使整體降雨量並沒有減少。
目前的水文模型對於生物所造成的影響還沒有辦法有效的評估,若只按照水文學的理論所建立出來的模型比起根據經驗法則所建立出來的模型,因為經驗法則才能相對有效評估生物的影響,準確度差了許多,舉例來說推估河川的含沙量,河川底棲動物的活動會影響到底泥的穩定性,因為難以評估生物的活動狀況,理論評估的結果與實際狀況可能會有很大落差。
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作業討論複層式混植樹木與竹子保護裸露的坡面

Bruijnzeel L.A. 2004. Hydrological functions of tropical forests: not seeing the soil for the trees? Agriculture Ecosystems and Environment (104) 185-228.

混植坡面復育的報告 英文

工業生態學(IE) 永續創新與社會調試/ Sustainable Innovation and Social Change

永續創新與社會調試/ Sustainable Innovation and Social Change

上學期的社會系統的政策管理最後有提到共同演化(Co-evolution),概念是政策會影響社會運作,運作的結果會回饋到政策擬定,共同演化的概念延續到社會創新的課程。這一門課的兩個方向,第一個部份是討論新的永續創新科技要如何推廣到社會中,社會要如何改變,適應新的創新科技,兩個社會學的分析架構用於這個議題的討論:功能性分析創新系統(Functional Innovation System, FIS)和策略性的利基管理(Strategic Niche Management, SNM);第二個部份是變遷管理(Transition management),在瞭解推廣過程中發生的問題之後,以一個長時間的角度(大於十年以上)來看問題的核心,提出二十年後的願景,往回推建立這數十年階段性的目標,規劃時間長的優點是有充足的時間做改變,能夠從問題的根本開始考慮,提出給解決方案(Think out of box),如果未來的規劃影響既得利益者,這個阻力因為有足夠的時間做調試,避免正面衝突。

這一門課的作業是研究永續創新案例,我們的題目是肯亞的沼氣(Biogas)燃料推廣。分析的工具是功能性創新系統(FIS),它的理論是分析創新的過程組織結構是如何隨時間改變,而創新系統(Innovation system)能夠被成功推動,表示它的功能性指標已經蓬勃發展,例如足夠的資金與人材、充分的研究、相關的知識傳播網路已經成熟等等,由文獻的回顧與資料的搜尋可以觀察不同功能的發展狀況。肯亞沼氣燃料系統無法成功推廣,問題在於當地人沒有足夠的資金購買設備、沒有足夠的認證技師可以架設發酵設備(Biogas plant),因此市場的發展腳步很慢,相關的產業無法帶動,也沒有國家整體性的推廣計畫,由於這幾項功能沒有被滿足,所以已經推廣四十年的肯亞沼氣燃料依舊成功。瞭解問題之後,應用變遷管理(Transition Management)的思考如何改善,如果有二十年的時間可以規劃沼氣燃料的使用,我們認為沼氣設備的建立,對肯亞有許多優點,分散式的設備讓幅員廣闊的肯亞不需要建設長距離管線設計,分散系統可以創造當地工作機會,設備的維護也需要人力,另外我們考慮未來的發展應該要讓這個系統的原料可以供應的更穩定,研發不同的原料使用(如農業廢棄物、家庭有機廚餘)、資金補助、市場建立、合格技師的認證制度,二十年後的肯亞將是家家戶戶都有穩定的沼氣可以使用,依據這個願景我們擬定了其中的階段性目標。值得一題的是變遷管理是希望能夠影響(stir)未來的發展而不是控制未來的發展, 藉由一次又一次利害關係人工作坊的討論,按照步驟由問題擬定、願景規劃、階段目標的設計,過程能夠讓不同組織之間瞭解彼此的立場,並且從中學習達成長遠的目標。


修改後的功能性分析架構(Adapt FIS)

Tuesday, July 12, 2011

工業生態學(IE) 地球系統 / System earth

地球系統 / System earth

光看這門課程的名稱,就知道這個主題包羅萬象,不只談全球暖化, 地球工程處理暖化問題(Geo-engineering or Earth system engineering)、氧、碳的循環、大氣與海洋的循環系統、系統中的複雜性、外來種入侵、基因改良作物、天然資源對發展的限制、道路對於生物棲地的切割效應、鯨豚的保育都包含在內。總體來講是在探討物理系統(Physical system)與象徵系統(Symbolic system)的交互影響。


工業生態學處理物理系統與象徵系統重疊的部份

自然資源對於再生能源發展的限制是容易被忽略的議題。試想如果有充足的經費,將所有非再生能源(燃煤與燃石油)發電的能源用最高效率的太陽能與風力發電取代,是否能夠解決能源問題?儘管再生能源發電表面上看起來是合適的發展方向,一旦設備完成架設之後,電力就能夠源源不絕的產生,暫且不討論每年實際能夠運轉的時間與能源穩定性,隱藏在高效率的太陽能與風力發電背後的是貴重金屬的使用尚未被重視。目前預估的貴重金屬蘊藏量並無法製作足夠的太陽能板與風力發電機取代非再生能源發電(Kleijn and van der Voet, 2010)。發展不需要貴重金屬的再生能源是須要被重視,利用充足的礦源作為太陽能板的主要材料,另外盡可能發揮貴重金屬的使用效率,例如回收電子器材內的貴重金屬,這裡也要注意回收過程能源的使用,如果投入的能源與資源大於採礦,也不是合適方法。

另外一個特別值得討論的是利用地球工程處理暖化問題,到底是否該使用?地球工程減緩溫室效應主要有兩個方向,減少地球吸收太陽光(Solar Radiation Management, SRM)與移除溫室效應氣體(Carbon Dioxide Removal, CDR)。減少陽光的吸收可以藉由增加沙漠對於太陽光反射、增加大氣中水氣或是空氣懸浮粒反射陽光(例如火山爆發釋放大量氧化硫(SO2)氣體,造成溫度降低的現象);移除溫室效應的氣體可以利用森林固碳、海洋培養海藻吸收二氧化碳、或是直接將空氣中的二氧化碳以人工的方式固定在地殼中如碳捕捉(Carbon capture storage)。有人贊成使用地球工程,因為減緩地球暖化策略還沒有效進展,美國和中國兩個最大的排放國對於減量的程度都還沒有明確的共識,所以使用地球工程是目前迫切必須採取的手段。反對的人則是站在對於地球工程不可預測性的風險,全球都會受到影響,加上可能的不可回復性,例如採用增加二氧化硫在大氣層中的濃度,作為降溫的方式,可能因為錯估氣體施放量,造成地球溫度過冷,啓動冰河期的機制。我的看法是,地球暖化的程度還不知道,已經突破多少不可回復的臨界點還在評估當中 ,例如冰川的消失、北極的冰山融化 ,還剩下多少年會永久改變海洋或大氣循環。對於住在面臨暖化威脅地區的人,他們一定在乎地球工程一旦失敗,海平面上升的威脅,但是另一方面,如果明明知道能有效減緩的措施而沒有執行,不也是對這群人不公平呢?不能夠限制地球工程的發展,因為這是最後一道防線,能夠在發生最糟的狀況之前採煞車,及早研究衡量使用地球工程可能的衝擊,同時另外一方面更需要去瞭解現在暖化離最糟的情形還有多久,才能判斷啓動地球工程的時機。


Kleijn R., van der Voet E. 2010. Resource constraints in a hydrogen economy based on renewable energy sources: an exploration. Renewable and Sustainable Energy Reviews(14): 2784-2795.