能源、電力與低碳環境

 
2017/06/07 張貽斐 | 國立成功大學資源工程學系     923
 

根據NASA在2015年的統計資料,全球平均溫度為0.87°C,為有溫度記錄的136年以來最高溫的一年。故事的開始是工業革命後,二氧化碳濃度急速上升(如圖二);隨之而來的是電業結構改變,燒煤、燒石油、燒天然氣,各種高單位二氧化碳排放濃度的石化產品隨之而生,人們對於化石燃料的依賴性,如今已成無法擺脫的噩夢,該如何在維持能源供應的同時,也達到減碳的效果,成為當今最重要的課題。

 

 能源金字塔

 

什麼是節能減碳?如能源金字塔圖所示,可以將節能與減碳視為兩個極端,前者透過減少能源的浪費來減緩二氧化碳排放量,後者則致力於由新能源的開發來達到真正的減碳目的,過程中需經過許多的努力與步驟。能源金字塔的最初設計便是為了兼顧科技與經濟發展下,將整體產業動向逐漸帶往完全減碳的綠色未來前進,最終極目標便是完全除碳。

 

在金字塔的最底端,是節約能源,幾乎所有人都可以輕易地達成這項任務,不論是隨手關燈、拔除非使用中電器之插頭、減少洗澡時間等,你都已經在參與節約能源了;當節約能源變成一種全民共識,我們便能將節約能源的效用發揮到最大,這時候的能源使用結構,便已經準備好往下一階段邁進。第二階段是提升能源使用效率,小至使用高轉換效能之電器,大致鼓勵電廠更換高效能的發電機組,便能在既有的能源使用結構之下,省更多電,進而減少碳排放量。當我們在可以努力的範圍內,將能源使用效率提升至最大,整個能源使用結構便可以提升至最後的階段:發展再生能源。

 

再生能源之於減碳

 

國際能源署(International Energy Agency,IEA)將再生能源定義為,由自然過程產生且具有源源不斷補給的能源,是來自太陽或者地球內部的熱源直接或者間接演變而來的。在此規範之內的能源有太陽能、風能、生質能、地熱能、水能、海洋能,以及可補充能源的生化能與氫能。再生能源最大的好處不僅在於它是取之不盡用之不竭的,更因其在生產過程中通常只會產生很少的二氧化碳排放量,因此對於節能減碳的任務而言是很重要的一環。

 

台灣的再生能源

 

現階段在台灣隨處可見的再生能源有兩種:太陽能板與風力發電的大風扇,這兩種再生能源有三個顯而易見的共通點:一是他們相較於其他需要大型發電機組的再生能源(如水力發電、地熱發電等),較容易裝置,其中太陽能板更是普羅大眾可以取得的資源;二是兩者所生產的能源皆可以透過簡單的電容設備儲存;第三,是容易受天候影響,一旦沒有太陽或沒有起風,就沒有電力。

 

持續開發與改良風力及太陽能發電,固然可以在現有的舞台上好好發揮一番,但台灣是個天氣多變的島嶼,使得這兩種能源無法作為基載電力;換而言之,現階段的能源使用結構,若不開發可作為基載電力的穩定能源(如地熱能、生質能等),便很難突破現在台灣再生能源發展的瓶頸。

 

想拯救不斷加溫的地球,必須從減碳做起;想大量減少碳排放量,勢必得從能源使用的結構下手;想扭轉再生能源的未來,就得重新審視節約能源的重要性。此刻,仔細思考我們以及下一代想要什麼樣的環境?絕非一個充滿污染的黑暗時代,而是一個能享受陽光與微風、乾淨舒適的未來。

 

(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫」執行團隊撰稿)

審校:吳政岳