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乾淨能源 地球新希望

現代人已無法脫離能源,我們需要能源提供穩定的日常生活。但大部分日前廣泛運用的能源現今已被認為不利使用。在這能源利用方式風雲變色的年代,新能源的使用究竟有何問題與契機?

乾淨能源 地球新希望

賴巧純 文  2012/05/30

現代人已無法脫離能源,我們需要能源提供穩定的日常生活。但大部分日前廣泛運用的能源現今已被認為不利使用。在這能源利用方式風雲變色的年代,新能源的使用究竟有何問題與契機?

從紀錄片《不願面對的真相》到台灣的《正負二度C》,越來越多人開始關注環境議題。能源的利用是環境汙染的一大主因,許多科學家致力於開發「乾淨能源」。乾淨能源分為兩種,一種是消耗後能得到補充的能源,另一種則是人類運用高效率、清潔的科技,產生儘可能不汙染環境的能源。目前世界各國主要的發電方式有水力發電、火力發電、燃油發電、核能發電、風力發電、太陽能發電、溫差發電、潮汐發電。其中真正屬於「乾淨能源」只有水力、風力、太陽能、溫差、潮汐發電。然而,以能源消耗大國-美國為例,這些乾淨能源所佔的發電比例僅僅只佔總電力的9.5%,剩下為80%的火力發電和19.5%的核能發電。 火力與燃油發電穩定性高,成本較低,但會產生大量的二氧化碳,造成空氣汙染、溫室效應加劇。而核能發電造成的空氣汙染程度雖低,但是其發電過後剩餘的核廢料會產生高輻射汙染。一旦發生地震,更可能引發如2011年日本311大地震導致的福島核災。乾淨能源多數發電穩定性非常低,且成本極高,無法大量供給,世界各國目前投入許多資源,研究對環境更有善且有效率的綠色電力。

電解水製氫的過程。
(截圖自電影《連鎖反應》
乾淨能源生力軍-氫能發電

電影《連鎖反應》中,男主角艾迪和女主角莉莉參與芝加哥大學氫能量計畫,用電解水的方式,產生氫,以氫氣為能量發電。水(H2O)是由兩份氫(H2)、一份氧(O)組成,一杯水的能量足夠芝加哥市數週之用。計劃的主導人-阿士博士的夢想,就是在這個氫能量計畫成功之後,地球上的每個人都有乾淨、免費的能源可用。 現實生活當中,也有許多學者正在研究以電解水製氫,進而用氫氣發電。長庚大學化材系鄭光煒教授的研究中指出,氫是宇宙間存量最豐富的化學元素,但幾乎無法以元素的狀態穩定存在,主要以水分子的方式存在於地球。因此,氫氣可由水產生。再生能源製氫技術為未來潔淨能源中,極具發展潛力之能源技術,主要以太陽能製氫為主。太陽能製氫有四種方法: (1)太陽能電池結合水電解法、(2)直接光催化將水分解製氫法、(3)生物光化學製氫法、(4)太陽熱能分解製氫法,但價格過高及應用之廣泛性差為其最需解決的兩大缺點。

影片中的氫能量計畫的實驗室
(截圖自電影《連鎖反應》)
技術與經濟的雙重挑戰

《連鎖反應》中,阿士博士的氫能量計畫,除了須克服技術上的問題,還必須面對全球經濟環境的挑戰。電影中,其他研究中心的奸細說:「阿士是夢想家,清潔的空氣、免費的能源,這是崇高的裡想。但是地球中了石油的毒,免費能源對自由市場有何影響?股市會下跌,我們的經濟會立即崩潰,伴隨著市場衰退、失業、戰爭。」 中東國家高度依賴石油出口帶來的外匯收入,經濟深受國際原油價格波動影響,中東國家普遍存在著高失業率、高通貨膨脹、貧富分化等問題,石油收入有助於政府推動福利政策,減緩這些經濟問題對人民造成的衝擊。一旦沒有了石油這項收入,中東國家的經濟極有可能崩盤,民不聊生,甚至引發戰爭。

汙染革命 拯救地球

儘管發展綠色電力除了要克服技術問題,還要面臨經濟挑戰,但如同阿士博士所說:「我們已經再沒太多時間,汙染、人口膨脹使得地球快要滅亡, 我們正在自毀我們的地球,我們需要汙染革命,發起這革命將困難重重。」 科技的進步為人類帶來許多方便,但也對地球造成了無可彌補的危害,近年來全球氣候異常,美國、墨西哥今年爆發了嚴重的乾旱,中國、日本九州卻下起大暴雨,頻繁的颱風威脅著太平洋西岸的東亞國家。大自然反撲的力量不容小覷,所以即使汙染革命困難重重,卻勢在必行。

記者 賴巧純
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