2008年11月22日 星期六

可再生能源


附合可持續發展的能源應該具備以下條件:
.可再生
.低温室氣體(例如二氧化炭,甲烷等)排放量

傳統的能源包括:生物質(Biomass),石油產品,用煤發電等.
非傳統的能源包括:太陽能,風力,水力等.

可再生能源包括太陽能,風力,水力,生物質等.當中太陽能,風力,及水力都屬於清潔的可再生能源.




可再生能源的優點在於 :
一.  有助於減低二氧化碳(CO2)的排放,繼而有助於保護氣候.
二.  用它來代替礦物燃料,能減低很多國家對傳統能源輸入的倚賴.

單單在 2004 年,可再生能源的應用便替我們減少了九億噸的二氧化碳的排放,以及替代了原本來自礦物燃料的全球能源供應的 3% .

各式各樣之可再生能源所能夠提供的總能量其實是相當大的.專家認為到了2050年之時,可再生能源已能滿足全世界一半的能源需求.

可再生能源的增長速度非常之快.部份原因是因為政策上的支持.今天增長得最快之能源技術是連接上供電網的太陽能 PV (PhotoVoltaic) .在 2002 年至 2004間的毎年增長率為 60% .在同一時期中,其他的可再生能源也增長得很快:風力的年增長率為 28% ;生物柴油的年增長率為 25% ;太陽能熱水/加熱的年增長率為 17% ;沒有被連接上供電網的太陽能 PV 的年增長率為 17% ;地熱能之發熱功率的年增長率為 13% ;乙醇的年增長率為 11% .而其他的可再生能源包括生物質,地熱及小型水力發電比較成熟,它們的年增長率為 2~4% .在 2000 年至 2002 年間,基於礦物能源之發電容量的年增率長為 3~4% ,大型的水力發電的年增長率為 2% ,核能容量的年增長率為 1.6% .

以下是一些活躍的可再生能源市場:

太陽能 PV發電 :
現時連接上供電網的太陽能 PV 發電裝置都集中在日本,德國及美國.直至 2005 為止,超過六十五萬個家庭的屋頂上都己裝置了太陽能 PV 發電板,把電力輸送到供電網.單單在 2005 年,累積輸出功率便由 1.8GW 增加至 2.9GW.

風力:
風力市場集中在西班牙,德國,印度,及美國.在 2005 年,美國的風力輸出功率佔了全球輸出功率的 30% ,印度則佔了 15% .正在起步的國家則有:俄羅斯及其他過渡中國家,中國,南非,巴西,以及密西哥.

小型水力發電:
超過一半的小型水力發電輸出功率都是來自中國.新增的小型水力發電設施於 2004 年及 2005 年毎年都把輸出功率增加了 4GW .其他活躍於水力發電的國家有澳洲,印度,尼泊爾,以及紐西蘭.

太陽熱能:
自從 1990 年代,太陽熱能的市場一直都處於低迷.但最近以色列,西班牙及美國的商業計劃令到對太陽熱能的興趣,技術進化,及潛在投資復興起來.在 2006 年,新的項目正在於西班牙及美國建設當中.一些發展中的國家包括印度,埃及,密西哥及摩洛哥在多方的協助下也計劃了一些太陽能項目.

生物質能源:
生物質發電及發熱正在歐洲慢慢地擴展着,這發展主要是由澳地利,芬蘭,德國,及英國推動.在發展中國家中,利用農業廢料從稻米到椰子殼,來作出小型的發電及發熱也很普遍.在盛產糖的地區包括巴西,哥倫比亞,古巴,印度,非律賓,及泰國等地,庶糖廢料的利用也很顯著.

地熱能:
最少有 76 個國家擁有地熱能發熱的能力,以及 24 個國家擁有地熱發電的能力.從 2000 年至 2005 年,便有 1GW 的地熱能增長.包括在法國,危地馬拉,冰岛,印度,意大利肯雅,密西哥,紐西蘭,非律賓,及俄羅斯.從 2000 年至 2005 年,地熱的輸出功率增加了一倍,其中最少有十三個國家是第一次利用地熱發熱.一半的發熱輸出是來自三十個國家的建築物的冷暖系統內的二百萬個加熱泵.

乙醇:
巴西作為乙醇燃料的領先者已有二十五年.所有在巴西的加油站都售賣純乙醇 (E95) 和汽油與酒精的混合燃料,即 25% 的乙醇跟 75% 的石油的混合物, (E25) .

最平宜的礦物燃料己經被耗用了,以後的礦物燃料將會越來越昂貴.相反地,在未來的三十年,可再生能源將會變得更加經濟.聰明的政府政策及增加撥款於可再生能源上的研究及開發能夠促進能源來源的轉移.令到可再生能源能夠在二十一世紀滿足我們對能源及環境上的需求.

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延伸閱讀

[3] Abdeen Mustafa Omer, Power, people and pollutions, Renewable & Sustainable Energy Reviews, 12,13 October ‘2006.

[4] Gang Liu, Mario Lucas, Lei Shen, Rural household energy consumption and its impacts on eco-environment in Tibet: taking Taktse county as an example, Renewable & Sustainable Energy Reviews, 12 (2008), pp1890-1908.

[6] K. Bilen, O. Ozyurt, K. Bakirci, S. Karsli, S. Erdogan, M. Yilmaz, O. Comakli, Energy production, consumption and environmental pollution for sustainable development: A case study in Turkey, Renewable & Sustainable Energy Reviews, 12 (2008), pp. 1529~1561.

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2008年11月16日 星期日

能源效益的重要性


有大概 70% 的全球能源供應是浪費在能源供應鏈上,從生產到運輸,到最後的使用上的能源耗損.故此有人認為先把現有的發電廠效率提高,以及投資在提供節約能源的儀器給用戶上,然後才花錢在新的發電廠會是比較好的做法.

只要發電的效率俞高,所需的發電量便俞少.
高發電效率亦有利於可再生能源的發展,因為當所需要生產的電量俞少,我們便俞容易用可再生能源來滿足我們的需求.


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延伸閱讀

[6] K. Bilen, O. Ozyurt, K. Bakirci, S. Karsli, S. Erdogan, M. Yilmaz, O. Comakli, Energy production, consumption and environmental pollution for sustainable development: A case study in Turkey, Renewable & Sustainable Energy Reviews, 12 (2008), pp. 1529~1561.

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2008年11月9日 星期日

地球上的能源


傳統的能源包括:礦物燃料,即石油產品及用煤發電;及生物質(Biomass) 等.
非傳統的能源包括:太陽能,風力,水力等.

可再生能源是指那些可再產生及不會被耗盡的原料.
可再生能源包括:太陽能,風力,水力,生物質等.
但不是所有的可再生能源也是清潔的.清潔的可再生能源包括:太陽能,風力,及水力等.

在現今的能源供應當中,礦物燃料佔了約 79% , 可再生能源佔了約 14% , 核能佔了約 7% . 在未來的20後,礦物燃料所佔比例會上升 2% , 而同時間核能會下降 2% .

在現時的礦物燃料貯備當中,煤還夠我們用252年,油夠我們用32年,天然氣夠我們用72年.至於核能方面,鈾的貯備有 2.5YJ(2.5 x 10^24 J),即相當於806ZWh (806 x 10^21 Wh).

在2005年全世界的電力消耗中:水力發電佔816GW,生物質發電佔264GW,風力發電佔65GW,太陽能發電佔100GW,而地熱發電則佔了109GW.

跟據位於巴黎的國際能源局(IEA)的預測,全世界於2002至2030年間的能源需求將會有 60% 的増長.相當於平均毎年 1.7% 的増長.需求會從2002年的103億噸油等同量(tons of oil equivalent, toe)増加至2030年的165億toe.同時間,單靠礦物燃料是不足夠應付這與日上升的需求.專家預計石油在未來的二十年間將會變得愈來愈稀少,而價格會隨之而飛漲.此外,石油,天然氣及煤的燃燒會危害環境及全球氣候.

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註:量度單位:

Giga = 10^9,
Terra = 10^12,
Pitta = 10^15,
Exa = 10^18,
Zetta = 10^21,
Yotta = 10^24,
Xona = 10^27,
Weka = 10^30,
Vunda = 10^33,
Uda = 10^36,
Treda = 10^39,
Sorta = 10^42,
Rinta = 10^45,
Quexa = 10^48,
Pepta = 10^51.
Ocha = 10^54,
Nena = 10^57,
Minga = 10^60,
Luma = 10^63,

Nano = 10^–9,
Pico = 10^–12,
Femto = 10^–15,
Atto = 10^–18,
Zepto = 10^–21,
Yocto = 10^–24,
Xonto = 10^–27,
Wekto = 10^–30,
Vunkto = 10^–33,
Unto = 10^–36,
Trekto = 10^–39,
Sotro = 10^–42,
Rimto = 10^–45,
Quekto = 10^–48,
Pekro = 10^-51,
Otro = 10^-54,
Nekto = 10^–57,
Mikto = 10^–60,
Lunto = 10^–63.
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延伸閱讀

[3] Abdeen Mustafa Omer, Power, people and pollutions, Renewable & Sustainable Energy Reviews, 12,13 October ‘2006.

[4] Gang Liu, Mario Lucas, Lei Shen, Rural household energy consumption and its impacts on eco-environment in Tibet: taking Taktse county as an example, Renewable & Sustainable Energy Reviews, 12 (2008), pp1890-1908.

[5] N. Khan, Z. Saleem, A. Wahid, Review of natural energy sources and global power needs, Renewable & Sustainable Energy Reviews, 12 (2008), pp. 1959~1973.

[6] K. Bilen, O. Ozyurt, K. Bakirci, S. Karsli, S. Erdogan, M. Yilmaz, O. Comakli, Energy production, consumption and environmental pollution for sustainable development: A case study in Turkey, Renewable & Sustainable Energy Reviews, 12 (2008), pp. 1529~1561.

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2008年11月2日 星期日

礦物燃料能源為地球帶來的環境及生態問題


礦物燃料能源的使用有很嚴重的副作用.用煤及石油對環境的侵犯引至人類疾病的增加,造成對生態系統的干擾,以及形成氣候變化的威脅.

人類毎年排放八千萬噸的硫到大氣層,其中 85% 是來自礦物燃炓的燃燒.天然流入大氣層的硫便只有三千萬噸.大量的硫進入大氣層的後果計有酸雨,水及泥土的變酸,森林滅亡,人類呼吸道疾病及健康成本的增加,以及農業生產的損失.

人類毎年也排放約二十萬噸的铅到大氣層,其中 40% 是來自礦物燃料的燃燒,相當於天然流入大氣層之铅數量的十八倍.

事實上,大氣層中的二氧化碳含量從工業化年代前的以體積計百萬份之280 (280 ppm) 上升至今天的 380 ppm .其中礦物燃料的燃燒佔了人為排放二氧化碳的 75% .

一些值得留意的事情是:不是所有的人為環境污染也跟礦物燃料有關.例如毎年到了甘蔗收割之時,為了令到收割過程省力一點,工人在用砍刀收割甘蔗前都會先把甘蔗田燃燒一遍,以去除乾了的葉及驅除蛇及其他動物,但硏究顯示燃燒甘蔗田會釋放出大量的氮氣 (Nitrogen),加重種植甘蔗的地區之空氣污染問題.被釋放的氮是以氨 (Ammonia)及氧化氮 (Nitrogen oxides, NOx)的狀態存在,起作用而產生臭氧.

在燃燒時所釋放出的氮的份量相當於為甘蔗施肥的氮的份量的35%.在這些氮當中,只有一部份返回泥土再給土地施肥,沒有返回泥土的氮便造成酸雨,臭氧的問題,以及令河流及湖泊的水質變差.

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延伸閱讀

[6] K. Bilen, O. Ozyurt, K. Bakirci, S. Karsli, S. Erdogan, M. Yilmaz, O. Comakli, Energy production, consumption and environmental pollution for sustainable development: A case study in Turkey, Renewable & Sustainable Energy Reviews, 12 (2008), pp. 1529~1561.

[7] Erika Engelhaupt, Burning sugarcane releases ozone-producing nitrogen, Environmental News, Environmental Science & Technology, January 15, 2008, pp. 335.

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