人類命運與能源命運

種種不同的替代能源, 各國都在不同領域及階段上高歌猛進. 而各國明白不能孤注一擲在單一能源身上, 所以各國都是以能源供應多元化為目標, 以對環境破壞減到最低的情況下, 讓我們有足夠的能源消費. 可是, 以現今科技而言, 那些替代能源生產成本還是比石化能源為高, 短期內也難以扭轉對石化能源的過度依賴.

有科學家曾指出, 為滿足所有人所需要, 而不斷發展其他能源這種開源方向是錯誤的, 認為應該著眼在節能方面. 沒錯! 浪費也是造成能源短缺的原因之一. 據統計, 美國家庭所消秏的能源, 比起歐洲和中東, 甚至全球人來說都高出許多, 現在, 更多了中國及印度等新生國家興起, 他們的國民人均能源消耗量正在不斷增加, 對兩個佔地球近三分之一人口的國家來說可見, 只在不斷開發新能源這一途並不可持, 還要養成節能的習慣兩邊進行才可行. 其實只要少少的舉手之勞, 我們就能把能源節省25%, 只要我們肯嘗試, 其效果可以意想不到.

要節能其實是很簡單, 首先我們先了解自己的用電器習慣, 從中找出可以不影響自己用電器習慣下都可以節能的方法. 一些有備用狀態功能的電器, 縱使處在備用狀態下, 其電力也是在消耗中, 所以我們要徹底關上它們. 每到夜晚, 我們便會開燈, 把室內燈泡換上省電燈泡, 在需要時才開啟, 可以一年就可以節省不少電力. 另外, 還有雪櫃, 洗衣機和乾衣機等, 換上有政府節能標誌的電器, 對我們節能都有幫助.

其次, 我們要養成良好的習慣, 不需要使用的電器, 要切記關上, 尤其是我們的電腦, 它是我們現今互聯網時代耗電量最多的電器之一. 還有電視機, 在時代轉變之下, 收看率一直下降, 可是人們還是留下以往的壞習慣, 回到家總是會開著它, 即使會不會收看也是, 這不是在浪費嗎? 壞習慣對我們所需要的並沒有幫助, 只要我們把這些壞習慣改掉, 對我們的荷包很有好處.

最後, 節能除了能省錢外, 對我們環境都有幫助. 根據美國科學家對美國家庭的統計, 美國家庭一天消耗能源所排出的二氧化碳大約有70公斤, 比歐洲家庭的平均多出兩倍多, 以全球來說, 更多出五倍, 這對我們是一個啟示. 人們一直追求美國式的家庭生活, 但現在地球正默默告訴我們, 這種生活是錯誤的, 不可持續的. 我們要做的就是減碳生活, 尤其是減少駕車和飛機, 只要我們能做好節能, 我們的能源消耗就能減少25%以上, 就能減慢我們到達二氧化碳濃度臨界點, 百萬分之450. 科學家相信, 若二氧化碳濃度超過這個臨界點, 兩極的冰將被完全融化, 水平面會顯著上升, 現在這數字已來到百萬分之380了! 為我們的家而努力, 刻不容緩.

當然, 各國政府除了開發新能源外, 還有在節能技術上努力. 好似研究把電廠排出的碳收集及儲存, 研究減碳物料在建築, 工業身上, 還有一直鼓勵居民加入再生能源發電的回饋計劃及新能源保貼計劃, 也是不可缺少的. 不過, 最直接還是國家主導投資研究, 讓再生能源大行其道, 達至與我們的地球和萬物和諧共存.

其實還有其他方法得到能源的, 就是我們每日排出的糞便. 我們的糞便, 都是有機物質, 可分解的. 透過缺氧環境下經過發酵或無氧消化後, 產生甲烷及二氧化碳等氣體, 經過淨化技術, 去除水份, 硫化氫等雜質後, 就能燃燒, 成為與天然氣一樣的燃料, 用在發電及汽車上. 這就是生物氣體(Biogas), 俗稱沼氣.

時候已到了! 一個新的時代正開始!! 我們縱慾在物質生活上, 不斷虛耗資源, 是時候要反思我們現在的行為和習慣有沒有改善的地方了!!! 地球的命運在我們手中, 我們的命運更是在我們手中, 讓我們積極主動出撀吧.

在地殼下的能量: 地熱能

地熱能(Geothermal Energy) 是另一種有著極端地域性的能源, 是引發火山爆發及地震的能源, 是由地殼下熔岩道上來的能源. 地球內部熔岩高達攝氏7000度, 不過在80至100公里的地深深度, 就只有攝氏650至1200度, 這熱度透過將地下水加熱或火山爆發和地震湧出地面, 把熱力也間接地送上地面來, 成為人類早期所用的能源之一.

除了天然的地熱能, 還有人工的地熱能. 天然的地熱能, 就是經過熔岩傳導到地層的熱力加熱了水或岩層的能量. 在遠古舊石器時代, 原始人就懂得利用地熱能作沐浴及醫療. 古羅馬時期, 人們更用地熱能作溫室種植, 養水產, 烘乾穀物等等. 不過, 人類要到20世紀中葉才有地熱資源的大規模開發. 現今社會則更多用地熱來發電.

至於人工地熱能(Enhanced Geothermal System, EGS), 是一種新興方法, 當初70年代時曾提出其技術, 可是並沒有太大迴響. 其技術就是在地面用鑽鑽入地底, 有300度以上的高溫岩層處, 用至少2個轉井, 一個注入冷水, 讓蒸氣從另一口井處冒出, 用其蒸氣發電.

地熱能發電技術有幾種, 包括直接發電利用技術, 小型地熱發電技術和一般的發電技術. 一般地熱能發電又分開乾蒸氣式及閃化蒸氣式. 乾蒸氣式發電, 就是用管線把蒸氣引導到渦輪發電機發電. 至於閃化蒸氣式發電, 就是把地熱水多次閃化變成蒸氣, 再加入分離裝罝除去熱水, 餘下蒸氣來推動渦輪機發電. 閃化蒸氣式發電目前是最為主要的利用地熱發電的方法, 其技術較安全.

小型地熱發電技術, 亦即是人工地熱能發電, 其技術所用的地方較少, 可是其技術較高, 成本較昂貴, 因此不太流行使用. 至於直接利用地熱發電, 又稱為總流式發電, 亦即是運用蒸氣及熱水, 一起引入特殊的渦輪機處, 產生動能和壓力, 推動渦輪機產生電力. 還有一種, 稱為雙循環式發電系統. 運用低沸點的流體物質用作循環, 讓地熱的水及蒸氣到熱力交換器加熱, 使那些低沸點物質蒸氣化推動渦輪機發電. 可是這種發電系統所用的氟氯烷(Freon) 或丁烷等物質對地球嗅氧層造成損害, 因此在1987年9月16日, 在加拿大蒙特利爾, 聯合國26個會員簽定了蒙特利爾破壞嗅氧層物質管制議定書 (Montreal Protocol on Substances that Deplete the Ozone Layer), 同意禁用這些物質, 因此這種發電方式已經停止了.

地熱能生產技術含量比太陽能和風力發電等都為高, 只因其需要有精密的勘探, 鑽井, 測井等工程技術. 在潛在的地熱區域估計其深度, 溫度, 容量及其結構特性, 擬定井位之處開始鑽井. 鑽井為地熱投資中佔最大的比例, 確定勘探的結果之後, 就可以開始開採. 完成開井後, 便能測得井下的狀況, 以作控制, 增加效能及維謢.

根據非弁利機構美國地熱資源委員會 (Geothermal Resources Council, GRC) 的估計(1990年) 世界上有18個國家有利用地熱能發電, 包括有日本, 印尼, 紐西蘭, 美國, 台灣和中國等, 總計容量有大約5828兆瓦. 而據估計中國在地熱發電居世界首位, 其地熱資源很豐富, 還會從地熱熱水中取得鹽和硫磺等使用.

運用地熱能的最大好處是產出穩定, 還有副產品輸出, 其建設時間較核能短, 有望解決全球溫室氣體排放問題. 可是其技術要求高, 尤其是鑽井用的鑽頭, 需要有能鑽開花崗岩層的能力, 而且其成本巨大, 因有機會挖到不能開採地熱的廢井. 此外, 維護成本也不少, 因地熱蒸氣含有腐蝕性, 對抽出蒸氣的線管會造成損害, 必須不斷更換. 再者, 地熱能大多分佈在火山和地震帶邊緣帶這些極端地方, 容易遇到該災害影響供電.

隨著科技不斷進步, 鑽頭鑽探技術不斷提升, 成本亦不斷下降, 將來在能源領域可佔有一席之位.

在地殼下的能量: 地熱能

地熱能(Geothermal Energy) 是另一種有著極端地域性的能源, 是引發火山爆發及地震的能源, 是由地殼下熔岩道上來的能源. 地球內部熔岩高達攝氏7000度, 不過在80至100公里的地深深度, 就只有攝氏650至1200度, 這熱度透過將地下水加熱或火山爆發和地震湧出地面, 把熱力也間接地送上地面來, 成為人類早期所用的能源之一.

除了天然的地熱能, 還有人工的地熱能. 天然的地熱能, 就是經過熔岩傳導到地層的熱力加熱了水或岩層的能量. 在遠古舊石器時代, 原始人就懂得利用地熱能作沐浴及醫療. 古羅馬時期, 人們更用地熱能作溫室種植, 養水產, 烘乾穀物等等. 不過, 人類要到20世紀中葉才有地熱資源的大規模開發. 現今社會則更多用地熱來發電.

至於人工地熱能(Enhanced Geothermal System, EGS), 是一種新興方法, 當初70年代時曾提出其技術, 可是並沒有太大迴響. 其技術就是在地面用鑽鑽入地底, 有300度以上的高溫岩層處, 用至少2個轉井, 一個注入冷水, 讓蒸氣從另一口井處冒出, 用其蒸氣發電.

地熱能發電技術有幾種, 包括直接發電利用技術, 小型地熱發電技術和一般的發電技術. 一般地熱能發電又分開乾蒸氣式及閃化蒸氣式. 乾蒸氣式發電, 就是用管線把蒸氣引導到渦輪發電機發電. 至於閃化蒸氣式發電, 就是把地熱水多次閃化變成蒸氣, 再加入分離裝罝除去熱水, 餘下蒸氣來推動渦輪機發電. 閃化蒸氣式發電目前是最為主要的利用地熱發電的方法, 其技術較安全.

小型地熱發電技術, 亦即是人工地熱能發電, 其技術所用的地方較少, 可是其技術較高, 成本較昂貴, 因此不太流行使用. 至於直接利用地熱發電, 又稱為總流式發電, 亦即是運用蒸氣及熱水, 一起引入特殊的渦輪機處, 產生動能和壓力, 推動渦輪機產生電力. 還有一種, 稱為雙循環式發電系統. 運用低沸點的流體物質用作循環, 讓地熱的水及蒸氣到熱力交換器加熱, 使那些低沸點物質蒸氣化推動渦輪機發電. 可是這種發電系統所用的氟氯烷(Freon) 或丁烷等物質對地球嗅氧層造成損害, 因此在1987年9月16日, 在加拿大蒙特利爾, 聯合國26個會員簽定了蒙特利爾破壞嗅氧層物質管制議定書 (Montreal Protocol on Substances that Deplete the Ozone Layer), 同意禁用這些物質, 因此這種發電方式已經停止了.

地熱能生產技術含量比太陽能和風力發電等都為高, 只因其需要有精密的勘探, 鑽井, 測井等工程技術. 在潛在的地熱區域估計其深度, 溫度, 容量及其結構特性, 擬定井位之處開始鑽井. 鑽井為地熱投資中佔最大的比例, 確定勘探的結果之後, 就可以開始開採. 完成開井後, 便能測得井下的狀況, 以作控制, 增加效能及維謢.

根據非弁利機構美國地熱資源委員會 (Geothermal Resources Council, GRC) 的估計(1990年) 世界上有18個國家有利用地熱能發電, 包括有日本, 印尼, 紐西蘭, 美國, 台灣和中國等, 總計容量有大約5828兆瓦. 而據估計中國在地熱發電居世界首位, 其地熱資源很豐富, 還會從地熱熱水中取得鹽和硫磺等使用.

運用地熱能的最大好處是產出穩定, 還有副產品輸出, 其建設時間較核能短, 有望解決全球溫室氣體排放問題. 可是其技術要求高, 尤其是鑽井用的鑽頭, 需要有能鑽開花崗岩層的能力, 而且其成本巨大, 因有機會挖到不能開採地熱的廢井. 此外, 維護成本也不少, 因地熱蒸氣含有腐蝕性, 對抽出蒸氣的線管會造成損害, 必須不斷更換. 再者, 地熱能大多分佈在火山和地震帶邊緣帶這些極端地方, 容易遇到該災害影響供電.

隨著科技不斷進步, 鑽頭鑽探技術不斷提升, 成本亦不斷下降, 將來在能源領域可佔有一席之位.

再生能源: 水的能力

水是萬物之源, 除了能滋養生命, 現在還有另一個角色. 靠山用山, 靠水用水, 地球有大約71%是海, 自然成為了用以發電的潛在源料. 那怎樣令海水生電? 潮汐能就是其中之一.

潮汐是地球, 太陽和月球三者的引力引發的現象. 因月球和地球大小不同, 其引力也不一樣. 地球比月球大, 因此地球的引力讓月球圍繞著地球轉, 相對月球較小, 引力較細, 其引力影響沿岸海水的潮漲及潮退. 就是這個潮汐漲退現象, 科學家們在這個潮汐間取得能量. 簡言之, 就在潮汐漲退現象之中, 把海水引入水庫, 帶動發電機發電.

運用潮汐, 最早可追溯到中世紀, 甚至羅馬時代. 至於第一座運用潮汐來發電的電廠, 是在1966年建成, 為法國朗斯潮汐電廠(Rance Tidal Power Station), 亦是全球第二大的潮汐能電力廠. 現今技術主要有兩種潮汐產生電力的方法: 潮汐流, 及動態潮汐.

潮汐流發電機 (Tidal Stream Generator, TSGs) 的原理, 就是直接利用潮汐的流動, 驅動渦輪機發電, 其好處是建築成本低, 對生態環境影響也較小. 至於動態潮汐, 就是引海水到水庫內, 以水庫高低位能狀態保存著海水, 把潮汐高低位之落差, 推動水輪, 帶動發電機發電. 所謂位能, 亦即是勢能 (Potential Energy), 是存在萬物物理物體形態內的能量, 物體在不同的位置儲存著不同的位能, 而這種位能, 可以轉化為其他能量, 以潮汐來說, 就是運用潮漲和潮退的波動, 產生液壓, 推動水輪機發電, 這種勢能發電能產生6000至15000兆瓦的電力.

潮汐發電有三種方式: 分別是單池單向發電, 單池雙向發電及雙池雙向發電. 單池單向發電就是先在海灣起一排大閘, 在潮漲時引水入水庫裡, 待潮退時便開閘排水驅動水輪機發電. 一天有兩次潮退, 每次大約5小時. 這方式特點就是只能在落潮時才能發電, 因此才有單池雙向發電. 單池雙向發電, 就是運用精密設計的來回水閘, 盡量在潮漲和潮退時使用雙向水輪機發電, 實行是高潮汐發電的效能. 而雙池雙向發電則運用兩個高低位不同的儲水庫, 在潮漲和潮退時實行雙向發電. 雖然此種發電系統需要一個抽水機, 令電力有些流失, 但此種方式使電力生產較穩定.

潮汐能發電最大好處, 就是比太陽能及風能有更穩定的供應. 但因為受地形限制和成本居高不下的關係, 加上在沿岸興建儲水堤壩, 影響生態等問題, 目前還未可以得到廣泛應用. 不過, 隨著技術上的進步, 他朝能有更大的發展潛力.

還有其他的水力發電方式, 就是運用受地球重力影響, 由高向下低流的江, 河, 水庫或海的水的地方建造水壩, 引水到混合水壩或引水兩方式到水輪機內. 水輪機受其衝擊, 令其水輪旋轉, 帶動發電機同時轉動, 從而產生電流. 在可再生能源領域, 水力發電(Hydroelectric Power) 目前是最廣為應用的可再生能源, 佔總可再生能源總量大約76%, 為全球提供34000億度電力 (根據2011年估計).

與潮汐能發電一樣, 水力發電較太陽能和風能供應穩定, 而且水力發電成本, 為所有可再生能源中最低. 此外, 水力發電所運用的堤壩, 大部份都是機械自動化, 營運成本也相對較底. 堤壩式水力發電更有其他好處. 首先, 在江, 河之間築起堤壩, 能控制其水流量, 防止低窪地區泛濫, 又能儲起淡水供鄰近城市人民食用. 對一些建在大江或大河之間的巨大的堤壩式水力發電, 更可從控制水量, 對內陸航運有幫助.

不過, 水力發電並不是沒有害處. 水力發電和潮汐能發電一樣, 有極大的地形性, 不是所有江, 河或水庫都適合建造堤壩, 尤其是在地震帶, 堤壩變成了對低窪地區的災害. 再者, 水力發電需要投入大量資金在興建階段, 即使建成後, 也要不斷進行維修. 因為水對沿岸都會有不同程度的侵蝕, 帶來的沙石會沈澱堤壩底, 需要定期進行挖取工作, 對發展中國家來說, 也是一個負擔. 看看中國大陸的堤壩可見, 不少堤壩因沒有挖走沈澱物, 許多堤壩己經失去發電功能, 甚至荒廢了.

水力發電最大的害處, 就是永久性生態損害. 以上游來說, 水壩位址及周邊環境已令生態完全破壞. 至於下游, 因上游沖積物已被水壩截了, 沖積物無法落至下游, 令下游土地養分沒有補充而變得貧瘠.

有專家指出, 水力發電並不見得能阻止溫室氣體排放. 這是由於水壩底部的動植物因缺氧後死亡, 分解後排出甲烷, 這種比二氧化碳出高30倍的溫室氣體, 甚至比化石燃料產生的溫室氣體多出3.5倍, 更加速了全球暖化. 所以, 有人認為水力發電並不是綠色能源.