2002/04/05
經濟部能源局
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▓撰文:李季品
追求清潔的能源、清潔的電力,是世界地球日相當重要的課題;清潔的能源便是所謂的再生能源,是一種無污染、潔淨的能源,對生存的環境產生無比的影響力。
每逢地球日,環境危機也就是所謂的全球暖化問題,一直是眾所囑目的焦點。長久以來,人類所使用的能源方式對生存的環境常造成重大的影響,使用具污染性能源帶來許多的環境問題;因此,現今科技便將傳統能源轉型,研發更多樣化的再生能源形式,像低污染的能源如風力、太陽能及生質能等。
自然的能量
陽光是大自然給予人類最寶貴的資源,因此人類也將其運用能源的使用方面。然而,如何才能擷取太陽能源呢?人類吸收太陽的熱量,所採用的是平板式的集熱器。其道理就如同太陽直射,穿深色的衣服時,便會感到一陣陣熱意;相反地,穿淺色的衣服,所感受的熱量便不是如此強烈。太陽能的集熱板便是運用此種原理,也就是在金屬板上塗上一層黑色的物質,藉此吸收太陽的熱能。它所產生的熱能便經由附在金屬板後銅管內的水傳送,如此將通過的水加熱到某一程度,便成為可以利用的熱水,這也就是所謂的平板式的集熱器。
太陽能可運用於熱水器中,它的安全性高於一般的瓦斯熱水器。然而,所謂的太陽能熱水器是運用集熱板的原理,以集中太陽的熱能,產生熱水。現在許多國家已施行此項計畫,以色列的普及率更達百分之八十,日本也有百分之十一,台灣僅有百分之三。除了太陽能熱水器外,還有太陽能手錶、電池,甚至有採用太陽能晶片及太陽能馬達的太陽能車,可見太陽能的運用範圍是相當廣泛的。」
另外一種太陽能的附加價值是拓展工業,不過多屬於實驗性質。像太陽能火爐能產生高熱溶解金屬,且太陽光線本身沒有雜質,所以不會產生霧、空氣中的塵、而影響到火爐的效率。
現階段太陽能轉為電力的現象,較常見的是太陽能電池,它是以電熱效應為方式,產生電能。另外,發動汽車、小艇、電話線、收音機、電子計算器、鐘和其他的日用機器,都可運用太陽能。再者,更可提供小型工業設施發電,或是利用它的熱力來發電或將蒸餾海水變淡等。
滾滾的熱氣
長久以來,人類對於火山、溫泉和沸泥池等地方,感到相當地新奇恐懼。然而,會產生這些景象的地方,多位於地震帶。再者,由於台灣位於環太平洋火山活動帶上,所以地熱的潛能相當豐富。
地熱就是地球的熱能。在瞭解地熱之前,必須先認識地球。地球是由五個同心層所組成,首先,大氣層環繞著地球,然後是地殼,其後依次為地函、液態地核和內部地核。所以,簡單地說,地球內部的成分可為兩種:一種為地核,一種是地函。在地球的表面上,覆蓋著一層薄殼,稱為地殼。地球原本是一個熾熱的星球,雖然有一層冷殼的外表,但實際上它的內部具有相當高的熱能。」
在地殼破裂的地方,也就是板塊構造的邊緣。當板塊互相推擠,彼此碰撞,產生裂縫,而形成火山活動。因此,進行火山活動時,使得地面的溫度上升,大量的熱能傳送到淺部後,讓人類開發及利用,便是所謂的地熱能。
若積極開發地熱資源,將可減少人類對於石油等傳統能源的依賴性。不過,不同的地熱溫度所運用的領域也不一樣,溫度較低的區域,便可以做為溫泉的利用;溫度較高的區域,則可用來發電。在火山較多的地方,因岩漿通過地殼的裂縫,岩漿便會上升,在地下數公里的地方便形成岩漿庫。然而,流進此處的雨水及地下水,受到岩漿高溫的影響,成為高溫高壓的熱水或蒸汽。所以,利用這種熱水或蒸汽驅動輪機來發電,便是所謂的地熱發電。
由於地殼的厚度較厚,以人類現今的技術來說,還無法達到足夠的深度。另外,再加上地殼本身不完美,所以僅能利用它的表面部份,所以可供開發的蘊藏量並不豐富,仍需加以開發。
信手拈來的能源
風是大自然賜予人類最好的禮物,當能量藉由風力產生時,呈現的是一個既無污染也沒有噪音的狀態;另外,一旦裝置完成後,除了維護費外,並不需花任何的費用。因此,風力是一自然生成的資源,為人類一項珍貴的資產。
由於空氣的流動,便產生了風。但是你知道空氣是如何流動的嗎?地球外圍的大氣層吸收了太陽的熱能之後,因為不同的區域而產生迥異的大氣密度及高低氣壓,便造成大氣對流的現象。因此,地球表面經常有不同方向及速度的空氣流動著,此種複雜多變的空氣流動現象,我們便通稱為風。簡單地說,風能是由太陽輻射能小部分的能量,大約是百分之二,轉變成為空氣動力能的。
風是一種空氣流動的現象,這種現象具有壓力及動能。其中,壓力便稱為風力,動能稱之為風能,所謂的風能便是一種天然的能源。
人類初期將風力運用於帆船、風力水車、風車磨坊。
風能是一項值得推廣的發電方式。根據統計顯示,如果在距離地面100公尺的地方,所設置的陸地風力機可吸取的能量,每年約是1,000億度的電,相當於全世界電力生產量的十分之一左右。
然而,並不是每個地區裝置風力機,均可產生足夠的電力。首先,必須視當地的風力而定,才可以決定是否適合建立風力機。因為,一般風力機的起動風速為每秒三公尺。所以在台灣地區,只要每年平均風速達每秒四至五公尺的地方,均可發展風力發電。台灣風力發電的市場,是具有非常好的發展空間。台灣本島的風力潛能是400萬瓩,可以裝置5,000台的風力發電機。
善待生存的環境
台灣應開發並多使用低污染、自主性高的再生能源,為我們所生存的環境帶來清新的氣息,亦是善待環境的最佳方式之一。