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能源多面睇

2018/6/7 — 15:35

【文:陳志宏】

從人類懂得運用火開始,文明就進入另一紀元。沒有維持火苗繼續燃燒的燃料,工業革命就無從談起。從火把、水車磨坊、燃油蒸汽機、到炸藥、核武器等等,將它們的功率數值互相比較,就不難發現,一個越是高度發展的文明,就越是懂得開拓新方法將更巨大的能量運用於一個更集中的時段或空間內。

既然能源是文明的要素,那任何文明就得正視未來能源短缺的問題。目前世界整體上仍然高度倚賴煤、石油及天然氣等,本質為碳氫化合物的「化石燃料」,它們不可再生,終會枯竭,以及燃燒時排放溫室氣體等問題,早已是老生常談。未來世界需要一種低污染排放,可以持續再生的能源運用模式,已是常識。

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可再生新能源種類繁多,風電、太陽能、水力、潮汐、海浪、地熱、生物能源等等各有長短,之所以遲遲未能大量取代化石燃料,離不開地理因素、生產技術、成本與效能等問題。

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水力與地熱是發展得較早的再生能源,皆因它們的技術門檻較低。不難預見的是水力與地熱完全受制於地理因素,沒有大型河流與活躍板塊活動地區根本無權發展。像冰島可以讓地熱滿足全國百分之九十多的能源需求的例子,是一個偶然。

有沒有一些不是靠偶然成功又能全面運用可再生能源的例子呢?到今年為止,有兩個國家已經非常接近這個目標。首先是德國,在2011年宣佈用十年左右時間全面棄核,到去年實現了風電產能可完全滿足全國用電需求。德國採用開放電網,獎勵住戶自家發電,成為世界的典範,香港亦計劃局部試行。另一個國家是葡萄牙,以百分之三十的水力發電加以百分之六十多的風電,再配以太陽能、海浪等發電,成功滿足全國用電需求。當然,產能達標並不等於全面轉用,讓新能源的價格在沒有政府牽引之下仍有競爭力,是緊接的任務。

剛才提到德國棄核,但其實現時德國卻是大力投資研究核聚變發電技術的。這兩者有矛盾嗎?那大家就要認識核裂變與核聚變這兩種核反應。大家都知道2011年的福島核災,核廢料的污染及擴散至今仍未保證完全受控。傳統利用重元素核裂變以獲得能量發電的方法,需要用上會釋放有害輻射的原料,原料效能減低而被更換後,餘下的仍是帶有放射性的核廢料,所以說核裂變發電很髒,長遠需考慮停用,有其道理。

物理上亦容許透過核聚合氫原素來產生能量,但該技術面對的難關更多,所以至今仍未成功建成核聚變發電廠。與核裂變不同的是,核聚變所需的原料「重氫」,以及聚變的產物氦,都不帶放射性,所以同是核電,核聚變能源會是一個潔淨版的核能。加上海水中的重氫幾近源源不絕,這讓核聚變能源也可成為未來新能源的選項。

生物能源的產能雖然仍有待研發提升,但它絕對是不可或缺的選項。因為無論風電、太陽能、水力、潮汐、海浪或核能,所產生的主要能源形式都是電能,在貯存方面需要另外的技術。但生物能源普遍利用到生物來製造碳氫化合物,主要以液體形式存在,這可以讓我們在不需要轉用電動引擎的情況下,繼續使用原有燃燒化石燃料的引擎。加上生物製造碳氫化合物的過程中,需吸收二氧化碳,意味可以抵消碳排放,對環境有利,所以生物能源會是未來能源的必需選項。

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《能源多面睇》6月8日晚上11時港台電視31播出。《五夜講場—真係好科學》逢星期五晚上11時至12時於港台電視31及31A播放;港台網站tv.rthk.hk及流動程式及流動程式RTHK Screen視像直播及提供節目重溫。《五夜講場》專頁: https://www.facebook.com/rthktalkshow/

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