永續綠能發展，台灣難以忽視的挑戰——專訪清大科法所副教授 ...

缺乏礦產資源的台灣，仍有九成以上的能源仰賴進口，能源轉型之路若能成功，不僅能確保台灣的能源自主，還能免除火力發電帶來的空污與減少碳排放，實現真正的綠色未來。

2 7 1 文字 分享 友善列印 繁| 简 2 7 1 文明足跡 環境生態 科技能源 永續綠能發展，台灣難以忽視的挑戰——專訪清大科法所副教授高銘志 科技大觀園 ・2021/04/12 ・3282字 ・閱讀時間約6分鐘 ・SR值545 ・八年級 ＋追蹤 相關標籤： 再生能源(44) 太陽能發電(5) 綠能(14) 綠電(3) 風力發電(21) 熱門標籤： 大麻(17) 量子力學(46) CT值(8) 女科學家(16) 後遺症(3) 快篩(7) 時間(37) 本文轉載自科技大觀園，原文為《追求環境永續台灣該如何擁抱綠能——專訪清大科法所副教授高銘志專訪》作者／科技大觀園特約編輯｜陳其暐 工業革命之後，人類科技進步的幅度遠超過往，帶來了更為便捷的生活環境，但經濟高度成長所衍生的代價也逐漸浮現：工廠、交通工具所排放的二氧化碳等溫室氣體在大氣層內逐漸累積，形成了溫室效應，導致南北極海冰減少、海平面逐年上升、森林、海洋、濕地等生物棲息地環境惡化，甚至許多物種因而滅絕，同時伴隨更多的暴雨、颱風等極端氣候現象。

為了保護地球環境免於崩解，同時延續各類生物與人類的永續，2016年有超過170國共同簽署「巴黎協定」，承諾遏阻全球暖化趨勢、降低碳排放量，力求將全球平均氣溫的升溫幅度控制在工業革命前的2度C內。

相比其他國家，台灣面臨的氣候暖化挑戰更為嚴峻，例如都會區的升溫幅度更是高於全球平均，旱災與水災發生的比率與強度也逐年升高，大大影響農業與養殖漁業的生計，因此台灣也無法置身事外，必須積極思考如何降低碳排放量。

所謂降低碳排放量，便是我們日常所說的節能減碳，一般人可以採取隨手關燈、多搭乘大眾運輸工具、實行資源回收等來響應低碳生活；而從國家的角度而言，則能透過政策來限制高碳排產業的開發，或是降低化石燃料、煤炭的使用，進而推廣對環境更友善的再生能源，例如太陽能、風力發電、水力發電、生質能等，也就是俗稱的綠能。

太陽能、風力發電、水力發電、生質能等，也就是俗稱的綠能。

圖／PIXABAY 綠能自由化 目前全球有超過90個國家訂定要在2025年達成綠能佔總發電量50%，甚至有超過50國預定要在2050年之前達成100%綠電。

台灣近年來也積極發展綠能，政府當前訂下2025年綠電占比將提高至20%、燃煤發電降低至30%、天然氣發電調整至50%的目標。

為了順利達成這項目標，台灣陸續在相關法案上做出變革，例如2017年通過《電業法》修正案與2019年通過《再生能源發展條例》修正案，讓台灣的電力市場得以自由化。

過去，台灣電力市場中的發電、輸電、配電、售電都是由台電公司獨佔，修法過後，企業或民眾就能夠選擇購買來自其他民營電力公司的電力，讓電力市場得以像一般市場自由競爭，藉此提升能源效率。

目前台灣在「綠電先行」的政策下，首先開放了綠電自由化（燃煤、天然氣等「灰電」規劃在未來數年後開放），讓綠電能夠自由買賣。

同時，法案也規定用電量較大的企業或機構必須設置一定比例的再生能源發電設備，或是購買綠電來替代。

一般民眾則能透過參與建置公民電廠響應綠能發展。

目前台灣的綠能以太陽能與風力發電為主力，位在亞熱帶區域的台灣一年的日照時間長且充裕，適合太陽能發展；另外，根據4Coffshore的資料顯示，台灣從桃園至雲林沿岸都具有風力發電的潛力場址，台中一帶外海更是有許多適合作為離岸風電發展的海域，相比於陸域風力發電容易影響周遭居民，離岸風電的建置較不受限，可以架設更大型的風力機組來提高發電效益。

由於台灣許多風場的品質在世界名列前茅，也吸引美國、日本、德國、丹麥等國廠商來台投資風力資源。

台灣許多風場的品質在世界名列前茅，也吸引美國、日本、德國、丹麥等國廠商來台投資風力資源。

圖／PIXABAY 綠電發展遇上難題 種電而規劃設置太陽能板時，因可能影響候鳥棲息、魚類生存而暫緩開發；台東原本規劃於知本溪出海口建立太陽能光電園區，但園區場址除了涵蓋卑南族部落的傳統領域，也可能影響濕地生態，因而引起抗爭；而在台南七股魚塭所推行的「魚電共生計畫」，則影響了許多養殖戶的生計。

設置地面型太陽光電需要廣大的腹地，但台灣不若法國、澳洲等地具有充足的閒置土地可供利用，必須在地狹人稠的環境下，審慎評估土地利用效益，以及開發過程中是否會影響環境生態、農漁民生計、周遭居民權益，才能決定是否設置太陽光電板。

但實務上該如何兼顧種種因素，卻不是一件容易的事。

清華大學科技法律研究所副教授高銘志指出，國際上許多綠電大國都曾遭遇過台灣現今面臨的難題，對於綠電在開發過程中所引發的爭議，台灣可借鏡國際經驗來找出適合的解方。

尤其是德國，近年來其在綠電的表現有目共睹。

德國在1998年實行電業自由化，並在2000年通過《再生能源法》，讓綠能透過20年躉購（意指政府在約定時間內保證以固定價格收購電力）制度，刺激更多廠商與公民進一步參與，迅速提升綠能發電量，至今德國有近半供電來自綠能。

德國也透過與一般民眾的廣泛對話，收集公民意見，並與地方政府多次溝通，加強中央政府與地方政府的合作，制定出「2050氣候行動計畫」，描述更明確的減碳方針。

德國在開發綠能時，也曾和台灣一樣遭遇過許多地方抗爭，面臨如何兼顧環境、居民與土地間的問題。

為了實現綠能目標並同時獲取民眾認同，德國採取的方法之一是「鼓勵民眾在地參與」。

社區能夠發起成立「能源合作社」，讓在地民眾能夠自由參與太陽能電板設置或建立風力發電機，讓地方電力供應不再需要仰賴大型企業，保障自身權益，也對綠能更有認同感。

台灣能源局為了尋找適合的太陽光電設置地區，將台灣各區域地層下陷或不適合耕作的地點納為優先開發場址，並排除生態保護區等環境較敏感的地區。

德國則更進一步考量到自然景觀、產業等因素，減少更多可能的環境或與民眾間的衝突。

如何降低衝突，英國也有豐富經驗。

英國近年來風力發電量大幅上升，已佔總發電量近三分之一。

不同於太陽能，風力發電會產生低頻噪音干擾周遭住民，也會影響鳥類遷徙路徑，如何選定場址是一大難題，過程中也曾遭遇許多居民抗爭。

英國採取的解決辦法，也是以「溝通」為一大重點，例如邀請民眾參與、投資，並積極對民眾報告相關開發計畫，解答民眾的疑問，讓民眾有十足的準備，才能有效降低對風電的負面觀感。

德英兩國在推動綠電上，采取「鼓勵民眾在地參與」和「溝通」的策略。

圖／PIXABAY 如何推動台灣綠能發展 發展再生能源，除了要考量場址是否能提供足夠的資源（例如是否有良好的天候能提供充足的太陽光或穩定的風力），也須思考再生能源的土地利用是否會與當地居民、生態產生衝突。

如何在確保綠能發展下，同時兼顧居民權益與生態環境，是台灣現階段必須要面對的挑戰。

從行政面而言，高銘志認為，若能透過政策環評，在開發前期就妥善處理土地問題，就能夠大大降低未來的開發爭議，「利用政策環評，事先與民眾溝通，提早排除有疑慮的區域，自然開發起來就順遂。

」政府在前期確保環境正義，符合正當開發程序後，反而更能加快開發速度。

「再生能源與傳統電廠不一樣，非常仰賴土地規劃。

」高銘志強調，綠能要從土地規劃的角度切入，因此以台灣而言，需要內政部要扮演更吃重的角色，來整合參與更多的綠能開發項目。

「推動綠能或能源轉型，都是非常跨部會的事情。

」若能夠強化跨部會整合，將會大大幫助台灣的綠能發展。

高銘志觀察，台灣近年來的太陽光電發電量與風力發電量有顯著提升，未來若能進一步解決土地利用問題，就有更多發展空間，「從法治層面，就是要溝通，越早溝通越好。

」 隨著台灣逐步推動綠能，台積電也已在2020年7月購買了沃旭能源20年的離岸風電發電量，預計有更多企業也將加入綠電的行列。

台灣各地也開始建置公民電廠，讓在地民眾能參與綠能發展，並且共享綠能帶來的收益。

缺乏礦產資源的台灣，仍有九成以上的能源仰賴進口，能源轉型之路若能成功，不僅能確保台灣的能源自主，還能免除火力發電帶來的空污與減少碳排放，實現真正的綠色未來。

發表意見 文章難易度 剛好 太難 所有討論 2 登入與大家一起討論 #1 windmill 2021/04/12 回覆 Wow，配圖好像IKEA的GESTALTA木頭人，小編的配圖越發有內涵了呢 #2 狐禪 2021/04/13 回覆 「將有利於吾乎」是唯一大家感興趣且當真的問題。

政府不能不正視且誠實以對。

科技大觀園 82篇文章 ・ 1095位粉絲 ＋追蹤 為妥善保存多年來此類科普活動產出的成果，並使一般大眾能透過網際網路分享科普資源，科技部於2007年完成「科技大觀園」科普網站的建置，並於2008年1月正式上線營運。

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現在，世界上大多數國家的電力都是透過電網來提供。

電網，就是用來傳輸電力的網路，像是電廠、變電廠、配電系統等等，都是電網的一環。

圖／Pixabay 這套系統是為了滿足供電需求──最低需求稱為基本負載（baseload）──所設計的，由最便宜的發電機來滿足。

直到最近，發電方式通常是以燃煤為主（也有國家是以核電或水力發電為主），而且大部分的時間都在運作。

會搭配其他發電廠（通常是循環燃氣渦輪發電機）來支援，以滿足每天的負載量變化，也會有可快速運作的小型燃氣渦輪或柴油發電機來應對激增的需求或是發電廠停擺等故障問題。

發電廠和變電站間的輸配電系統很重要，這可確保即使有單一線路或發電廠出現問題，仍舊能夠維持電力供應。

電網有辦法將電力輸送到偏遠社區，也能獲得偏遠地區的發電。

再生能源進場後，該如何和傳統電廠互相配合？ 現在，太陽光電場和風場在許多電網上提供的電力占比日益升高，這正在改變對發電廠的要求。

在一般情況下，一天之中混合使用再生能源和傳統發電廠的發電方式最為經濟，而不是完全使用大型的傳統發電機。

風場和太陽光電場容易受到天氣的影響，現階段該如何讓再生能源電場與一般傳統電廠配合，也是能源議題中的一大考驗。

圖／Pixabay 除了提供潔淨的電力外，風場和太陽光電場的營運成本最低──這稱為邊際成本（marginalcosts）──因為它們沒有燃料成本，並且會首先調用。

為了讓風場和太陽光電場達到最大使用效能，最好是搭配能夠因應電力供需變化而快速反應的其他發電廠；而且理想上，這些電廠的運作也應該符合經濟效應，運作時消耗的用電量僅占其最大負載量的一小部分。

一般來說，燃煤電廠和核電廠的數量並不會有快速的增減，而燃氣和再生能源電廠則是更好的選項。

根據地點的不同，水力發電、生質能、地熱和聚光太陽能（搭配蓄熱儲能）都可以擔任靈活發電的功能。

化石燃料發電廠可以儲存燃料並因應需求來提供電力。

風場和太陽光電場與這些可以隨時供電──稱為可調度或固定供應──的發電廠不同，這兩者的運作都取決於天氣這項變數。

運用AI技術，擺脫「天氣」這個天生弱點！ 儘管有時會出現風力弱和陰天的日子，然而，與一些人想像的剛好相反，擁有大量風力發電和太陽光電的電網其實能夠在需要時提供電力。

透過人工智慧（artificialintelligence，AI）來獲取良好的天氣預報，太陽光電場和風場的輸出變化通常是可以預期的，因此可得到最佳結果。

透過人工智慧的協助，可以更有效的運用電力。

圖／EnvatoElements 當再生能源供應達到總電力需求的30％時，這些變化可以輕易透過裝配在電網上的快速反應發電廠來填補，以滿足供電需求的變化。

當一處1000兆瓦的大型發電廠意外跳電（可能是設備故障或過載），處理起來可能遠比風力發電或太陽光電的電力突然下降更具挑戰性。

備用儲電站必須迅速上線，而風場和太陽光電場若是尚未達到滿載，還可以在有風和晴天的天氣迅速提高其發電量，提供額外的寶貴備用電。

再生能源成為主要來源後，怎麼讓電供保持穩定？ 為了提供潔淨、安全和價格低廉的電力，並且在本世紀中葉大幅減少碳排放，避免氣候變遷演變到危及生靈的程度，全球的供電必須以再生能源為主。

透過增加再生能源的輸出、地理分布以及與其他電網的連結，再生能源的供電占比將可望提高到電網的50％左右。

在一定程度上，增加這類綠電的發電能力可以彌補天氣條件惡劣的情況，而連接大範圍的太陽光電場和風場則可以提供更平穩可靠的電力。

在歐洲，丹麥已經與挪威、瑞典或德國等國進行電力交易，以此來平衡電力供需：在他們自己的風力發電量高時出口電力，而在發電量低時則進口電力。

然而，建立洲際再生電網並非易事。

過去曾經有一項DESERTEC（沙漠科技基金會）的提案，計畫要將北非的太陽能傳送到歐洲，但由於政治不穩定，再加上不同地區和國家對規畫中的電網各有所圖，產生相互衝突的反對意見，因此難以具體實現提案。

增加太陽能板的面積、建立跨國、洲際再生電網，都是維持電力供應穩定的做法。

圖／Pixabay 此外，由於太陽能板的成本急劇下降，因此日照多的優勢變得不那麼重要，因為可以靠增加太陽能板的大小來彌補日照少的缺憾，這比支付長距離傳輸費用更為經濟。

能夠在地方發電也等於是提供了一份供電的安全保障，不必依賴化石燃料進口。

然而，廣泛架設的電網確實對於供需平衡有極大的幫助。

若是能配合供電來調整電力需求，就可降低對儲能廠的需求──這稱為「需量反應（demandresponse）」──或許可成為一個更便宜的選項，因為那些用來支援電力尖峰的快速反應發電廠的運作成本最高。

智慧電網：更聰明、更彈性的調整電力供應！ 使用智慧電網可以讓電網營運商和用戶間進行雙向溝通，調整電力負載量，使其與供電端相等，這樣就能確定出需要從電網中取用的的需求量，或是添加量。

出現短時間停電或減少電力供應時，許多運作仍有可能繼續維持，好比那些具有熱慣性的操作──像是保持鐵或瀝青、熔融物或超市冰箱冷藏食物的溫度；或是建築物的溫度調節──或是在將零件組裝成產品前，先製造出充足的零件備量。

智慧電網最重要的就是雙向的溝通來進行調整。

圖／EnvatoElements 同樣地，可以透過啟動電爐、大型電解槽或海水淡化廠（以幫助應對氣候變遷造成的乾旱）來增加需求量。

在數位化科技的推動下，我們正處於智慧電網革命的開端，這將會對電力負載量造成重大變化，將會讓邁向再生能源的這段過渡期更為容易，並且為客戶帶來更低的成本。

另外，可以用價格差異來鼓勵客戶改變他們的電力需求。

在義大利，有推行一個簡單的計畫，是以固定費用（取決於所使用的最大功率）和每度電的價格來回收發電廠的資本和配電成本以及發電成本。

以限制電力需求的方式（讓消費端的電價變得更便宜），白天必須間隔使用電熱水壺、洗衣機和烤箱等電器；如果一次全部使用，就會跳電。

這樣便可降低發電成本中最高的尖峰用電。

而在離峰期（例如夜間）提供便宜電價也是一種方式。

不過要達到有效調整，需要同時使用智慧電網和智慧電錶。

這樣用戶端可以看到他們的消費細節，並選擇僅在低電價或優惠價格時段才使用某些電器設備。

儲能設備對於提高再生能源的發電占比非常有幫助。

以太陽光電場和風場這樣的組合來供應夜間用電，往往會有白天過度生產，導致電價下跌的情況。

若是沒有儲能設備，必須盡可能出口過剩電力，或是以減少供電來降低損失。

短期儲能可以將部分電力從下午轉移到晚上，因此小容量即可以滿足日常需求。

隨著電池成本的急劇下降，這種儲能的可用性變得越來越高，而且也開始取代那些用來補強綠電不足時的快速反應化石燃料電廠。

——本文摘自《【牛津通識課02】再生能源：尋找未來新動能》，2022年6月，日出出版，未經同意請勿轉載。

發表意見 所有討論 0 登入與大家一起討論 日出出版 5篇文章 ・ 3位粉絲 ＋追蹤 TRENDING 熱門討論 即時 熱門 糖尿病治療方針——良好醫病溝通，幫助血糖達標 1 10小時前 「西卡毒」是什麼？同樣都是石斑，為什麼日本願意進口龍膽石斑，卻拒絕龍虎斑？ 2 1天前 運動聽音樂，讓你越動越活躍！ 1 3天前 上了老司機的車頭就暈？淺談為何會暈車，又該怎麼預防？ 1 3天前 阿茲海默風暴：通訊作者的辯駁與責任 6 2022/08/03 你低頭看得到腳趾嗎？從腳趾頭看人類祖先的生存方式——《人從哪裡來：人類六百萬年的演化史》 4 2022/07/24 只算人頭、忽略比率，小心落入「見樹不見林」的謬誤──《因果螺旋：跨越時空的探索與思辨》 3 7天前 「西卡毒」是什麼？同樣都是石斑，為什麼日本願意進口龍膽石斑，卻拒絕龍虎斑？ 2 1天前 RELATED 相關文章 每年有一千萬公頃的森林消失！把樹種回去，就可以解決問題了嗎？──《牛津通識課｜再生能源：尋找未來新動能》 發電量增加25倍卻還是不夠用！再生能源是人類未來的救星嗎？──《牛津通識課｜再生能源：尋找未來新動能》 太陽能光電板就是一大堆曝曬在外的電池、會污染土壤與水質？關於太陽能板的迷思全破解 「地熱發電廠」能夠取代核四嗎？（下集）公投遇上能源議題該如何投？再生能源發展之難ft.阿樹【科科聊聊EP70】 「地熱發電廠」能夠取代核四嗎？溫泉之外必須知道的地熱大小事（上集）ft.阿樹【科科聊聊EP69】 0 2 1 文字 分享 友善列印 0 2 1 每年有一千萬公頃的森林消失！把樹種回去，就可以解決問題了嗎？──《牛津通識課｜再生能源：尋找未來新動能》 日出出版 ・2022/07/19 ・2003字 ・閱讀時間約4分鐘 ＋追蹤 相關標籤： CO2(2) 二氧化碳(50) 再生能源(44) 化石燃料(8) 燃料(9) 碳捕捉(8) 碳排放(22) 碳排放量(4) 能源(62) 熱門標籤： 大麻(17) 量子力學(46) CT值(8) 女科學家(16) 後遺症(3) 快篩(7) 時間(37) 《科學生》科普素養閱讀一篇不到3元!! 年訂輸入summer1000，現折1000元 碳捕捉：把電廠排出來的二氧化碳再抓回去！ 一九九〇年代，尚未開發出風能和太陽能，當時對氣候變遷的擔憂日益增加，因此有人建議捕捉和儲存那些從化石燃料發電廠排放出來的二氧化碳，如此就可將其轉變成一種低碳電力。

碳捕捉主要是透過化學反應將煙道氣（fluegas）中的二氧化碳分離出來，然後再將其壓縮液化，泵入地下洞穴，例如含水層或是廢棄的油氣田。

同時要針對傳統的發電機開收排放二氧化碳的費用。

這將鼓勵電廠採用碳捕捉技術，不過前提是碳價要夠高，超過捕捉和封存二氧化碳的成本。

然而，即使在龐大的歐盟市場，碳的價格也從未高到足以讓碳捕捉在電力生產中具有競爭力，而且真正在運作的碳捕捉工廠很少。

碳捕捉將煙道氣（fluegas）中的二氧化碳分離出來，然後再加工處理。

圖／EnvatoBySandsun 即使如此，捕捉二氧化碳排放依舊可望成為一種脫碳方法，在未來某些產能製程中合乎成本效益。

一個例子是將天然氣轉化為氫氣，這還能用於加熱和製造燃料電池，或用於生產水泥以及甲醇和氨等重要工業化學品。

碳捕捉的各種可行性：直接從空氣抓？多種一點樹？ 也有人認真思考過直接從空氣中捕捉二氧化碳的可行性，因為目前我們所面對的現實非常危險，即二氧化碳排放量下降的速度恐怕來不及讓上升溫度控制在攝氏1.5度內。

種植更多的樹木可能是最簡單也最便宜的方法，但首先必須遏止每年大量的伐林問題。

每年約有一千萬公頃的森林遭到砍伐，用於種植大豆、棕櫚油和其他作物，以及放牧牲畜。

這樣的伐林導致全球每年約10％的二氧化碳排放量和生物多樣性的重大損失。

目前二氧化碳排放量下降的速度沒辦法使上升的溫度控制在1.5°C內，再加上樹木被大量的砍伐，導致全球每年約10％的二氧化碳排放量和生物多樣性的重大損失。

圖／EnvatoByLightFieldStudios 此外，封存大量二氧化碳所需的樹林面積也相當大──約要美國國土面積的四分之一，需要超過六年，甚至幾十年的時間才能讓樹木長到成熟，每年只能吸收平均全球燃燒化石燃料的10％排放量。

而在成長期過後，還需要更換樹木，因為在建築中也會使用到木材。

有人建議，可以燃燒林業的廢棄物來產生能量（熱或電），並捕捉和封存排放出來的二氧化碳。

這種生質能源的碳捕捉尚有爭議，必須要確保改變土地利用的這項變動最後的結果是產生淨負排放，而不是增加碳的排放量。

此外，這種方法尚在開發中，可能會與其他對可耕地和淡水的需求產生競爭關係。

多種樹，真的可以救地球嗎？事情可沒有我們想的那麼簡單！圖／Pixabay 不過，可以使用化學吸收器直接從空氣中捕捉二氧化碳，這種方法比生質能源更緻密、更可靠，只是目前的價格較為昂貴。

奧利金能源公司（OrigenPower）正在開發將碳捕捉與具有商業價值的石灰生產相結合，這樣的製程可望降低成本。

吸碳新創公司「CarbonEngineering」也在開發另一種方法，是使用與二氧化碳接觸會形成碳酸鈣的氫氧化鉀。

整個過程以石灰來合成氫氧化鉀，形成碳酸鈣，然後將其加熱，釋放出二氧化碳，進行壓縮和封存──這時便會再度合成石灰。

他們預估，以這種方式捕捉二氧化碳的成本可望降低至每噸100美元。

碳捕捉的展望與未來 為了增加產值，可以將捕捉來的二氧化碳與氫結合（比方說以再生電力來電解水，製造出氫氣），這可用來合成低碳燃料，取代汽油、柴油或航空燃料，這樣一來，其總排放量會遠低於某些生質燃料。

若是要捕捉和封存燃煤發電廠排放的二氧化碳，電力成本會增加約60％，而使用再生能源來發電，成本則低得多。

然而，隨著空氣碳捕捉的研發和大量投資，再加上在某些工業製程中捕捉二氧化碳，以及重新造林，預估到二〇五〇年時，碳捕捉可能會吸收掉全球年排放量的10％。

到二〇五〇年，再生能源和核能的總發電量可能接近當前全球需求量的90％，透過碳捕捉，全世界可能會達到二氧化碳淨零排放。

但要處理大量再生電力，電網在輸送和分配上需要適應風場和太陽光電場輸出量的種種變數，因此發展儲能設備非常重要。

——本文摘自《牛津通識課｜再生能源：尋找未來新動能》，2022年6月，日出出版，未經同意請勿轉載。

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在一八〇〇年，全球約有10億人口，當時對能源的需求約為6000太瓦時；而且幾乎全部來自傳統的生質能源。

到了二〇一七年，全球人口達到76億，發電量增加了25倍（156000太瓦時）。

在2017年的全球能源使用比例中，煤炭、石油和天然氣等化石燃料占了大約80%左右。

圖/Pixabay 下圖顯示在二〇一七年全球主要能源消耗總量的百分比，其中近8成為化石燃料。

其他再生能源包括風能、太陽能和地熱能，其中成長最快的是風場和太陽光電場。

生質能源則主要來自傳統生質能源。

2017年的能源消耗總量，顯示出不同能源的百分占比。

（資料來源：BPStatisticalReviewofWorldEnergy,2018;WorldEnergyCouncil,Bioenergy,2016） 大約有1/3的全球能源消耗在將化石燃料轉化為電力和精煉燃料上。

剩下的稱為最終能源需求（finalenergydemand），是指用戶消耗掉的能源：每年約10萬太瓦時。

大約有10％是來自開發中國家傳統生質能的熱，22％來自電力，38％用於供熱（主要來自化石燃料）30％在交通運輸。

熱能和電能主要都是用於工業和建築。

汽油和柴油幾乎提供了所有用於運輸的燃料。

怎麼做比較不浪費？能量轉換效率大比拚！ 我們看到供熱與供電一樣重要。

兩者都可以用瓩時為單位，也就是一度電來測量，雖然電可以完全轉化為熱量，例如電烤箱，但只有一小部分以熱能形式存在的能量可以轉化為電能，其他的必然會散失到周圍環境裡。

在火力發電廠中，存在於化石燃料中的化學能會在燃燒後轉化為熱能。

這會將水加熱，產生蒸汽，蒸汽膨脹推動渦輪的葉片，轉動發電機。

只有一部分熱量被轉化成電力；其餘的熱量在蒸汽冷凝，完成循環時，就轉移到環境中，成了殘熱。

這份熱電轉化的比例可透過提升高壓蒸汽的溫度來增加，但受限於高溫下鍋爐管線的耐受度。

在一座現代化的火力發電廠中，一般熱能轉化為電能的效率約為40％。

若是在較高溫的複循環燃氣發電機組（combinedcyclegasturbine，CCGT）裝置中，這個比例可提高到60％。

同樣地，在內燃機中也只有一小部分的熱量可以轉化為車子的運動能量（動能）；汽油車的一般平均效率為25％，柴油車則是30％，而柴油卡車和公車的效率約為40％。

另一方面，電動馬達的效率約為90％，因此電氣化運輸將顯著減少能源消耗。

這是提高效率和再生能源之間協同作用的一個範例，這將有助於提供世界所需的能源。

火力發電沒辦法100%轉換熱能變成電能，約有60%的損失。

圖/twenty20photos 再生能源的過去跟未來 在十九世紀末，水力發電的再生資源幫助啟動了電網的發展，在二〇一八年時約占全世界發電量的16％。

而在再生能源──風能、太陽能、地熱能和生質能源──的投資上，相對要晚得多，是在二十世紀的最後幾十年才開始。

起初的成長緩慢，因為這些再生能源沒有成本競爭力還需要補貼。

但隨著產量增加，成本下降，它們的貢獻開始增加。

這些其他再生能源發電的占比已從二〇一〇年的3.5％上升到二〇一八年的9.7％，包括水力發電在內，再生能源的總貢獻量為26％。

不過，就全球能源的占比，而不是僅只是考慮用戶消耗的電力來看，再生能源僅占約18％，而傳統生質能則提供約10％的能量。

隨著太陽能和風能的成本在許多國家變得比化石燃料更便宜，它們在總發電量中的占比有望在未來幾十年顯著增加。

這世界花了很長的時間才意識到這一事實，從現在開始，再生能源勢必將成為主要的能源來源。

——本文摘自《【牛津通識課02】再生能源：尋找未來新動能》，2022年6月，日出出版，未經同意請勿轉載。

發表意見 所有討論 1 登入與大家一起討論 #1 DS 2022/07/18 回覆 臺灣很現實的問題： 夏天風能不足 晚上太陽不見 地熱沒想像熱 水電有環保問題 儲能比想像貴 不要核能，只有化石燃料撐著 日出出版 5篇文章 ・ 3位粉絲 ＋追蹤 TRENDING 熱門討論 即時 熱門 糖尿病治療方針——良好醫病溝通，幫助血糖達標 1 10小時前 「西卡毒」是什麼？同樣都是石斑，為什麼日本願意進口龍膽石斑，卻拒絕龍虎斑？ 2 1天前 運動聽音樂，讓你越動越活躍！ 1 3天前 上了老司機的車頭就暈？淺談為何會暈車，又該怎麼預防？ 1 3天前 阿茲海默風暴：通訊作者的辯駁與責任 6 2022/08/03 你低頭看得到腳趾嗎？從腳趾頭看人類祖先的生存方式——《人從哪裡來：人類六百萬年的演化史》 4 2022/07/24 只算人頭、忽略比率，小心落入「見樹不見林」的謬誤──《因果螺旋：跨越時空的探索與思辨》 3 7天前 「西卡毒」是什麼？同樣都是石斑，為什麼日本願意進口龍膽石斑，卻拒絕龍虎斑？ 2 1天前 RELATED 相關文章 若風力、太陽能變成主要能源，如何不被無風陰天弄得全國大停電？──《牛津通識課｜再生能源：尋找未來新動能》 每年有一千萬公頃的森林消失！把樹種回去，就可以解決問題了嗎？──《牛津通識課｜再生能源：尋找未來新動能》 太陽能光電板就是一大堆曝曬在外的電池、會污染土壤與水質？關於太陽能板的迷思全破解 「地熱發電廠」能夠取代核四嗎？（下集）公投遇上能源議題該如何投？再生能源發展之難ft.阿樹【科科聊聊EP70】 「地熱發電廠」能夠取代核四嗎？溫泉之外必須知道的地熱大小事（上集）ft.阿樹【科科聊聊EP69】 繁 简