全球環境變遷導論作業 能源問題 人員: 環漁三A陳皜宇 B 環漁三A陳佳明 B

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1 全球環境變遷導論作業 能源問題 人員: 環漁三A陳皜宇 B94310006 環漁三A陳佳明 B94310012
指導老師: 呂學榮老師

2 一、前言 二、人類與能源的關係 三、現有可使用的能源介紹 四、新興能源的介紹 五、能源控制著人類經濟 六、節省能源 人人有責 七、台灣的現況 八、結論

3 一、前言 　　近年來，每桶原油的價格攀升到將近100美元，造成許多國家能源及經濟上不小的衝擊，也使得人類必須開始省思，石油有一天會用完，人類對於能源使用，在未來該如何永續的經營下去。 　　俗話說，有錢能使鬼推墨，近年來全球有關新興能源的研究，正在持續快速的成長，一方面為了阻止地球暖化持續惡劣下去，另一方面為了解決能源枯竭的問題，人類再思索著下一步該怎麼走。 　能源為經濟的前提，在20世紀因為能源而帶動經濟奇蹟，但是過度的利用與浪費，迫使著我們必須去尋求替代能源，希望能讓大家了解，現今地球上有哪些能源，以及台灣未來可行之路。

4 二、人類與能源的關係 ▲早期人類藉由太陽、火及人力來完成許多工作，隨之便使用獸力來耕種、利用風力、水力帶動風車來灌溉農田。進而以大自然的資源，如煤、天然氣、石油、核能等來產生熱、動力及電力。

5 人類與能源

6 三、現有可使用的能源介紹 非再生資源︰這類物質的循環時間極長，所以於使用，難以在短期內補充，因此會有耗盡的可能。
再生資源︰理論上長用長有，不會枯竭耗盡；因為此類物質可以快速循環或補充。

7 非再生資源-石油 天然氣 煤 核能 火力發電（thermal power），利用燃燒化石燃料產生蒸氣來推動發電機。
化石燃料主要有石油、天然氣（natural gas）和煤（coal）。儲藏量有限，用完了無法再生。 化石燃料使用方便，所以火力發電是常見的方法。近年因為環境污染問題及燃料能源有限等因素，火力發電佔總發電量有下降的趨勢。 火力發電需要大量的燃料及冷卻水，故廠址多以瀕臨海濱或港灣內，靠近大量儲油庫或生產煤、天然氣的地區，水源充沛的地方為主。

8 石油 推算在數億年前，大量的浮游生物及動植物死亡之後他們的殘骸，堆積在海底下逐漸形成沈積物，由於沈積物的重量，使這地區因而持續下陷，形成了沈積盆地。這些埋藏在沈積盆地內的動植物殘骸，在缺氧環境下經細菌作用將碳水化合物中的氧逐漸消耗掉，再隨著埋藏深度的增加，溫度與壓力也相對提高，經過數百萬年後，有機物逐漸受熱裂解出油氣，但並不是每一個沈積盆地都可以產生油氣，要看生油岩層所含油母質的種類及其成熟度而定。由於當初沈積環境的不同，則有形成氣態的天然氣、液態的石油與固態的煤炭差異。一般而言，可以生油的岩層稱為生油層如頁岩、泥岩。

9 天然氣 天然氣是一種碳氫化合物，多是在礦區開採原油時伴隨而出，過去因無法越洋運送，所以只能供當地使用，如果有剩餘只好燃燒報廢，十分可惜。
依其蘊藏狀態，又分為構造性天然氣、水溶性天然氣、煤礦天然氣等三種。而構造性天然氣又可分為伴隨原油出產的溼性天然氣、與不含液體成份的乾性天然氣。 液化天然氣 (簡稱 LNG) 則是把礦區出產的天然氣冷凍至零下 162°C，使他成為一種無色、無臭的液體，體積也縮減為氣態時的六百分之一左右，以便於儲存及越洋運送。 天然氣液化後，必須用特殊冷凍船運送到接收站，再送到低溫儲槽儲存。使用時，將液態天然氣復原為常溫氣態，然後經由長途輸送管線，將天然氣輸送到發電廠、工廠及家庭用戶使用。

10 煤炭 煤的主要成分為碳、氫、氧和少量的氮、硫或其他元素。
遠古時代，大量植物枯死後被沖流埋在地下，層層相疊，經過悠久的歲月與地殼的變動，在不同溫度和壓力下，逐漸炭化而形成各種煤層。 首先，最低級的煤炭為泥煤（peat），摻有大量的水分。當泥煤深埋於地底後，地下的溫度和壓力，使水分、氧、氮含量減少，碳的含量增高；泥煤轉變成各種等級的煤︰依次變為褐煤（brown coal）、次煙煤、煙煤（bituminous coal）、次無煙煤、最後形成無煙煤（anthracite）；無煙煤含碳量在90%以上，幾乎沒有水分。 煙煤和無煙煤的開採，一般使用露天採礦或直井採礦法。 現時煤炭之蘊藏量，估計可供我們使用二百年。具體情況，受下列幾項因素的影響：新發現煤田的蘊藏量、生產速度、使用速度、其他能源的使用數量等。

11 火力發電的缺點 燃燒化石燃料，會產生大量煙塵和廢氣（部分有毒），造成空氣污染。
二氧化硫等氣體會和空氣中的水分產生化學作用，其後隨著雨水下降，形成酸雨，損害植物、水體及露天的人類文化遺產。 二氧化碳會在大氣中累積，加強溫室效應，令到全球氣溫上升，再產生連鎖性的恐果，例如氾濫、島國消失等。 相對而言，天然氣的有害物質較少。 在其轉換成液態處理過程中，硫、氮、水分等不純物質，已被盡數去除，所以燃燒時只產生少量的氮氧化物及二氧化碳。故此，天然氣可以緩解能源緊缺，減少環境污染。

12 核能 核能發電，是利用核分裂產生巨大的能量，製造高溫高壓的蒸氣或氣體，驅動發電機組發電。
核能所用的燃料，乃是可分裂或融合的放射性物質，例如鈾235、鈽239、鈾233等。例如1克鈾235分裂所產生的能相當於燃燒3000噸上等的煤所產生的熱量 目前核能發電量僅佔全球能源和電力供應百分之七和十七。

13 核能的優點 1.減少依賴化石燃料 2.生產巨大能量 3.祇需小量原料 4.鈾礦蘊藏量足夠長期使用 5.運作成本較低（約為火力發電三分之ㄧ）
6.生產電力時不會造成空氣污染

14 核能的缺點 1.發電廠建造費高昂 2.核能發電技術相當複雜 3.所需原料為輻射性 4.核發電廠意外頻生 5.泄漏輻射影響嚴重
6.核廢料處理困難

15 再生資源 水力發電 燃料電池 太陽能 地熱 風力發電 波浪發電 潮汐能

16 水力發電 用水力進行發電，是以人工方法，引導水流以高速度衝擊水輪機，帶動水輪機和發電機的旋轉， 從而產生電力。
因此，一般在水電站的上游，建造攔河壩和蓄水庫，積蓄水量，提高落差（水頭）。 水力發電是再生能源，對環境衝擊較小。除了提供廉價電力外，還有下列之優點：控制洪水氾濫、提供灌溉用水、改善河流航運，有關工程同時改善該地區的交通、電力供應和經濟，特別可以發展旅遊業及水產養殖。美國田納西河的綜合發展計劃，是首個大型的水利工程，帶動整體的經濟發展。 

17 燃料電池 燃料電池，是利用氫與氧起化學反應，變成水狀時的化學能源，直接轉變成電力的發電裝置。即一般含有豐富氫原子的的天然氣，巳可推動燃料電池發電。

18 太陽能 太陽能的供應源源不斷，是一種非常清潔的能源，不會引起污染，更不會耗盡自然資源或導致全球溫室效應。
太陽能的優點，是可以在地球的所有地方得到，而且實用性高、用途多。現代的太陽能系統，在每天日照時間相當短的國家，也可以經濟有效地提供大量電能。 太陽能的科技，應用甚廣。例如太陽能的計算機、手錶，在市面上很普遍。 另外，利用太陽能來驅動的熱水器和太陽屋，在外國亦可見到不少，但在香港則不易看到。而太陽能的交通工具，在一些科技較先進的國家亦有研究發展，例如美國、日本。這些交通工具包括飛機、汽車。 其實，溫室將太陽的能量貯存在一個空間內，令植物得以持續生長。 現今人類最關注的能源問題，太陽能發電廠亦能夠幫助去解決。

19 地熱 地熱是來自地球深處的可再生熱能；它來自地球的岩漿和放射性物質的衰變。這種熱能的儲量相當大，但是開發不易，且受地質條件的限制。 地下水的在地殼內循環，或深處的岩浆侵入到地殼後，會把熱量從地下深處帶至近表層。在有些地方，熱能會隨著湧出的熱蒸汽或熱水而到達地面。

20 風力發電 風力發電的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。依據目前的風車技術，大約是每秒三公尺的微風速度（微風的程度），便可以開始發電。 風力發電正在世界上形成一股熱潮，為風力發電沒有燃料問題，也不會產生輻射或空氣污染。 天文台的風力儀器只需費用一萬二千元，比太陽能儀器便宜九成多。首個位於大嶼山沙洲的風力氣象站已經啟用，風車高四米，由三片長一米的風葉組成，接駁電池，風令風車轉動，產生能源後，會儲存於電池，以作氣象站的能源。

21 潮汐能 海水水位因引力作用，產生高低落差現象，稱之為潮汐；潮汐發電便是利用此一位能，轉換而獲得電能。
通常在海灣或河口地區，圍築蓄水池，在圍堤適當地點，另築可供海水流通之可控制閘門，並於閘門處設置水輪發電機，漲潮時海水經由閘門流進蓄水池，並推動水輪機發電；退潮時海水亦經閘門流出，並推動水輪機發電。 

22 波浪發電 波浪發電，是將波浪之動能轉換成電能。
為了有效地吸收波能，波浪發電裝置完全依據波浪上下振動特性而設計，利用穩定運動機制擷取波浪動能，然後再加以利用來發電。 然而波浪之不穩定性及發電設備需固定於海床上，承受海水之腐蝕、浪潮侵襲破壞，以及效率欠佳、施工及維修成本相對過高等問題，限制了目前波浪發電之發展。

23 四.新興能源的介紹 生物能 酒精能源 牛糞發電廠 垃圾發電機

24 酒精能源 美國在20世紀初期率先開發酒精能源，後來因原油價格下降而停滯不前。1973年全球爆發石油危機，再次推動酒精能源的開發研究。及至90年代，美國開始提倡使用再生能源，以木板、樹葉和舊報紙提煉纖維酒精。 在開發酒精能源的國家中，巴西是最成功的例子。世界銀行和巴西政府的合作，花了10年時間建成年產1000噸以甘庶提煉的酒精能源產業，生產汽車用酒精。由於酒精在燃燒時產生二氧化碳和水分，大大減少空氣污染。 巴西的聖保羅市 Sao Paulo 是全球首個使用純酒精代替汽油的城市，油站設有酒精添加油服務，方便使用純酒精引擎的環保汽車隨時「加油」。

25 由世界銀行非洲能源部區域能源發展計劃 Regional Program for the Traditional Energy Sector (RPTES) 和津巴布韋 Zimbabwe 的一家小公司Millenium Gelfuel Co.合作開發的生物酒精燃料 Gelfuel，可望解決非洲和其他發展中國家的能源問題。 Gelfuel生產成本便宜︰由甘蔗、粟米、高粱等含高糖分的農作物提煉而成，是百分之百的生物質燃料 ，適合大部分非洲國家自行生產，成為可持續發展的綠色農業。 在提煉過程中，首先利用高溫把甘蔗或粟米等有機物原料消毒，以機器磨碎，再加入酵母菌，通過發酵作用就能生產出有機酒精，之後加入凝固劑、色素和香味，最後便形成綠色鎹啫喱狀的酒精燃料。此外，在生產過程中，也會產生其他有用的副產品，例如肥料等。

26 目前，非洲仍有大約三分二家庭（約三億五千萬人）用薪柴生火煮食，單單在西非和中非，每年就有超過2億立方米的林木被砍伐，其中近90%用作薪柴和木炭。
非洲婦女日常以柴枝生火煮食，不但浪費珍貴的林木資源；若在通風欠佳的室內煮食，長期吸入燒柴產生的煙和廢氣，也會損害健康。 非洲目前每年生產5億公升有機酒精，僅夠供應1.5%非洲家庭使用。若把酒精燃料普及至30%非洲家庭，每年便要100億公升有機酒精，這項龐大的酒精能源產業，估計需要100億至150億美元發展資金。世界銀行希望，這項新能源發展計劃能得到商家、當地政府和發展基金的支持，為非洲地區帶來能源自給的新紀元。

27 牛糞發電廠 在德國及丹麥，用牛糞發電相當普遍，兩國均有約20座大型發電廠。

28 垃圾發電機 日本利用「新鮮」垃圾發電的技術，一噸「新鮮」垃圾可以發電580千瓦，相當於一個普通家庭兩個月的用電量；而用於發電的垃圾，幾乎都變成了二氧化碳和水，剩下的固體殘渣很少。

29 五、能源控制著人類經濟 　　　 歷史上的能源危機： 1973年能源危機 - 原因：石油輸出的主要力量為阿拉伯國家，他們因不滿西方國家支持以色列而採取石油禁運而導致這次危機。 年能源危機 - 原因：伊朗革命爆發。 年石油價格暴漲 - 原因：海灣戰爭。 年石油價格上漲 - 原因：多種原因導致。 　　而近來短短一年之間，全球油價飆漲，每桶原油價格攀升到將近100美元，能源專家不諱言，第3次石油危機即將到來。油價波動漣漪效應深遠，過去兩次石油危機發生後，不僅牽動物價上漲，還影響國際政治、經貿和產業鏈發展，人類逐漸意識到地球能源終將因為過度濫用，而出現全球資源用盡的罕見能源危機。

30 地球資源何時用完？ 據經濟部能源委員會九十一年五月「臺灣能源統計年報（九十年）」資料顯示，在技術與成本的限制下，預估能源可在開發年數
　　據經濟部能源委員會九十一年五月「臺灣能源統計年報（九十年）」資料顯示，在技術與成本的限制下，預估能源可在開發年數 ※　石油：　 40年 ※　天然氣： 60年 ※　煤：　 200年 ※　鈾礦：　 60年 (用過之核燃料回收再處理後可重複運用，約可達三千八百多年。) 　　可看出現在全世界依賴最深的主要能源－石油及天然氣，在二十一世紀的前半，就將日趨枯竭。

31 能源消耗的速度 from the International Energy Agency
(

32 能源消耗的人均比重（1993）

33 六.節省能源 人人有責 ▲近年來國內經濟持續成長，國民生活水準普遍提高，能源使用量亦隨之增加。根據調查一般家電用器的年用電量:冷氣機約1300度、電冰箱、乾衣機均在600度左右、除溼機約340度、電鍋約200度、而彩色電視機也要用掉約140度的電。而節約專家表示:倘若全國上下皆有節約能源的意識，並能致力於節約能源，估計目前尚能節省25%的能源使用量，而不影響現有的生活水準。但是，節約能源的真諦，並非不用能源而降低生活水準，而是著重於提高能源使用效率，以及減少不必要的浪費。不過，除了仰賴於政府積極推動節約能源措施之外，更需要全國上下的通力合作，才能達成真正的能源節約。

34 (資料來源:臺灣電力公司(民84)。建築物節約能源簡介。臺北:臺灣電力公司。)

35 原因 礦物燃料的儲藏量有限。 燃燒礦物燃料會污染空氣及損害環境。 因燃燒而釋放出的二氧化碳會導致地球氣溫上升。 能節省你的能源開支！

36 家庭節省能源之道 所有不使用的電器應即關閉電源。 定期清潔電器及盡快維修更換組件，可使電器發揮最大效率，減少用電。
冷氣機的隔塵網要定期清潔（可節省電量 30%），溫度應調校至攝氏25度（每降低一度會多耗電量 10%），並配合低風速、放下窗簾或百葉窗、以及緊關門窗。若以風扇代替或輔助冷氣則更好。 洗衣機應於儲足一機最大容量才使用，而且不使用熱水。 雪櫃應避免被日光直射，也不要緊靠牆壁或接近煮食爐，要注意通風良好。熱的東西要涼了才放進去，開啟的次數儘可能減少，開啟時間越短越好。 選擇節省能源的電器用品及煮食爐具，選購時留意能源標籤的內容

37 七.台灣的現況

38 我國現行能源政策 ▲根據國家建設六年計畫有關能源發展部分，政府擬定六人政策執行力針，藉以促進能源事業之健全發展，俾達成「穩定供應、合理使用」之總目標。

39 l．穩定能源供應 2．提高能源效率 3．開放能源事業 4．重視環保安全 5．加強研究發展 6．推動教育宣導
(資料來源:經濟部能源委員會(民85)。能源政策自皮書。臺北:經濟部能源委員會。)

40 八、結論 1. 就能源供應穩定度與化石燃料供應問題而言，要以能源多元化及適當能源配比，尤其現階段納入相對供應穩定的核能，才可確保能源穩定供應。 2. 就能源供應價格而言，我國水力與火力發電成本持續上漲，只有較便宜的核能發電成本還小幅下降。又核能發電有提撥核能後端基金來處理核廢料，相對我國火力發電有高額外部社會成本。所以現階段核能仍應是我國能源的重要選項。

41 3. 就能源政策而言，目前政府應考慮長期能源供需、國際趨勢及能源使用社會成本，確保我國能源政策兼顧經濟發展、能源安全與環境保護，並邁向全球現階段「低碳家園」的目標。
4. 就長期能源發展的展望而言，雖然現階段化石能源及核能還是必要的選擇，但隨著能源新科技的發展，當未來出現價格合理、可穩定供應、乾淨、低社會成本的新能源或再生能源時，則不但滿足我們經濟發展及生活品質的需求，更將協助我國建立「非碳家園」及「非核家園」的無污染能源使用環境的終極目標。

42 資料來源 http://tw.knowledge.yahoo.com/question/?qid=1305092107480

43 THE END ２００８／１／１