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

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

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。

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。

人類與能源

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

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

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

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。 

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。

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。

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。

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。

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。 

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。

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

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」。

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。

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。

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。

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。

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。 1979年能源危機 - 原因：伊朗革命爆發。 1990年石油價格暴漲 - 原因：海灣戰爭。 2004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。

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。

能源消耗的速度 from the International Energy Agency (http://www.iea.org/Textbase/stats/index.asp)

能源消耗的人均比重（1993）

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。

(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。)

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！

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

七.台灣的現況

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。

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。)

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。

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。

資料來源 http://tw.knowledge.yahoo.com/question/?qid=1305092107480 http://tw.knowledge.yahoo.com/question/?qid=1007072700201 http://content.edu.tw/junior/life_tech/tc_jr/student/course/304/304s.htm http://www.shaplaneer.org/fujiokablog/2006/01/post_3.html

THE END ２００８／１／１