6 單元 主題 1 能源科技的影響 課題 3 發展可再生能源

發展可再生能源的必要性 1

1.1 能源危機逼在眉睫 自 18 世紀工業革命起，化石燃料一直是人類主要的能源 然而，人類對能源 的需求不斷增加 1.1 能源危機逼在眉睫 自 18 世紀工業革命起，化石燃料一直是人類主要的能源 然而，人類對能源 的需求不斷增加 不可再生的化石燃 料終有用完的一天

若未能在化石燃料耗盡前成功尋找代替品 會面對能源短缺的危機 全球經濟將遭受沉重的打擊

化石能源的可開採年期（2010年）

1.2 環境生態問題嚴峻 使用化石燃料所引起的環境問題日趨嚴峻 各國明白減少排放溫室氣體和空氣污染物的重要性 1.2 環境生態問題嚴峻 使用化石燃料所引起的環境問題日趨嚴峻 各國明白減少排放溫室氣體和空氣污染物的重要性 大部分可再生能源都是低碳而潔淨的，符合保護環境的訴求

可再生能源的發展概況和利弊

2.1 太陽能 a. 發展概況 i. 太陽能光伏 隨著能源科技的進步、新材料的研發和規模效應 太陽能電池和光伏系統的價格愈來愈便宜

加上許多國家進行大量研發和提供財政資助 截至 2010 年底，全世界已有 100 多個國家使用太陽能光伏 發電裝機容量高速增長 2006 至 2010 年間，太陽能光伏發電的裝機容量增幅達 4.7 倍

2010 年，太陽能光伏發電裝機容量最多的國家依次是德國、西班牙和日本 太陽能光伏的發電裝機容量（2006及2010年）

ii. 太陽熱能 利用太陽熱能加熱及調節室溫的技術已經相當成熟 中國的太陽熱能使用量佔全球六成

集中式太陽熱能技術漸趨成熟，這發電技術成為新趨勢 2010 年，集中式太陽熱能發電的增長幅度接近 80 %

b. 優缺點

2.2 風能 a. 發展概況 自 1980 年代起，風力發電技術不斷發展並日漸成熟 風力發電機的風輪直徑不斷增大 發電效率持續提升

2005 至 2010 年間，風力發電裝機容量每年平均增長 27% 截至 2010 年底，全世界已有超過 80個國家使用風力發電 提供全球 2% 至 2.5% 的用電量

2010 年，風力發電量最多的國家依次是中國、美國和德國 人均風力發電量最多的則是丹麥 風力發電發電裝機容量最多的 10 個國家（2010年）

目前，海上（離岸）風力發電的規模只及陸上風力發電的五十分之一 但適合建設大型風電場的地點愈來愈少，加上海上風力較強 預計海上風力發電是未來的發展方向

b. 優缺點

2.3 水能 a. 發展概況 i. 水力發電 (hydroelectric power – HEP) 2.3 水能 a. 發展概況 i. 水力發電 (hydroelectric power – HEP) 截至 2010 年底，全世界已有 150 多個國家使用水力發電 佔全球發電量 16.1% 水力發電佔可再生能源所供應的電力八成多

水力發電已發展多年，技術欠新突破 適合建設水力發電站的地點也愈來愈少 2005 至 2010 年間，水力發電裝機容量每年平 均僅增長 3%

2009 年，水力發電量最多的國家依次是中國、巴西和加拿大 全球水力發電量最多的國家（2009年）

ii. 海洋能 (marine power / ocean power) 主要包括潮汐能和海浪能 海洋能應用技術仍然不成熟 大多海洋能發電廠都屬研究或試驗性質

b. 優缺點

2.4 地熱能 a. 發展概況 受到地理條件及技術的限制，發展緩慢 截至 2010 年底，只有 24 個國家設有地熱發電廠 2.4 地熱能 a. 發展概況 受到地理條件及技術的限制，發展緩慢 截至 2010 年底，只有 24 個國家設有地熱發電廠 發電量最多的國家依次是美國、菲律賓和印尼

b. 優缺點

2.5 生物質能 a. 提取生物質能的方法 燃燒：燃燒薪柴等生物質會釋放大量熱能， 可直接用作燃料，或以所產生的蒸汽 來推動發電機發電 2.5 生物質能 a. 提取生物質能的方法 燃燒：燃燒薪柴等生物質會釋放大量熱能， 來推動發電機發電 可直接用作燃料，或以所產生的蒸汽 細菌分解：死去的動植物、動物糞便、都市有機廢物等在分解過程中會產生甲烷，可作為生物燃氣

發酵：使用酵母把玉米、甘蔗等的植物中的碳水化合物發酵成酒精（乙醇），作為生物燃料 轉化：通過加熱或添加化學物把植物油、動物脂肪等轉化為生物燃氣或生物柴油，用來生熱、發電或供汽車使用

b. 發展概況 i. 傳統生物質能 發展中國家有超過 20 億人使用秸稈、薪柴、動物糞便等傳統生物質能來煮食和取暖 使用量約佔全球能源消耗的 10%

ii. 生物燃氣 愈來愈多廢水、廢物處理廠和堆填區在運作過程中同時生產甲烷 很多生物燃氣生產商特地種植玉米、芒草等植物來生產生物燃氣

iii. 生物燃料 2005 至 2010 年，生物燃料的產量以年均 25% 的速度增長 全球生物燃料的產量

2010 年，生物燃料約佔全球能源消耗的 0.6% 為道路運輸提供了 2.7% 的燃料 估計在 2050 年，佔道路運輸燃料的比例可增加至 27%

c. 優缺點

2.6 氫能 氫在地球上只能以化合物（如水、天然氣、生物質）的形式出現 與氧結合形成水 與碳結合形成碳氫化合物

氫可從化合物中分離出來，經壓縮或液化後輸送給使用者 通過燃料電池轉換成電能 或直接燃燒提供動力

a. 發展概況 自 1970 年代，氫就作為動力用燃料 應用於各項太空和火箭計劃中 但仍處於研究及試驗階段

b. 優缺點