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從歐巴馬的就職演說到再生能源 [复制链接]

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只看楼主倒序阅读使用道具 0楼发表于: 2009-03-13 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网

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從歐巴馬的就職演說到再生能源 2009/3/13 [ 友善列印 | 推薦好友 ]
歐巴馬在就職演說中對再生能源著墨之深，可說是歷任總統中少見的，他的綠色能源理念，將影響美國，甚至改變全世界。就職之後他隨即任命前諾貝爾物理學獎得主朱棣文(Steven Chu)為能源部(Department of Energy)的部長，優先處理全球暖化問題，成為美國史上第一位華裔能源部長。朱棣文是現任美國勞倫斯柏克萊國家實驗室(Lawrence Berkeley National Laboratory)的主任，也是中華民國中研院的院士， 1948年出生在密蘇里州的聖路易市， 78 年進入貝爾實驗室，在97 年因發現用激光冷卻和捕捉原子的方法而獲得諾貝爾獎，那一年他才49 歲。專長在量子物理的朱棣文，於2000 年一腳跨入分子生物領域，希望從白蟻胃中的微生物，研發出全新的生物能源，稱之為「曼哈頓風格計畫」 (Manhattan-style Project)，培養出可產生酒精和氫的微生物，以改善世界對石油的依賴，計畫將在未來十年內實現。朱棣文上任的首要任務，將如何面對傳統石油勢力，降低對石油的依賴，並且迅速找出綠色能源並提升能源的利用效率。
歐巴馬曾在當選後提到，希望國人可以在2025 年能源的使用中有1/4 是來自再生能源，而根據06 美國能源部的數據，只有7% 再生能源的使用率，其中90% 是水力發電與生質能計畫，風力發電只佔了4% ，而太陽能發電僅有1%；早在2000 年的調查顯示，二氧化碳的排放美國居全球之首位，而1998 簽訂的京都議定書，希望各國碳的排放量可以降至1990 時期的排放量，美國也沒有參與；早就習慣開大車的美國人，憑藉著強大的工業發展能力，對環境及能源的問題默不關心，直到油價高漲之後，油電混合車才開始在美國大量銷售，如今密西根州的立法者已將先進的車輛與電池的研究併入歐巴馬的刺激計畫中，同時所有的研究機構與車廠也開始研發之，希望在未來的24 個月內，可以生產1 加侖油可跑100 英哩的充電式油電混動車(Plug-in Hybrid Vehicles)。歐巴馬希望利用再生能源的力量取代石油，為美國建立綠色經濟，解決全球暖化的問題，其實這股綠色旋風早已在歐洲各地吹起， 07 年3 月在布魯塞爾(Brussels)舉行的會議，與會領袖一致決定，透過太陽能、風力發電及換裝省電燈泡等方法，讓歐盟在2020 年的能源中有20% 來自再生能源，而08 年美國引發的全球金融風暴之後，並未讓各國卻步，仍提出2000 億歐元的振興經濟方案，將用於乾淨能源技術、提升能源使用效率、綠建築、低碳經濟等研究計畫。同樣的，日本在再生能源的開發上更是不遺餘力。
全球暖化主要來自溫室氣體的排放，二氧化碳便是一種常見的溫室氣體，主要來自工業製造、產電的過程（佔40%）與運輸（佔33%），因此可以將問題分成兩部分：一個是乾淨的電力，在製造過程中不會排放溫室氣體，減緩全球暖化的問題；另一個則是產生電力的原料即將枯竭；因此使用替代能源（一般指液化石油氣、天然氣、甲醇、乙醇、生質柴油與氫氣），或是再生能源（一般指將大自然的現象轉換成能源，如太陽能、風力、生質能、潮汐與地熱），才能確保人類的文明可以繼續往前進步。其中再生能源具有取之不盡用之不竭的特點，將會是人類最終的選擇，但是在技術成熟前，我們必須節省能源的使用或是提升能源的使用效率。茲將目前發展的再生能源技術逐一探討如下。
太陽能發電
太陽能可說是人類最早使用的能源之一，利用半導體材料將太陽能轉化成電力，從1954 年貝爾實驗室開發出固態PN 接面的單晶矽太陽電池，效率4.5% ，售價相當於$1785/W ，到近年來，最高可達24.5% ，一般量產的電池也都有16% 左右的效率，平均售價低於$3/W 。雖然發電成本仍高於傳統的火力發電，但是藉由技術的提升，仍是潛力無窮，日、德等歐洲各國藉由推動大規模裝置計畫與電廠的設置，將產生的電與市電並聯，再分送至各個家庭，從2000 年開始，每年的裝置量皆以30% 成長。簡單來說，太陽的能量是相當大的，約為100,000 TW (1Tetra = 1012)，如果僅有1% 的太陽光照射到地球表面，只要我們能擷取其中的10% ，這些能量就足以應付50年後，人類所需要的總能源，但是目前仍礙於昂貴的發電成本，加上晚上沒有太陽的時候該怎麼辦，如果先將電儲存於電池之中，那將會又是一筆開銷。目前研究的方向皆以降低發電成本為優先：大量生產高品質的多晶矽錠，矽晶圓減薄技術，用量更少且大面積的薄膜電池，高吸光效率材料的開發，多接面電池結構，低成本的有機電池等。

圖一、太陽能發電與熱示意圖

太陽熱
嚴格來說，太陽能可以分為光與熱來收集，光可以轉換成電，因此又稱為光伏(Photovoltaic)，而熱就以熱的方式保存下來，當然熱也可以轉電，但是目前技術很難將低於100°C 以下的熱有效轉換成電。太陽熱技術很早就商品化了，也相當成熟，台灣約有20 家製造太陽能熱水器為主的公司，透過接收聚集太陽的輻射轉換為熱使用，技術雖然成熟，仍稱不上完美，因此集熱器的開發，去鹽化技術 (Desalination)，去毒物技術(Detoxification)，熱電技術等，皆是發展的重點。
再生能源生產的效率是否偏低，成本是否偏高？技術是否真無法再突破了？筆者認為除了美國之外，其實各國政府早已投入這場再生能源的投資，也擁有各自的目標，希望能在最短的時間內完成，再生能源取代傳統發電的終極目標。無論是20% 或是50% ， 2015 年或是2050 年，大家缺少的不過就是殺手級的技術，立法補助只是過渡時期的一種方法，畢竟地球真的等不下去了，而所謂殺手級的技術可能不只是上述提及的6 種，也許未來會有另一種使用能源的新思維，或是綜合兩種或三種發電技術的系統，端看各位是否願意為永續的環境盡一份心力了。