可再生能源
何謂可再生能源?
「可再生能源」是指一種通過天然過程所取得,而且用之不竭的能源。可再生能源有多種類型,他們均直接或間接地來自太陽,或是地底深處的熱能。(國際能源署2003年)
以下是幾種比較常見的可再生能源:
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太陽能
將太陽的輻射能量轉化為熱能或電能。
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風能
將風力轉化為機械能或電能。
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潮汐能、海浪能及海流能
將流動的水產生的能量轉化為機械能或電能。
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生物質能
包括燃燒有機組織例如樹木,農業廢棄物及其他有機物料產生熱能。另外亦可透過分解生物內的有機物質,產生沼氣作為燃料。
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地熱能
利用地球內部的天然熱能直接產生熱水或蒸氣,或藉此來產生電能。
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水能
水自高處向下流產生能量推動機器發電。
再生能源的種類
潮汐能
太陽和月亮對自轉中的地球所產生的引力,令海洋出現潮漲潮退的現象。人類便利用海洋潮汐漲退的特點,興建潮汐能發電廠來生產電力。潮漲時,海水湧入水庫,經過渦輪機時,推動發電機發電。潮退時,海水自堤壩退卻,水被排放出來時,流經渦輪機,同樣推動發電機發電。
海浪能
海浪主要由風所引起,海面在風的推動下產生波浪。海浪令沉箱內的水位升降,導致空氣進出沉箱的頂部,流動的空氣會驅動渦輪,再推動發電機發電。
海流能
海流能源主要由潮汐產生,能夠利用來產生電力。水底設置渦輪機及發電機,當海水流過渦輪機上的葉片的時候,發電機藉著水流的動力就能發電。
地熱能
蘊藏在地殼內的熱能稱為地熱能,地球內部的熔岩溫度極高,可以將其附近的地下水加熱,滲出地面的熱水和蒸氣可被直接取用。科學家相信,儲存於地心的地熱能藏量,相等於現今全球石油及天然氣資源藏量的數萬倍。
生物質能
生物質能是以植物,樹木或廢物等有機物質為燃料,產生電能和熱能。燃燒樹木來產生熱力就是一個最佳例子。另外,棄置於堆填區的有機廢物,經過一段時間分解而產生甲烷(或稱沼氣) ,可用作發電燃料。
水能
水力發電的原理是利用水位的差距,將較高位置的水所蘊含的位能轉化成電能。在高地築起堤壩分隔河水,然後讓堤壩內水庫存儲著的水自高處向下流去,流動的水經渦輪,推動發電機發電。由於大型水力發電設施經常影響河流生態和附近居民,因此有些研究人員認為小型的水力發電設施才算是可再生能源項目。燃料。
可再生能源的歷史
古代
- 幾千年前,人類已經開始採用可再生能源。
- 遠古時代,人們已經懂得鑽木取火,用以照明及保暖。
- 太陽的輻射能把衣服及農作物曬乾。
- 農夫利用風力來推動機器研磨穀物及灌溉。
工業革命
- 十九世紀時,有些國家開始使用可再生能源來發電。
- 1891年,首個實用的太陽能熱水器在美國取得專利。
- 位於英國柯克拜的水車。
- 美國開始流行小型風力發電。
現代
- 現在,可再生能源的應用越來越普遍,我們可以在世界各地找到大規模的風力發電場、水力發電站及其他採用太陽能的工程項目。
- 位於美國科羅拉多的Ponnequin風力發電場。
- 位於荷蘭阿麥斯福的Cascade house容量達1兆瓦。
- 由百份百生物柴油(即循環再用的菜油)作為燃料的出租汽車,位於美國夏威夷檀香山的茂宜島及歐胡島。
可再生能源在世界各地的應用實例
基於環保的考慮,以及人們意識到地球現有的化石燃料正被迅速消耗,科學家們已在努力尋找其他可以代替化石燃料的能源。因此,發達國家投放了很多資源於開發可再生能源及其相關科技。多種可再生能源已被廣泛採用,另外,海流能及海浪能亦正在初步發展階段。
例如:
- 位於法國La Rance的潮汐發電廠,於1966年投產。
- 位於挪威的海流能發電設備,於2003年投產,屬試驗性質,可連接電網,裝機容量為300千瓦。
- 位於英國蘇格蘭小島Islay,島上的 LIMPET海浪能發電設備,屬試驗性質,裝機容量為500千瓦。
- 位於美國加州北部的The Geysers地熱能發電廠,於1960年投產,最初裝機容量為11,000千瓦。
- 位於澳洲新南威爾斯中部的Drop Hydro 發電廠,於2002年投產,裝機容量為2,000千瓦。
- 位於美國佛蒙特州百靈頓的生物質能(以樹木為燃料)發電廠,於1984年投產,裝機容量為50,000千瓦。
可再生能源在本港的應用實例
在香港應用太陽能已有20多年歷史,只是規模較小,應用範圍亦主要為供應熱水。
太陽能熱水器
現時安裝地點多見於新界地區的低密度住宅,而最大型的太陽能熱水系統則安裝於上水屠房。
太陽能光伏板系統
一些政府及私人項目都有安裝太陽能光伏板系統,這些系統可接入電網內,包括灣仔政府大樓,位於啟德的機電工程署總部及沙田的科學園。
風能
2006年初,香港電燈有限公司興建的全港第一台具商業規模的風力發電機落成啟用,為本港的電力發展史揭開新一頁。這台發電機的容量為八百千瓦。
可再生能源的優點
可再生能源面對的挑戰
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難以預測,供應不穩
風能需要充足的風力,而太陽能亦只能在天朗氣清和陽光普照下有效使用。
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部份項目需要大片土地
例如,一個可以生產4億度電(約香港全年用電量的百分之一)的風力發電場,需要約4000公頃土地。
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建造成本高於傳統發電項目
可再生能源的成本效益不及傳統能源項目,因其投資較高,但使用率低。