碳中和目標成全球趨勢 五大種類再生能源一次看【編輯專欄】

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文/財經編輯范哲瑋

2021年4月由美國主辦的全球領袖氣候峰會,參與峰會的各國領袖皆共同宣示2050年淨零碳排的目標,全球能源轉型勢在必行。世界各國在能源轉型的過程中,皆以再生能源為優先發展能源,而究竟什麼是再生能源?以及未來的發展趨勢又如何呢?讓這篇專欄文章為您簡單介紹五大再生能源為何。

首先,先來定義何謂「再生能源」。根據國際能源署再生能源工作小組之定義,再生能源指「是指源自於自然過程中,能夠不斷取用且不會造成耗損,並能持續補充的能量來源」,更嚴謹的說法還會加上「再生能源在將自然界能量轉換成能源時,不會造成汙染」。目前全球正在發展中的再生能源,依照其自然界能量運用方式大致分類為五大種類,分別為:太陽能、風能、地熱能、水力能以及生質能等五大再生能源種類。

太陽能發電是近期討論最為熱絡的議題,太陽對人類而言至關重要,地球大氣的循環、晝夜與四季的變化、地球冷暖變化等都是太陽作用的結果,廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源。太陽能發電指的是將太陽光的能量轉換為電能使用,主要發電方式分有兩種,分別是光伏能及太陽熱能。光伏能為將光能轉化成電子,利用太陽能電池板的光電半導體材料將太陽能轉化為直流電能,也就是一般常見的太陽能板發電。太陽熱能發電又稱為「集熱式」發電,指把太陽光聚焦在一條線或一點上,藉由產生的熱能將水分汽化,以製造蒸氣推動渦輪機發電。

風力發電指的是,藉由氣流移動的風能透過風力發電機轉變成機械能,再由機械能轉成電能,根據設置地點不同還可以分為岸上風力發電與離岸風力發電。根據再生能源理論上的「取之不盡用之不竭的自然再生資源」,風力發電被認為是最乾淨的能源之一。根據美國研究機構Bernstein Research的研究報告指出,風力發電的碳足跡比燃煤發電低了99%,且亦較太陽能發電低了75%。

地熱能發電,為自地殼抽取的天然熱能,利用地球岩層的熱能產生能量,一般利用於在熱源附近的水庫,以供應熱水到需要熱能的地方,透過汽化的發生來帶動發電機運作。目前地熱能儲量比人們所利用的總量多上數倍,如果熱能提取的速度不超過補充的速度,那地熱能便是可再生的能源。地熱能在全球許多地區應用廣泛,然而地熱能的分布相對分散,在能源開發上的難度較大。

水力能發電又分為兩種,一種為透過水位的高低差產生的位能轉換動能帶動發電機組發電,另一種則為海洋能發電。海洋能發電是指由波浪、潮汐、洋流、海水鹽度的和海洋溫度的差異產生能量。海洋佔地球表面面積71%,並且蘊藏豐富的資源與能量,但在能量開發上,必須以高技術高成本來克服鹽水的高腐蝕性,而有些情況下甚至需要讓設備能承受深海的高壓環境。

生質能發電,於定義上指利用有機物,將其經過自然或化學反應後,把物質中的化學能釋出轉化為可供使用的熱能。以植物為例,植物在生長時本身就會利用到二氧化碳,燃燒後只會促成一個完整的碳循環,並不會造成額外的碳排放。至於傳統如煤炭、石油等燃料,由於形成時間過久,已經不屬於同一個時期的碳循環,因此燃燒後會產生額外的碳排放。

再生能源雖然擁有環保、低汙染的優勢,但在發展上仍存有些劣勢,最普遍明顯的就是初期建置困難。雖然經由科技的進步,使再生能源建構成本大幅降低,但汰換舊有的設備也同樣會產生回收成本以及中間可能產生的汙染成本。根據國際能源署於2021年10月13日所發佈的「2021年世界能源展望」報告指出,當前如太陽能、風能及電動汽車等新能源經濟已蓬勃發展,然其進展仍遠不足以降低全球碳排放量至淨零排碳目標,該報告直指主要原因為投資不足所致,呼籲各國政府在11月的聯合國COP 26大會前做出明確且大膽的宣示。

極端氣候變遷危機迫在眉睫,世界各國政府也正積極著手能源轉型的對策,然而在民生用電及企業用電政策上是否能適當且穩定的執行能源轉型,還得看各國政府對於再生能源的布局是否完備。

(圖片取自Pexels by Singkham)
(圖片取自Pexels by Singkham)

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