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生產能源方面有什麼新發展?

生產能源方面有什麼新發展?

生產能源方面有什麼新發展?

風力:

很久以來,人類都知道利用風力去推動帆船、磨坊和水泵。可是近年來,環球各地的人對於利用風力作能源興趣大增。現今在世界各地,高科技的風車已生產足夠的電力去供應3500萬人的需要。用這種方法生產電力既不會污染環境,供應也不會中斷。丹麥的電力供應已有百分之20是用風力生產的。德國、西班牙和印度正急起直追,印度用風力生產的電力在世界各國居於第五位。目前美國擁有1萬3000架產電風車。有些分析家估計,如果美國充分利用國內所有適宜用風力發電的地點發電,則風力發電就可以提供美國百分之20以上的電力。

太陽能:

人造的光能電池可利用陽光產生電力。電池裡的電子每逢受到陽光刺激,就會把陽光化為電力。在世界各地,差不多有5億瓦特的電力是用這個方法生產的,而太陽電池市場的增長率,每年高達百分之30。可是,目前光能電池的效率仍然不高,因此用這種電池生產電力,費用不及用化石燃料那麼廉宜。除此之外,製造這種電池要採用若干有毒的化學物,例如硫化鎘和砷化鎵。由於這些有毒的化學品能夠危害環境達數百年之久,《生物科學》雜誌指出,「怎樣處置和重新利用失效電池裡的化學品,可能成為嚴重的難題」。

地熱能源:

地球的核心十分熾熱,據估計溫度高達攝氏4000度。如果人在地球的地殼挖個洞,朝著地心挖下去,每挖深一公里,溫度就平均升高攝氏30度左右。不過,住在溫泉或火山口附近的人,通常能夠利用地球的熱力。在世上58個國家,人們利用地殼裂縫泄出的熱水或蒸汽,為家居提供暖氣或用來生產電力。冰島所需的能源,大約有一半取自地熱。其他國家,例如澳大利亞,則考慮另一個利用地熱的方法。當地有大片熾熱、乾燥的岩石,埋藏在地球表面下僅數公里的地方。《澳大利亞地理雜誌》報導:「有些研究者相信,我們可以把水輸送到蘊藏高熱的地層,加熱後用高壓把水送回地面,推動渦輪機,我們就能生產足供幾十年甚至幾百年之用的電力了。」

水力:

現今世上所需的能源,有百分之6以上由水力發電廠供應。據《國際能源展望2003》報導,今後二十年「再生性能源的增長,大部分會是由於開發中國家(尤其是亞洲各國)有多間大型水力發電廠落成的緣故」。可是《生物科學雜誌》警告說:「貯存起來的水時常掩蓋了富於農業價值的肥美淤積土。不但如此,水壩更會改變生態系統中的動植物和微生物。」

氫:

氫是一種無色無味的易燃氣體,是宇宙中含量最多的元素。在地上,氫是動植物組織裡的主要成分,蘊含在化石燃料裡,也是構成水的兩種元素之一。不但如此,燃燒氫比燃燒化石燃料更乾淨,效能也更高。

《網上科學新聞》說,「讓電流通過水,可以將水分裂為氫和氧」。雖然用這種方法能夠生產大量氫,該刊物卻指出,「這種看來簡單的程序現在還未達到經濟划算的地步」。在全球各地,目前大約有4500噸氫是由工廠生產的,主要用來製造肥料和清潔劑。可是,用來提煉氫的方法需要使用化石燃料,從而產生有毒的一氧化碳和具有溫室效應的二氧化碳。

即使這樣,許多人仍然認為氫是最有前途的另類燃料,能夠滿足人類未來的能源需要。看來他們之所以有這種樂觀想法,是由於一種稱為燃料電池的裝置,在近年來獲得了驚人的改善。

燃料電池:

燃料電池能用氫產生電力,但不是藉著燃燒氫,而是在受控制的化學過程中使氫和氧結合起來。如果燃燒的是純氫而不是含有大量氫的化石燃料,惟一的副產品就是熱和水。

1839年,英國法官兼物理學家威廉·格羅夫發明了第一個燃料電池。可是,製造燃料電池的費用十分高昂,而且材料也不容易採集。結果製造這種電池的技術就給擱置下來,直到20世紀中期才再次受人注意。為了供應電力給美國的航天器(太空船),科學家進一步發展燃料電池。現代的航天器仍然使用燃料電池去提供所需的電力,但現在科學家也改善了製造這種電池的技術,好撥作較適合日常生活的用途。

今天科學家正研究用燃料電池去取代汽車的內燃機,供應電力給商業大廈和住宅大樓,以及提供電力給用電量較小的電氣用品,例如流動電話和電腦之類。可是,在撰寫本文的時候,用固定的燃料電池生產的電力,費用仍相當於使用化石燃料的四倍。即使如此,有關方面仍樂於花費數以億計的金錢去發展這種新興科技。

從環保的角度來看,採用更潔淨、無污染的能源顯然有許多好處。可是,大規模生產無污染的能源,費用很可能會繼續居高不下。《2003年國際能源展望》說:「據專家預測,未來對能源需求的增加……仍集中於化石燃料(石油、天然氣和煤)方面,因為化石燃料的價格比較低廉,以其他燃料產生能源的費用仍無法與之競爭。」

[第9頁的圖片]

燃料電池汽車,2004年

[鳴謝]

Mercedes-Benz USA

[第8頁的圖片鳴謝]

DOE Photo