目前的化石燃料存量,石油可再用40年,天然气60年,而煤碳可用两百年.docVIP

再生能源-氫能源 作者：鄭凱鴻、邱敦煜、陳韋宏、陳三禧 前言 　　目前已知的化石燃料存量，石油約可再用40年，天然氣60年，而煤碳約可再用兩百年，這些從幾億年前埋在地底下的動、植物所形成的化石原料，總有枯竭的一天，到那時我們該如何走下去呢？ 　　台灣為一缺乏傳統能源的島嶼國家，據統計，目前有百分之九十五以上的能源是由國外進口，而且進口的都是石油、煤和碳等高污染的石化燃料，而且台灣過去一向比較重視傳統的火力與核能電廠的開發，對於再生能源的開發部份著墨較少，這也造成了台灣環境的嚴重負擔（蔡信行，2003）。所以對台灣而言，再生能源的發展顯得更加迫切。 　　本文將談談氫能源為何是未來最有發展的替代能源。因為目前台灣在開發再生能源方面最多是在太陽能，其他再生能源都還停留在研究階段，主要技術幾乎完全仰賴進口。陽光也是能源的一種，且是地球至今為止最充足的一種能源。其他可再生能源大多也以太陽為最初的能量來源。而石化燃料所包含的能源，其根源亦來自太陽的能源。所以我們希望介紹的是目前還沒普遍使用，但卻充滿前景的能源“氫”！ 一．氫氣 氫是宇宙中最多的一種元素，所有的宇宙物質中有90%以上是氫。而氫是地球表面上第三多的元素，可於水及所有的有機物質中找到。在正常的狀態下，氫是無色、無味、無臭、無毒的，與其他的石化燃料不同。氫在空氣中燃燒時會產生一些氮氧化物，但由於沒有碳的成份，故比燃燒普通碳水化合物燃料(例如汽油及柴油)產生較少的污染物，故不會導致全球氣溫上升，而能迎合清潔能源的方針。此外，氫氣可以藉不同方式使用，現在就讓我們一起探討氫能源的世界，讓我們更近一步的暸解氫能源，進而保護地球，解救能源的危機。下圖一為氫的循環圖，從中可以看到氫能源可以在地球上生生不息的被循環再利用。 二、為何選擇氫能源 　　現在，人類要面對最大且迫切的問題就是----能源，地球的能源非用之不盡、取之不竭的，石油、煤、天然氣這些能源已漸漸地消耗殆盡，最近有一些常提到的非傳統耗能能源如：太陽能發電、水力發電、風力發電、地熱發電和氫能式發電等，我們認為氫能源的發電是最好的選擇，因為其他的發電方式都延伸了很多的問題，若想不出解決的方法，我們仍將要面對排放二氧化碳造成的溫室效應。由下圖二中可以看到，二氧化碳的排放量與溫室效應上升的溫度有相關性，隨著二氧化碳的排放量越大，溫室效應上升的溫度也越高。 圖二 二氧化碳排放量與溫度的關係圖 資料來源：陳定翔(2007) ── 氫能源經濟之探討 取自 .tw/re_and_en_paper/2007/02_2007_05.pdf 三、使用其他再生能源的缺點及為何選擇氫能 　　因為使用其他再生能源都有其不利發展之處，唯有氫能沒有這些重大的缺點，故使用氫能應是人類未來最好的選擇。以下分別列舉出水力發電、地熱發電、太陽能發電較不利之處，而且說明為何獨選氫能。 (一)水力發電(成本太高)1．建築費用相當高。2．在河川沿堤築水壩，會破壞河川的生態。 3．不易找到適合築水壩的地點。 (二)地熱發電(有可能造成許多污染)1．挖地熱井會破壞自然景觀，造成環境污染。2．對土地使用造成影響。3．發電時蒸氣中可能會帶有毒性的氣體，造成污染。 4．發電時熱水中可能會溶有重金屬等有害物質，造成污染。 (三)太陽能(不是每天都會出太陽而且能源轉換效率不高)1．當有陽光的日子，才會發電，亦即只有白天才能發電。 2．因受陰雨天影響，發電時程無法控制。 3．風大的地方其熱效率會降低。 (四)使用氫能的優點 　　然而“氫＂是最高效率的清潔能源。如果氫能可以取代石油，則原本480公里的耗油量大約需要75公升的汽油，但因為氫的高效能轉換效率，同樣的480公里，卻只需要8公斤左右的氫氣而已，這種高效能的轉換效率，相當於1加崙汽油（約3.78公升）所生的能量，相當於1公斤氫氣所產生的能量，如果這種能源能夠完全被開發使用在汽、機車或大眾運輸工具，那我們就有替代能源能夠使用，而且不污染環境。 　　如果無法馬上找出替代能源，那麼二氧化碳的排放量會因為各國的經濟起飛而不斷迅速上升，大量二氧化碳在進入大氣後，會產生溫室效應，目前大氣平均溫度