再生能源再生能源 Renewable Energy

節能減碳

地球暖

化能源枯竭

地球獲得由太陽照射的能量稱為太陽輻射能，這些輻射能主要是可見光譜範圍內的電磁波輻射，還有小部份的紅外線（ IR）和紫外線（ UV）輻射。 太陽輻射能較短的波長照射到地球表面後，部份被吸收，也有部份被以紅外線（ IR）的熱能形式再釋放到大氣層中，甚至回到外太空。 這些釋放到大氣層中的紅外線，被大氣層中的特定氣體吸收後，會再以熱能形式釋放回地球表面，這樣的情形可讓地球表面溫度不至於一直下降，也是讓地球適宜生物生存的原因之一，這就是溫室效應。可見適當的溫室效應，對地球表面的生態環境是必需的，但嚴重的溫室效應，會造成地表溫度不斷上升，嚴重影響生態環境的運作。

何謂溫室效應 ?

太陽總輻射量

太陽輻射經過地球大氣層

地球

大氣層

240 瓦每平方米

240 瓦每平方米

返回太空時的總紅外線輻射量

部份的太陽輻射被地球表面和大氣層所折返

大部份的太陽輻射會被地球表面吸收而使地面溫暖起來

地球表面釋放的紅外線輻射

部分紅外線輻射被溫室氣體吸收和再次釋放出來。此效應另地球表面和大氣層低層變暖。

溫室效應示意圖

Greenhouse effect & Global warming

溫室效應與全球暖化

全球暖化 指的是在一段時間中，地球的大氣和海洋溫度上升的現象，主要是指人為因素造成的溫度上升。原因很可能是由於溫室氣體排放過多造成的。 在 20 世紀，全球平均接近地面的大氣層溫度上升了攝氏0.6 度。普遍來說，科學界認為過去五十年可觀察的氣候改變很可能是由人類活動所推動。 二氧化碳和其他溫室氣體的含量不斷增加正是全球變暖的人為因素中主要部分。燃燒化石燃料、清理林木和耕作等等都增強了溫室效應。第一次懷疑溫室效應會發生的觀測是瑞典化學家阿累尼烏斯在 1897 年所做的。雖然當時沒有引發公眾討論，但是事隔 111 年，終於成了公眾關注的問題。

溫室氣體包括水氣（ H2O ）佔溫室效應大約 60-70% ，其次是二氧化碳（ CO2 ）大約佔 26% ，其他還有臭氧（ O3 ）、甲烷（ CH4 ）、一氧化二氮（又稱笑氣， N2O ）、氟氯碳化物（ CFCs ）、全氟碳化物（ PFCs ）、氫氟碳化物（ HFCs ），含氯氟烴（ HCFCs ）、及六氟化硫（ SF6 ）等。

溫室氣體 Greenhouse gas

1. 二氧化碳 □ 燃燒化石燃料 、□毀林、□生物呼吸作用。

2. 甲烷 □ 生物體的燃燒、□腸道發酵作用、□水稻。

3. 臭氧 □ 光線和氧 O2產生光化作 用。

4. 二氧化硫 □火山活動、□煤及生物體的燃燒。

5. 一氧化二氮 □ 生物體的燃燒、□燃料、□化肥。

溫室氣體產生的原因：

地球大氣層是由一層層氣體 組成，氣體把熱量罩住，維持了地球上的生 命。可是，燃燒化石燃料和 採伐森林，排放大量二氧化碳，增強了溫室效應，加上原有氣體天蓬，導致了更多熱量被籠罩。結果，全球氣溫不斷上升， 使世界氣候失去平衡。

森林砍伐也是二氧化碳排放的重要來源。植物吸收二氧化碳來生長，是 天然的『碳倉庫』，一旦被砍伐或燃燒，這些碳又會釋放到大氣層。植物腐爛更會產生比二氧化碳 厲害的溫室氣體－甲烷。如今，森林砍伐所造成的溫室氣體排放約佔全球溫室氣體排放 總量的五分之一。

含氟溫室氣體 (F-gases）是人工合成的強力溫室氣體總稱。生產商往往因為 F-gases沒有破壞臭氧層，便將其錯誤描述為環保產品。然而 F-gases的排放也導致全球暖化。

氣候變化的人為因素

燃燒化石燃料排放二氧化碳

森林砍伐導致氣候變化

HFCs 製冷劑也會造成全球暖化

Climate change

全球暖化的影響The consequences of warming

人類燃燒化石燃料，排放大量二氧化碳等溫室氣體，造成全球氣候變化， 已經把地球環境推到 危險的境地。 導致極端的氣候變化已在世界各地頻頻出現：暴雪、颶風、洪水、乾旱，還有冰川融化、海平面上升、 糧食減產、物種滅絕等。

二氧化碳排放 台灣排名 22

根據國際能源總署去年針對世界各國的統計資料，台灣在 2005年的二氧化碳排放量為 2.61億公噸，佔全球的0.96% ，全世界排名第 22，人均排放量為每人每年 11.41公噸，全球排 名十六。 我國在 1990 年排放量僅 1.1億公噸，每年約成長 7

至 8% ，經濟部能源局估計前年我國的排放量約有 2.65 億公噸，換句話說，十六年來增加超過一倍，反觀各國致力於減少溫室氣體排放，但我國至今還不斷成長。 環保署表示，台灣過去百年間平均增溫速率達到每十

年攝氏 0.14度，暖化的 速度、幅度是全球平均的近 兩倍，環保署推估 2020 年時，台灣高溫大於攝氏 35度的熱浪氣候天數，平均一年將高達 32天。

【每用 10 度電，產生的二氧化碳是 6.7 公斤】

溫室氣體的增加，加強了溫室效應，是造成全球暖化的主要原因，已成為世界各國家的共識，也是一種全球性的污染，京都議定書 (1997 年 12 月 11 日 ) 正是為了採取措施減少溫室氣體排放，由聯合國發起，世界各國達成的協議。

京都議定書 Kyoto Protocol

由於溫室氣體已經嚴重影響全球的氣溫改變， 而碳交易是一種用法規來抑制溫室氣體排放量的方式。 聯合國針對這個問題，在 1997 年簽署了京都議定書 (Kyoto Protocol ) 。而碳交易是為了促進溫室氣體的減量，以國際工法做為依據的交易市場。而碳交易的主要方式，可以把集團和國家視為一個整体，採取有的地方增加，有的地方減少，總體上完成排減之任務。 也可以用國與國之間進行排放額度的買賣，難以完成削減之國家，可以花錢以現貨和期貨等交易方式，從超額完成的國家買進超出的額度。

京都議定書之國際碳交易 道義與商業的合流

在 TETA 交易平台裡進行碳額度的計算單位是 CFICARBON FINANCIAL INSTRUMENT ， 1CFI 等於 100 噸的二氧化碳。

• 將傳統燈泡改成省電燈泡• 開窗通風真舒服• 隨手關、拔插頭• 電熱水瓶加裝定時器• 多搭公共運輸工具• 多走路、保健康• 愛用當地食材• 吃多少、點多少• 不過度包裝• 穿著透氣衣物• 改變一次即丟的習慣• 資源回收、再生使用

如何在生活中減碳

能 源 的 種 類能 源 的 種 類

非再生能源 (Nonrenewable Energy) 化石燃料 (Fossil Fuels) 煤 (Coal) 、石油 (Oil) 、天然氣 (Nature Gas) 核能 (Nuclear)再生能源 (Renewable Energy) 太 陽 能 (Solar Energy) 風 力 (Wind Energy) 地 熱 能 (Geothermal Energy) 海 洋 能 (Ocean Energy) ※ 波浪發電 (Wave Energy) ※ 潮汐發電 (Tidal Energy) ※ 溫差發電 (Ocean Thermal Energy Coversion)

•水 力 (Hydro Power)•生 質 能 (Biomass Energy)•燃料電池 (Fuel Cell)

太 陽 能 (Solar Energy)

solar towers

太陽能盤

太陽能光電系統

太陽能熱水系統

太陽能的運用，不外乎將太陽的能源轉換為熱、光源、熱水、電力給家庭、商業和工業使用。

太陽能塔

solar dishes

太陽光照明

風 力 (Wind Energy)

風能和陽光一樣，是取之不盡用之不竭的天然再生能源，全世界的風能蘊含量達一百兆 MW，其中可用來發電的達一千萬 MW，在燃料日益短缺的今天，此能源自然不容忽視。

地 熱 能 (Geothermal Energy)

地熱發電 是運用地下的水 蒸汽（ Steam ）來推動渦輪機（ Turbine ）帶動發電機產生電力，其基本原理，係將地熱能 轉變為機械能，再將機械能轉變為電能。如蒸汽中含有熱水則須先藉「汽水分離器」將水蒸汽和熱水分離開來，待水蒸汽推轉渦輪機過後，再使蒸汽凝結為熱水，再將熱水回注於大地，以免地層下 陷。

渦輪機

水蒸汽

發電機

輸配電路

海洋能源包含了（潮汐、海流、波浪、溫差等），依能量轉換方式可分為：利用每天潮流漲落的位能差產生電力之潮汐能源（ Tidal Energy ）；利用海洋中的洋流推動水輪機發電之海流發電（ Tidal/marine Currents ）；利用波浪運動的位能差、往復力或浮力產生動力之波浪能源（ Wave Energy ）；利用深層海水與表層海水之溫差汽化工作流體推動渦輪機發電之海洋溫差能源（ Ocean Thermal Energy Conversion ，簡稱 OTEC ）。新能源方面則指海底天然氣水合物，一種存在深海地層 富含天然氣的白色冰狀物質，其含有機碳的蘊藏量約是傳統化石燃料儲量的兩倍，是由化石燃料過 渡到綠色再生能源利用的階段可供使用的海洋能源。

海 洋 能 (Ocean Energy)

海 洋 能 (Ocean Energy)

波浪發電 (Wave Energy)

海流發電

潮汐能源

燃料電池是一種發電裝置，不像一般非充電電池一樣用完就丟棄，也不像充電電池一樣，用完須繼續充電，燃料電池正如其名，是繼續添加燃料以維持其電力，所需的燃料是「氫」，所以被歸類為新能源。

燃料電池 Fuel Cell 能源明日之星能源明日之星

燃料電池是一種高效率、低污染、多元化的 新能源科技，使用氫燃料電池的發電系統，比傳統石化燃料， 更具有潔淨、高效率的好處。 另外，可結合核能、生質能、太陽能、風能等發電技術，將能源使用多元化、可再生 及永續使用。

氫氣

氧氣熱氣

水氫燃料電池發電原理

筆記型電腦用

生質能（ biomass energy或 bioenergy）指的是利用生質物（ biomass）為原料，經轉換產生可利用能源。 生質物，主要如植物、藻類以太陽光進行光合作用而生長，過程中會吸收大氣中的二氧化碳。 而後把這些植物，經由轉化製成「生質酒精」或「生質柴油」來當作燃料使用，燃燒之後又二氧化碳釋放於大氣中， 進行「碳循環」，由於並不會增加二氧化碳的 淨排放，因此被視為再生能源的一種。相較於使用石油煤炭等化石燃料，可 視為一種「消極的」二氧化碳減量 ──至少沒有增加。

生質能 biomass 　

生質能循環示意圖

展展

由於全球暖化現象，以 致氣候有明顯變異，世界各國簽訂了京都議定書，致力於溫室氣體的減量，同時也都在積極尋求新的替代能源。最主要的解決方法，就是尋找生生不息且能永續利用、又清潔乾淨、不會污染現有環境的能源，而屬再生能源的風力、太陽能、燃料電池及生質能等等，都具有這些特性。

可預期再生能源的開發將是未來重要的能源來源之一，只要效率更為提高、價格降低，相信可取代家庭及商業部份用電。

重視全球暖化， 積極開發新能源未未望望來來

太陽能 風 力 生質能 燃料電池

能源教學參考網站

經濟部能源局 再生能源網 http://www.re.org.tw/elearning 工業技術研究院 太陽光電資訊網 http://www.solarpv.itri.org.tw/memb/main.aspx工業技術研究院 風力發電資訊網 http://www.wind.erl.itri.org.tw/wind.html財團法人台灣綠色生產力基金會 http://www.ecct.org.tw國立台灣師範大學 能源教育資訊網 http://www.energy .ie.ntnu.edu.tw台灣電力公司 http://www.taipower.com.tw

國外網站 :Energy Quest http://www.energyquest.ca.govNational Renewable Energy Laboratory http://www.nrel.govEuropean Wind Energy Association http://www.ewea.orgEuropean Photovoltaic Industry Association http://www.epia.orgU.S. Department of Energy http://www.eere.energy.govPhotographic Information Exchange http://www.eere.energy.gov/dada/pixDanish Wind Industry Association http://www.windpower.org