2021年8月18日 星期三

給未來總統的能源課 理查.繆勒


1. 美國的頁岩層蘊藏非常豐富的天然氣。未來幾十年,頁岩氣將在美國的能源政策中扮演關鍵角色。

2.能源生產力的改善空間還很大。投資在轉換效率和節能上所得到的投資報酬遠高於龐氏騙局。

3.太陽能前景可期,但是潛力主要在於太陽能電池,而不是太陽熱發電廠。太陽能最主要的競爭者是天然氣。

4.核能發電很安全,存放核廢料也不困難。民眾對核能的恐懼來自不熟悉與以訛傳訛。核能最主要的競爭者是天然氣。

5.生質能源在未來最主要的價值是提升能源安全,而不是防止全球暖化。

6.合成燃料重要且實用,發展合成燃料可以將石油的成本維持在每桶60美元以下。從天然氣製造而成的合成燃料是少數可以在成本上勝過壓縮天然氣的汽車燃料。

7.頁岩油的開採成本看來會低於合成燃料。

8.氫經濟沒有未來,其他包括地熱、潮汐能與波浪能,都不可能出現大規模的應用。

9.如果把更換電池的費用算進去,插電式油電車和純電動車的成本將遠高於汽油車。

10.要產生如核彈般的核反應,必須使用純度非常高的鈾235。但是一般的核子反應器使用的燃料棒,只含有4%的鈾235,其他則是鈾238。

11.福島電廠是因為失去電力而毀壞。輻射外洩超過1979年的三哩島事故,僅次於1986年車諾比核災,是史上第二嚴重的核子事故。

12.政府間氣候變遷問題小組Intergovernmental panel on climate change簡稱IPCC。每當提到「人們」對全球暖化有共識時,「人們」指的就是IPCC。2007年IPCC結論是過去50年地球溫度上升了0.64度,同一時間陸地溫度上升了0.9度(陸地上升比海洋多)。

13.在統計上太陽黑子項的貢獻為零,這些結果似乎告訴我們,暖化全都是由二氧化碳所造成的。

14.假設二氧化碳濃度繼續呈指數上升,濃度達工業化前兩倍的時間將在2052年,估算該年的陸地溫度會比現在高1.6度,全球溫度會上升1.1度。

15.太陽能電池考慮陽光角度變化以及夜晚無法發電的因素後,平均功率只有1/4瓦。再考慮雲的因素,太陽能電池的平均發電功率只有尖峰發電功率的1/8。

16.在太陽能電池領域,就有好幾種不同的技術在競爭。其中最重要的技術包括結晶矽、碲化鎘(CdTe)、銅銦鎵硒(CIGS)、非晶矽以及多接面太陽能電池。

17.離地面愈高的地方風就愈強,而發電量與風速的三次方成正比。由於差距很大,因此建造更高的結構來取得更高的風速。

18.玉米乙醇不該被當成生質燃料。原因是生產玉米需要使用大量的肥料,耕種、收割和運送玉米時也要用到柴油和汽油。到頭來,玉米田所生產的糖根本不足以降低二氧化碳排放量。

19.以煤炭和水製造柴油,這個反應稱為費托合成(Fischer-Tropsch process)。今天我們稱這種方法為GTL(gas to liquid)或CTL(coal to liquid)。

20.在壓縮250大氣壓時,每加侖天然氣可以提供11千瓦小時的能量,只有汽油的1/3,但是比鋰離子電池高10倍。

21.無序能能轉換為有序能的比例(也就是效率)可以以卡諾(Carnot)方程式來描述:效率=(1-低溫/高溫)×100%。溫度是絕對溫度。




心得
    本書是瀏覽推薦書時選入書單。本書對於目前的能源種類做精要的介紹。能源是生命第一大事,了解自身周邊或人類重要的能源來源,是了解環境與預估未來的重要環節。臺灣一直在吵的挺核或廢核,看是從哪個角度切入。能源安全的意思兩個,取得不虞匱乏及安全、及暖化。若以安全、低碳、抗暖化的角度,核能是很優秀的來源。不過臺灣處板塊連接處,地震是相當大的考慮;以及土地小,核廢置放的地點都是很傷腦筋的問題。
    減碳的好選擇可以使用天然氣,也是相當優秀;但是這是指發電廠。煤炭成分相比之下更複雜,且排放多重有毒物質,硫化物,造成酸雨等。希望臺灣的火力發電也能走向天然氣,不過成本將會提升一倍。汽車的選擇仍是油電混合車為佳,是純加油的油電混合車,非插電式。其差異在電池。插電式的電池或純電,其電力來源仍是火力發電廠,在臺灣即煤炭。這樣反而汽油是較好的燃料。
    本書也提到有名的燃料電池。不流於超現實樂觀下,燃料電池實在沒有前景。本田汽車曾在加州推出氫燃料車,但也是試做程度而已。不管是成本、安全性皆無競爭力,且取得氫就需要耗更多能,而燃料電池輸出又遠低於汽油,這是化學所限制。所以根本無競爭。其他如潮汐、波浪、生質能源,也都一一講出殘酷的真相。
    對人類方便有效的能源來源,汽油、天然氣、頁岩、核能、太陽能、智慧電網、提高能源採取及使用效率。寄望未來能有更乾淨的核融合。之後看同一作者的物理課,看看總統需要了解的物理為何。

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