這 17 項能源技術將改變世界,解決現有能源問題

這 17 項能源技術將改變世界,解決現有能源問題

文章howie » 2014-05-07, 18:37

http://techorange.com/2014/05/07/17-eme ... hnologies/

車諾比、福島核災事件後,滿目瘡痍的景象震懾人心,不少民眾因為核災、工安事故而喪失生命,讓社會大眾面對核能電廠這項「定時炸彈」,始終抱持存疑態度,引發各界熱烈的討論,但難道都沒有替代性能源或新的能源技術嗎?

為解決這項問題,加拿大政府研究組織(Policy Horizons Canada)在 MetaScan 3 的研究項目中,公佈能源技術中 3 個關鍵領域,包含儲存、智慧電網和發電,並提出 17 種新興能源技術,讓新興能源有更多發展的可能性。

以下分別為儲能、智慧電網和發電領域的新興能源技術,這 17 種能源技術將改變現有的產電、用電及儲電模式。

儲能
儲能(Storage)是以較有成本效益的方式改善電池,包含使用新燃料等。

● 燃料電池(Fuel cells)

有別於一般電池,它屬於綠色能源,產出電力後會產生水與熱,及少量二氧化氮和其他物質,對環境的污染比較少,而燃料電池利用氧化還原反應,把燃料中的化學能轉換成電能,能提供穩定的電力,可應用在巴士型的車輛。

● 鋰空氣電池(Lithium-air batteries)

具有高能量密度,類似於汽油發動機的能量密度。

使用這種電池的電動車,充電一次後可行駛 500 英哩(約 800 公里),大幅增加電動車的續航力。

● 氫能源的儲存與運輸(Hydrogen energy storage & transport)

利用氫氣化學反應後所產生的化學能轉為電能,是一種不會排放廢氣的乾淨能源,藉著能源轉換組合,以減少能源耗損,並使儲電量達最大化。

● 儲熱技術(Thermal storage)

將太陽能光伏發熱系統與光熱技術混合應用,當沒有太陽的時候,也能從集熱系統內得到電能。

智慧電網
智慧電網(Smart Grid)是指連結供電端至用電端所有設備,而形成的用電網路,並利用資訊整合分析,使電力資源達到最佳配置,藉以降低成本、提高用電效率。(就像 Elon Musk 旗下的 Solarcity 營運的業務項目就是智慧電網)

● 第一代智慧電網(First-generation smart grid)

電子儀表可以記錄電能消耗,並且將訊息反饋,可以用來監控電能狀況及計費。

● 分佈式發電系統(Distributed generation)

目前為集中式的單一供電系統,若電網發生問題將牽一髮動全身,若能將電網與分佈式發電系統結合,將能增加系統的安全性及靈活性。

● 智慧能源網(Smart energy network)

將全球能源系統與電力設備轉為能互換使用模式,讓能源可以方便調度。

發電
● 潮汐渦輪機(Tidal turbines)

利用潮汐變化轉為電能。

● 微型史特林發動機(Micro stirling engines)

利用氣體在冷熱環境轉換時的熱脹冷縮做功,輸出機械能,整個過程將更安靜、更有效率。

● 太陽能電池板的定位機器人(Solar panel positioning robots)

在不同天氣下,能自動重新設定太陽能板,以達到能源的高效追蹤。

● 第二代生物燃料(Second-generation biofuels)

取代第一代的糧食作物,以植物莖葉、林業剩餘物等非糧食性作物,轉化成纖維素乙醇和生物柴油等燃料。

● 第三代生物燃料(Third-generation biofuels)

改變藻類的遺傳基因,培育出能直接生產氫氣的高效藻類,或是利用能生成油脂的綠藻,生產成低硫、低氮的優質石油。

● 光伏透明玻璃(Photovoltaic transparent glass)

利用該設備將紅外線等可見光線轉換成電能。

● 天基太陽能發電(Space-based solar power)

在太空使用日光收集器,將能量發送到地球。

● 微型核反應堆(Micro-nuclear reactors)

將目前的 10 兆瓦電力提高至 50 兆瓦。

● 慣性侷限聚變(Inertial confinement fusion)

一種核融合技術,利用雷射衝擊波讓含有氘和氚的燃料球產生高溫及壓力變化,引發核融合反應。

● 釷燃料發電(Thorium Reactor)

以低汙染、高蘊藏量的釷取代鈾、鈽等核燃料,其可產生較少核廢料,且不易製成核能武器,裂變後發電也較有效率。

上述的這些技術,據預估都能在 2030 年之前可以達成量產進入市場中。

從產電、儲電到節電,新一代能源鏈將拋棄舊式機制的浪費與污染
隨著經濟不斷發展,能源卻逐漸減少的狀況下,發展新興能源產業已成為各國努力改善的重點計畫,看完了這些新興技術,不禁讓人對未來的能源發展充滿信心,希望各國政府將能源政策透明化,加強與民眾溝通協調,以推行適用於國家的能源政策。

本文提到的新興技術,相較於傳統的發電模式,效能不僅提高,汙染程度也更低,可作為現行產業發展之依據,也期盼政府積極利用自身的研發技術、製造能力,為新興能源產業佈局。

(資料來源:Business insider;圖片來源:Wikipedia)
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