能源概论.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径学海无涯苦作舟页码：能源概論在廿一世紀的今天能源與人類的日常生活已息息相關密不可分。在本單元“能源的概論”中將從能源的定義開始介紹、並對於各種不同能源的種類與型態之優缺點進行比較、能源使用的歷史回顧、如何量度能源？能源單位的轉換及未來能源發展趨勢。壹、何謂能源能源的原意是活動的意思是指供給能而使之動作的原料和資源。希臘語言裡的意思是指「作功的能力」（羅文基、黃炯2001）。當某種能源被使用時會發生某種動作和動力。古人用人力和獸力從事生產以今天的工業技術來看熱和電是最基本的兩種能的形式凡任何能產生熱和電的就屬於能源。所以薪柴、煤、油、天然氣燃燒後產生熱是能源；高山上水庫中的水沖下來時可用來發電；太陽光、風力可以發電也都是屬於能源。能源可以動能、位能、熱能的型態出現。能源的形式有很多（例如熱力、電力等）這些能源被使用時會以各種不同的形式出現而產生動作或動力例如:以電能的形式出現使電燈發亮等。而且一種能源形式可以轉化成另一種形式。總之凡是能產生熱、動力、電力的都是能源。（能源的原理2004）能源是從實用角度的思維某一形式的能是否可以轉換為可使用的形式的能其關鍵在工程技術上的可行性（Schwaller1989）。如日本有人提出用海洋洋流發電的想法讓洋流流過放在海中的水渦輪機帶動渦輪旋轉發電。天空中的閃電威力強大可以使汽車充電後行駛在時光隧道中從過去回到現實但這是電影〈回到未來〉的想像現實社會還沒有這項技術雖知具有大量的能量儲藏在內但目前的工程技術卻難以克服因此閃電並不能算是能源（陳陵援、高惠蓉2004）。故在第二節中探討目前使用的能源種類與型態。貳、能源的種類與型態一、能源的種類蘊藏在自然界中天然形成不必經過處理就可以直接使用的能源稱為初級能源。例如：煤、石油、水力、太陽能等。初級能源經過轉換處理而產生另一種形式則稱為次級能源。例如：電力、汽油、瓦斯等。初級能源又分為非再生能源與再生能源。非再生能源是有限的能源經開採使用後資源也就逐漸枯竭如化石燃料的煤、石油、天然氣等；再生能源則是不虞匱乏的能源如太陽能、風力、水力、地熱、海洋能等。分敍如下：（能源知多少2004）（一）化石燃料目前我們能源的主要來源是化石燃料包括有煤炭、石油、天然氣等。科學家推斷它們是千百萬年前靠近海岸的微生物或動植物殘骸大量淤積在海底經過地殼的變動逐漸被埋藏在地底下經過細菌的分解及長期在高壓、高溫的作用下產生了化學變化而變成構造複雜的碳氫化合物也就形成了化石燃料。（二）核能核能主要來自核分裂和核融合。所謂核分裂是指鈾、鈽等元素受到中子撞擊時會分裂成為二個質量較輕約略相等的分裂產物並釋放出大量的能量同時產生二至三個中子中子再分別撞擊其他的原子核再引起核分裂如此反覆循環形成連鎖反應。核能分裂的主要用途是供應船艦的動力以及核能發電。核能可以由很少量的燃料生成龐大的能量如1公克的鈾-235完全分裂後所產生的能量大約和燃燒2000公斤的石油或3噸重煤炭的能量或是看23萬小時電視（100瓦特）的電能是相同的。核融合是兩個原子結合成新的原子並釋放大量的能量。如太陽和星球的光和熱便是來自融合反應。核融合要在很高的溫度下才會發生所以又稱為熱核反應。核融合沒有輻射、廢料、燃料來源的問題一旦人類能夠控制融合反應而且符合經濟的效益那麼能源不足的問題也將迎刃而解。（三）水力水是地球上重要的資源之一它也是地球上含量最多的化合物。約有3/4的地表被水所覆蓋其中97%為海水2%的水存在冰河及南北極真正能供人們灌溉、飲用的水不到1%。水藉著太陽能蒸發變成水蒸氣停留在大氣中直至碰到冷空氣凝結而成雨或雪再掉落地表面如此產生水循環。自古人類便利用水力來推動水車灌溉近代主要作為水力發電。（四）海洋能利用海洋的潮汐、溫差、海浪和海流所貯藏的能源來發電。1960年法國在蘭斯河口建立世界第一座容量24萬仟瓦電力的潮汐發電廠在二次世界大戰後也建了一座75000仟瓦電力的海洋溫差電廠所以在未來的世界中這些發電方式對某些地區是很重要的。它們具有無污水、不會浪費資源的優點唯發電成本比較高些。（五）地熱在世界某些地區因火山形成作用地下水被加熱而形成溫泉、噴泉、地熱井等提供了豐富的地熱能。地熱的利用歷史久遠如：古羅馬人、希臘人、墨西哥人、日本人等利用溫泉沐浴、烹飪、暖房等近代則利用地熱發電。台灣地熱蘊藏豐富溫泉和噴氣孔遍佈全島民國66年起開始積極探勘尋求可利用之資源目前已在宜蘭清水建立一座3000仟瓦的地熱發電廠。（黃永能2002）（六）風力風的產生是由於太陽將地表的空氣加溫空氣受熱膨脹變輕而往上升熱空氣上升後低溫的重空氣就從四周橫向流入因而形成空氣的流動這就是風。人類很早以前就懂得利