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：第页共NUMPAGES19页第PAGE\*MERGEFORMAT19页共NUMPAGES\*MERGEFORMAT19页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（Schwaller，1989）。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75,000仟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、