「能源」簡單的來說 就是能量的來源 能源可以不同形式存在 人類也常利用不同物質、不同方法來產生能源 若依照來源是否不虞匱乏以及能否再循環利用 可將能源分為再生能源以及非再生能源 「再生能源」包括太陽能、風力能、潮汐能、地熱等 這些能源在人類有生之年 幾乎不會被消耗殆盡 並具有再生循環的特性 反之「非再生能源」 例如煤、石油、天然氣等化石燃料 不只蘊藏量有限 且會隨開採量增加、存量日益減少 可預期終有一日會被人類消耗殆盡 在這段影片中 我們將介紹三種新興能源 核融合、氫能以及風能 關於核能發電 現今已經商業運轉的核能電廠 都是利用核分裂反應所產生的熱能來進行發電 但現在有一種先進的核能技術尚在研究發展中 還沒有商業化運轉 我們稱為「核融合」 核融合技術雖然還沒有非常成熟 但我們對核融合反應一點都不陌生 太陽以及宇宙中的其他恆星 之所以能長時間的發光發熱 就是因為內部發生核融合反應的緣故 現在 讓我們一起來瞭解核融合與核分裂的差異 以及核融合反應技術的發展近況吧 核分裂是利用較重的原子（例如鈾-235） 被粒子（例如慢中子）撞擊後 會分裂成數個較輕的原子 過程中會釋放出數目不等的粒子 以及巨大的能量 核分裂反應最令人困擾的地方 是反應過程中會產生放射性物質 因此會衍生放射性核廢料的處理問題 核融合與核分裂最大的不同之處 處在於核融合是把較小的原子核（例如：氫、氘、氚） 結合成一個較大的原子核（例如：氦） 過程中同樣會釋放出巨大能量 但僅會產生少量的放射性廢棄物 但核融合反應並非如想像中那樣簡單 因為原子核帶正電 要克服兩個原子核間的庫侖靜電斥力 把兩個帶正電的粒子結合在一起 這是核融合反應過程中最困難的部分 目前科學家已經發展出在高磁場 且大約10⁸K的高溫環境中 將原子轉變成電漿態 並迫使原子核相互靠近 進而達到小型核融合反應的技術 目前世界上最大的實驗性核融合反應爐 是2013年開始建造 位於法國南部的 國際熱核融合實驗反應爐 預計於2035年可以開始進行核融合實驗 接下來 我們要來介紹氫能 世界氣象組織表示 在全球暖化日益嚴重的情況下 未來五年全球氣溫可能會飆升至歷史新高 暖化造成世界氣候異常 並對環境造成嚴重的危害 當全世界正面臨氣候嚴峻挑戰時 碳淨零排放已成為各國共同努力的目標 在眾多新興能源科技中 氫能源引起了廣泛的關注 氫能源就是指以氫氣作為能源的形式 因為氫氣是一種清潔、高效的能源 若與等重的常見化石燃料比較 氫氣燃燒時具有最大的熱值 同時也具有不產生二氧化碳 以及其他汙染性氣體的特性 因此 氫能源被視為一種高優勢的綠色、低碳能源 不僅可減少對傳統化石燃料的依賴 也在降低碳排放方面發揮關鍵作用 氫能源中的氫氣 有幾種主要的生產方式 首先 若是藉由再生能源 例如太陽光、風力、水力等 將水電解後而得到的氫氣 我們稱為綠氫 第二種則是將碳氫燃料與水蒸氣重組 此過程所得到的氫氣則稱為灰氫 目前有80% 以上的氫氣是透過這種方法製造 其中甲烷是最常被使用的碳氫燃料 灰氫雖然具有技術成熟、低成本的優勢 但缺點則是製造過程中會排放含有二氧化碳的廢氣 所以在灰氫的基礎上 科學家搭配發展出的碳捕捉技術 將製造灰氫過程中的二氧化碳氣體回收封存 最後得到的氫氣則稱為藍氫 其他還有像是利用核能發電所產生的電能 將水電解所製備出的氫氣 則稱為粉紅氫 科學家們認為氫能源有潛力成為全球暖化解決方案之一 這是因為氫氣能量密度高 若搭配燃料電池 就可以將氫氣的化學能有效地轉換為電能 滿足人類電力使用需求 不遠的將來 大家所使用的車輛可能是以氫氣做為動力來源的氫氣車 或是家中用電不再是由大型發電廠提供 而是以家中自備的氫氣燃料電池來進行發電 雖然氫能源具有美好的前景 但氫氣因為分子量小、不易液化 儲存時需要能承受高壓的容器 加上氫氣如果不慎洩漏 與空氣混合後具有高危險性 這也是目前氫能開發所需要面對的挑戰 目前已有許多的科學家投入儲氫設備的開發 以及儲氫材料的研究 希望能更安全地利用氫能源 你知道嗎？ 2021 舉辦的東京奧運會 日本就是以氫氣為能源的公車和計程車 做為載運選手及遊客的交通工具 臺灣也不落於人後 我們訂出2050年達到淨零碳的目標 目前中油已於2023年11月設置了臺灣第一座移動式加氫站 交通部則是規畫2024年啟動氫能公車試辦運轉 氫氣是一種乾淨能源 燃燒過程不會造成環境污染 或許不久的將來 我們有機會見到氫氣取代化石燃料 成為新興能源 第三種要介紹的是風能 「風」是空氣自然流動的現象 空氣為什麼會流動？ 會怎麼樣流動呢？ 空氣的流動方向是由氣壓高往氣壓低的方向 氣壓差愈大 所產生的風力也就愈大 人類使用風力已經有超過四千年的歷史 像是荷蘭最著名的風車磨坊 就是利用風力來進行小麥或其他農作物的脫殼、磨粉、榨油等 到現在則是進化成利用風力來發電 進而創造出更便利的生活 臺灣位於世界最大陸塊與最大海洋的交界 臺灣海峽是全球最重要的風場之一 所以臺灣的風力資源十分豐富 明顯的東北季風以及西南季風 成為臺灣得天獨厚的重要資源 若能善加利用這項優勢 不僅可降低對燃煤機組的依賴、減少二氧化碳排放 也可避免核能所引發的核廢料存放 或是氫氣儲存的安全性等問題 在臺灣的西部沿岸 可以看到高聳的離岸風力發電機組 目前臺灣有超過320架大型風力發電機組 總發電量超過6億4千萬瓦 雖看似龐大 但風力發電量還不到全臺發電機組總發電量的1% 目前政府規劃2030年 達到建立超過1000架風力機 容量達52億瓦的能源目標 風力具有免費、取之不盡用之不竭的特性 利用風能進行發電 沒有燃料、空污、輻射或碳排等問題 這也是風力發電系統的優點 但風能的不穩定性 也是一個令人頭痛的問題 以臺灣來說 夏天電力需求量較高時 卻是西部沿海風場較弱的季節 即使廣設風機 也不易解決發電量不足的窘境 大自然的風不是我們可以控制或儲存的 這也是風力發電最大的缺點 另外風機運轉時發出的低頻噪音、風切聲 以及運轉時地面不斷出現旋轉的陰影 都會對附近居民產生影響 這些都是建設風力發電機組時需要考慮的 下列關於新興能源的敘述 哪些正確？ 讓我們來總結這支影片的學習內容 能源可依來源分為再生能源與非再生能源 我們認識了新興能源中的核能 並了解核分裂與核融合間的差異 另外 我們也學會氫能源與風能的現況發展與應用 同學們 這一個單元 你是否都學會了呢？ 歡迎在影片下方留言區告訴我們你的心得 我們下次見