乾淨(jìng)能源不斷刷新與創(chuàng)新

?(2018-07-24)因應(yīng)氣候暖化,由比爾 ? 蓋茲、傑夫 ? 貝索斯、馬雲(yún)等科技大佬們成立的「突破能源基金」,以10億美元資助新能源技術(shù)的開發(fā),條件是新技術(shù)必須每年能減低全球5億公噸的排碳量。

(2018-07-24)地球暖化,環(huán)境污染,各國(guó)莫不致力開發(fā)乾淨(jìng)的能源。就在上週,英、德兩國(guó)都刷新了紀(jì)錄,到目前為止,英國(guó)今年不用燃煤發(fā)電破了1,000小時(shí),德國(guó)今年發(fā)電比例再生能源超過燃煤。
英國(guó)減少燃煤發(fā)電,可以說進(jìn)展迅速,2016年全年僅減少210小時(shí),2017年減少了624小時(shí),今年只有半年就減少了1,000 小時(shí)。半年有4,380小時(shí),1,000小時(shí)幾乎是4分之1,也就是將近一個(gè)半月不用燒煤來發(fā)電,今年全年或許可有3個(gè)月看不到煤煙。

媒體報(bào)導(dǎo)說,有兩個(gè)主要?jiǎng)恿?,一是排碳稅的加重,使得天然氣更有?jìng)爭(zhēng)力,二是對(duì)太陽能與風(fēng)力的補(bǔ)貼,鼓勵(lì)了再生能源的發(fā)展。

英國(guó)的能源以天然氣為主,約占4成,核能約占2成,依序?yàn)轱L(fēng)力、太陽能、生物等能源,煤僅占1成上下,預(yù)計(jì)2025年就完全停止燃煤。用煤的比例少,所以減少也較容易?但煤在2011年高達(dá)4成,減少的速度不能不說快。

德國(guó)啟用再生能源比英國(guó)早,但燃煤的減少遠(yuǎn)不如英國(guó)快,直到近年再生能源價(jià)格下降,才開始轉(zhuǎn)變。2018年到目前為止,燃煤發(fā)電量占35.1%,而再生能源包括太陽、風(fēng)、生物的發(fā)電量則高達(dá)36.5%,是德國(guó)第一次再生能源勝過煤的燃燒。

媒體預(yù)估德國(guó)這一改變會(huì)加速,因?yàn)闅W盟緊縮排放交易策略,使得碳價(jià)升高,迫使二氧化碳的製造者淘汰化石燃料,同時(shí)能源儲(chǔ)存的成本下降,會(huì)讓許多國(guó)家會(huì)增加太陽、風(fēng)力等中繼的能源技術(shù)。上個(gè)月歐盟國(guó)家同意,到了2030年的時(shí)候,每個(gè)國(guó)家都需達(dá)到32%的個(gè)再生能源比例。

因應(yīng)氣候暖化,大家都知道要減少二氧化碳排放,雖使用各種方法,整體效益彰顯有限,所以科技大佬們認(rèn)為發(fā)展異樣的能源技術(shù)或許更有效,於是由比爾 ? 蓋茲(微軟)、傑夫 ? 貝索斯(亞馬遜)、馬雲(yún)(阿里巴巴)等人成立「突破能源基金」,以10億美元資助新能源技術(shù)的開發(fā),條件是,新技術(shù)必須每年能減低全球5億公噸的排碳量。

基金成立一年半以來,已經(jīng)選中資助兩家初創(chuàng)公司,Quartz,以及Form Energy,發(fā)展的都是新的能源儲(chǔ)存技術(shù)。

Quartz是用水來儲(chǔ)存能源。水力發(fā)電的蓄水池,就是能源的儲(chǔ)存,當(dāng)水從高處流下來,藉沖力帶動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)發(fā)出電力。但水力發(fā)電有地理的限制,蓄水池要在高地,而且水流要源源不斷,像是大江、大湖。
近年有在地理環(huán)境不足的地方,把沖下來的水再抽回蓄水池,讓水循環(huán)使用,所以不必大江大河,只要有一高一低兩個(gè)水池就行了,唯一缺點(diǎn)是抽水仍需電力,可以在夜間有多餘電力,或用另外的來源如風(fēng)電,把低池的水抽到高池儲(chǔ)存。
Quartz同樣是儲(chǔ)存水,但不是儲(chǔ)存在地面的水池,是存到地下,特別是報(bào)廢的油井。石油藏在一層層巖石之下,受地表的阻擋產(chǎn)生很大壓力,一旦油井開鑿一條通道,壓力瞬間釋放,油就會(huì)噴出幾十尺高,新聞、影劇都出現(xiàn)過這樣的場(chǎng)面。

現(xiàn)在把水灌進(jìn)報(bào)廢的油井,填滿井內(nèi)的各大小空隙夾縫,增加井內(nèi)水的壓力,一旦釋放,水就會(huì)噴出來,這時(shí)可帶動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電。這個(gè)有趣的廢物利用技術(shù),幾經(jīng)測(cè)試認(rèn)為可行。
Form Energy是用電池儲(chǔ)存能量。電池的能量以每千瓦小時(shí)(1kWh、也就是1度)的成本計(jì)算的,鋰離子電池是目前能量最大也最可靠的電池,2010年每1度需用1,000美元來製造,降價(jià)到去年為200美元,專家認(rèn)為底線是100美元。但如果換一種技術(shù),能量可長(zhǎng)期儲(chǔ)存幾星期、甚至幾個(gè)月,價(jià)格又在10美元,那不是更理想嗎?

Form Energy說可以做到,這家公司由MIT蔣業(yè)明教授率領(lǐng)專家所組成,蔣教授是知名的電池專家,也是中研院院士,去年發(fā)表一篇流體電池論文,使用多硫化溶液作為陽極電解質(zhì),另一種金屬鹽溶液作為陰極電解質(zhì),兩種溶液流到隔一層薄模的空間,透過薄模交換離子充電與放電。
蔣教授認(rèn)為硫磺價(jià)格低廉,可能是最便宜的電池材料,再加上其他的裝備,可以達(dá)到每度10美元。

以上兩家公司獲得突破能源基金的資金,都是能量的儲(chǔ)存技術(shù)的開發(fā),當(dāng)不穩(wěn)定的再生能源有時(shí)過剩形成浪費(fèi),儲(chǔ)存的技術(shù)就愈顯得重要,能源技術(shù)朝這一方向研發(fā),或已成趨勢(shì)。

*本文取材自2018年7月20日「那福忠西海岸數(shù)位隨筆(58)」:乾淨(jìng)能源不斷刷新與創(chuàng)新
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