生活中的能源

一、森林能源森林能源是森林生長和林業生產過程提供的生物質能源，主要是薪材，也包括森林工業的一些殘留物等。森林能源在我國農村能源中佔有重要地位，1980年前後全國農村消費森林能源約1億噸標煤，占農村能源總消費量的30％以上，而在丘陵、山區、林區，農村生活用能的50％以上靠森林能源。薪材來源於樹木生長過程中修剪的枝杈，木材加工的邊角餘料，以及專門提供薪材的薪炭林。1979年全國合理提供薪材量8885萬噸，實際消耗量18100萬噸，薪材過樵1倍以上；1995年合理可提供森林能源14322.9萬噸，其中薪炭林可供薪材2000萬噸以上，全國農村消耗21339萬噸，供需缺口約7000萬噸。二、農作物秸稈農作物秸稈是農業生產的副產品，也是我國農村的傳統燃料。秸稈資源與農業主要是種植業生產關係十分密切。根據1995年的統計資料計算，我國農作物秸稈年產出量為6．04億噸，其中造肥還田及其收集損失約占15％，剩餘5．134億噸。可獲得的農作物秸稈5．134億噸除了作為飼料、工業原料之外，其餘大部分還可作為農戶炊事、取暖燃料，目前全國農村作為能源的秸稈消費量約2.862億噸，但大多處於低效利用方式即直接在柴灶上燃燒，其轉換效率僅為10％一20％左右。隨著農村經濟的發展，農民收入的增加，地區差異正在逐步擴大，農村生活用能中商品能源的比例正以較快的速度增加。事實上，農民收入的增加與商品能源獲得的難易程度都能成為他們轉向使用商品能源的契機與動力。在較為接近商品能源產區的農村地區或富裕的農村地區商品能源(如煤、液化石油氣等)已成為其主要的炊事用能。以傳統方式利用的秸稈首先成為被替代的物件，致使被棄於地頭田間直接燃燒的秸稈量逐年增大，許多地區廢棄秸稈量已占總秸稈量的60％以上，既危害環境，又浪費資源。因此，加快秸稈的優質化轉換利用勢在必行。，三、禽畜糞便禽畜糞便也是一種重要的生物質能源。除在牧區有少量的直接燃燒外，禽畜糞便主要是作為沼氣的發酵原料。中國主要的禽畜是雞、豬和牛，根據這些禽畜品種、體重、糞便排泄量等因素，可以估算出糞便資源量。根據計算，目前我國禽畜糞便資源總量約8.5億噸，折合7840多萬噸標煤，其中牛糞5.78億噸，4890萬噸標煤，豬糞2.59億噸，2230萬噸標煤，雞糞0.14億噸，717萬噸標煤。在糞便資源中，大中型養殖場的糞便是更便於集中開發、規模化利用的。我國目前大中型牛、豬、雞場約6000多家，每天排出糞尿及沖洗污水80多萬噸，全國每年糞便污水資源量1.6億噸，折合1157.5萬噸標煤。四、生活垃圾隨著城市規模的擴大和城市化進程的加速，中國城鎮垃圾的產生量和堆積量逐年增加。1991和1995年，全國工業固體廢物產生量分別為5.88億噸和6.45億噸，同期城鎮生活垃圾量以每年10%左右的速度遞增。1995年中國城市總數達640座，垃圾清運量10750萬噸。城鎮生活垃圾主要是由居民生活垃圾，商業、服務業垃圾和少量建築垃圾等廢棄物所構成的混合物，成分比較複雜，其構成主要受居民生活水準、能源結構、城市建設、綠化面積以及季節變化的影響。中國大城市的垃圾構成已呈現向現代化城市過渡的趨勢，有以下特點：一是垃圾中有機物含量接近1/3甚至更高；二是食品類廢棄物是有機物的主要組成部分；三是易降解有機物含量高。目前中國城鎮垃圾熱值在4.18兆焦/千克（1000千卡/千克）左右。現代經濟的發展與規模，完全取決於能源的使用與運用技術的進步，能源可說是經濟發展的原動力。因此，能源議題對於我國未來發展具有決定性的影響，更切身關係民眾福祉，全體國民自然都應當知悉、並積極參與問題解決。然而，能源對於一般大眾來說，常是「既熟悉又陌生」的一個概念，在日常使用上非常頻繁與熟練，但是對於能源的發展及趨勢，一般民眾則因能源議題較無吸引力，導致感受程度較低，而顯得相對的陌生。無論是能源使用、節約能源、永續發展等議題，均需要全體國民的認知與共識，轉換成為施政的根據與助力，而非僅滿足使用的需求而已。因此，能源教育宣導的工作顯得更為重要。能源議題的教育宣導工作必須深入且持續，並將層面擴大至全體國民，使民眾由「知悉」到「認同」，再進步至「行動」層面，以更高的國民能源素質，達到能源使用減量、合理能源利用、能源使用效率提高等目標。唯有獲得社會大眾共同的想法與理念，並有一致的認知，方能減低永續發展政策在實際推動上的困難，進而達到預期理想的境地。同時，能源教育宣導工作亦是我國六大能源政策方針之一，對於此項工作，經濟部能源局（簡稱能源局）透過學校教育、大眾教育、技術教育等各管道積極進行。有鑑於上述大眾認知的重要性，能源會自民國68年起，出版「能源報導月刊」，希望能藉由刊物的傳播功能，宣導能源政令，普及能源知識，以提高民眾對於能源整體情況的認知。自民國82年起，能源局委託台灣經濟研究院製作「能源報導」月刊，將刊物型態改變成為具親和力、非學術性之大眾化刊物，以吸引閱讀，擴大傳播層面與傳播效果，做為能源教育與能源知識宣導的基礎，也成為政府與民眾間對於能源議題交流的管道。1.生活中的能源幫助我們很多事情，使我們生活便利。如：汽油推動運輸工具、瓦斯燃燒產生熱能煮熟食物、洗衣機通電後可以幫助洗衣、麵包機通電後產生熱能，烤熱食物等等。2.生活中常見的能源有：汽油、柴油、煤炭、電力、太陽能、天然氣、核能、火力、風力、蒸氣、獸力、人力等。3.使用汽油的運輸工具有：汽車、機車等。4.使用柴油的運輸工具有：遊覽車、貨櫃車等。5.使用天然氣的運輸工具有：部分計程車和公車等。6.使用獸力的運輸工具有：牛車、馬車等。7.使用電力的運輸工具有：捷運、火車等。8.使用風力的運輸工具有：帆船等。9.使用人力的運輸工具有：腳踏車、滑板車等。10.有些能源可以透過燃燒產生熱能供人類使用，我們稱之為燃料：瓦斯、天然氣、木炭、木材、酒精、煤等。何謂能源？能源即是人類所利用的所有能量的來源，是宇宙的推動力。能源可以是動能、位能、熱能。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。能源使用的歷史能源使用的歷史可追溯至數千年前，太陽大概是人類所知的第一種能源來源。動物在太陽下取暖時知道甚麼是『能源』，並在閃電引起的森林大火中體會其『力量』。接著人發現燃料，並學會在日常生活中以火提供光和熱。我們怎樣使用能源？能源是可以作功的能量。對人類來說，其主要功能可以分為五大類：能量產生光能量產生熱能量促進生長能量產生動作能量推動技術應用另外，人類依靠食物(化學能)維生，而日常工作則要利用其他能源(例如動能和機械能)。能源的種類能源以六種形式貯存：機械能、化學能、核能、熱能、輻射能和電能。這些能源既不能由無變有，也不能將之消除，宇宙中的能源數量是不變的。我們使用能源時，只是將一種能源轉化成另一種能源(例如：家用電暖爐將電能轉化成熱能)。1.機械能-動作產生的能源(動能)及位置產生的能源(位能)。2.化學能-將分子連結在一起的能量。3.核能-封存在原子核的能量。4.熱能-分子移動和震盪產生的能量，熱能是動能的一種。5.輻射能-以波的形式前進的能量(如光波、無線電波、X光射線)。6.電能-移動電子的能量，電能是動能的一種。能源的來源可分初級能源及次級能源。所謂初級能源就是指天然形成的能源，包括石油、天然氣、煤、風力、水力、太陽能等。依其使用的方式又可分為再生能源與非再生能源，再生能源係指隨著大自然的運轉而永不枯竭的能源，如風能、水能、太陽能、地熱能、生質能、海洋能等能源。非再生能源係指其有消耗性，而其蘊藏量有限，甚至會日漸減少，用完就不能再用的能源，如石油十天然氣、煤、核燃料、化學能等。所謂次級能源就是指初級能源經過處理或轉換後所形成的能源，包括電能、電磁能、汽油、柴油、燃料油、液化石油氣、煤氣等。以下分述介紹：初級能源能源次級能源：電能、電磁能、汽油、柴油、燃料油、液化石油氣、煤氣再生能源：風能、水能、太陽能、地熱能、生質能、海洋能非再生能源：石油、天然氣、煤、核燃料、化學能1）煤煤是近代工業最重要燃料之一，其主要成分為碳、氫、氧和少量的氮、硫或其他元素。煤是由有機物一生長在沼澤或河流三角洲之植物殘骸分解而成，其形成包括下列各種過程，首先，植物殘骸經過細菌腐化分解而轉變成泥煤(peat)；泥煤經期沉積並加上地球的造山運動，使得泥煤層更深埋於地底；再經地熱和生化反應之作用，泥煤終轉變成各種等級的煤。於煤化過程中，氫、氧含量漸減而碳含量漸增。煤依含碳量劃分等級，最低級煤－褐煤，其於較低溫度和壓力下形成；次煙煤和煙煤，是於較高溫度和壓力下形成；而最高級煤－無煙煤，則於相當高溫度和壓力下形成。石油石油形成過程之第一步驟為有機物與砂混合形成沉積層，由於沉積物繼續不斷地堆積，導致溫度和壓力上升，最後沉積層變成沉積岩，稱之為源岩(sourcerock)。第二步驟為此有機物在源岩中轉變成碳氫化合物(石油)。由於沉積岩之壓力，外加地下水之流動，油珠因而遷移進入多孔性岩層，此即今日所發現之油田。植物殘骸轉化為石油須歷經一百萬年以上，並得深埋於地底一公里以之深度，方獲得足夠之壓力和溫度，但很少超過四公里深，因若在那樣深度，高溫將迫使石油分解成甲烷和石油焦。【石油的形成】水中生物的遺體下沉而埋沒於地下因地熱或地壓等作用而變成石油石油大多集中在地質的背斜構造部分，僅砂岩之類空隙較多的岩石地區等（3）天然氣天然氣是一種伴隨石油、煤產生的氣體。一般石油田的地層上方會形成一層天然氣層。在石油開採由地下取出時，由於壓力丕變也會使石油分解出天然氣。煤礦層是因動植物腐爛而形成，在腐爛過程中也會產生可燃性氣體，此氣體也是天然氣。天然氣本身是一種較為乾淨的物質，多含碳、氫、甲烷等成分，成分較為純淨，是一種優良的燃料，且天然氣為氣態，燃燒較為完全，可有效減低一氧化碳產量，因此近年來天然氣的使用上有較多的進步。4）核分裂核分裂產生之電力，目前約佔全世界總電力供應量之百分之十。核分裂之過程可分成數個階段，首先中子撞擊重原子核；中子被吸收而形成複核；此複核並不穩定，而繼續分裂成兩個或以上之原子核，同時並放射出數個中子；這些中子又被其他原子核所吸收，如若具有足夠之原子則可能發展形成鏈鎖反應，此鏈鎖反應即構成核子反應器運轉之基礎。5）太陽能陽光是能源的一種，且是地球至今為止最充足的一種能源。地球表面平均能接收約1.2x1017瓦太陽能。其他可再生能源大多也以太陽為最初的能量來源，如普通陽光為人類帶來日光、熱力，並讓人類能夠種植食物，而化石燃料(即煤、石油及天然氣)所包含的能源，亦源自太陽的能源。太陽能的科技，應用甚廣。例如太陽能的計算機、手錶；利用太陽能來驅動的熱水器和太陽屋；而太陽能的交通工具，例如飛機、汽車，在美國、日本都能見到。太陽能集中器-碟狀集中器太陽能熱水器將陽光聚集成高強度的光和熱6）風能地球受陽光照射，其受熱程度因地而異，導致氣壓不同，令空氣流動而產生風。區內的整體氣象情況，以及當地的地形因素(例如山丘及樹木和建築物等物體導致「表面不平」)，均會影響一個地方的平均風速。風含有動能，風速越高，動能越大。人們以風車把風的動能轉化為旋轉的動作，以推動發電機，以產生電力。方法是透過傳動軸，將轉子(由以空氣動力推動的扇葉組成)的旋轉動力傳送至發電機。）地熱能地熱能是由地殼抽取的天然熱能，這種能量來自地球內部的熔岩，並以熱力形式存在，是引致火山爆發及地震的能量。地球內部的溫度高達攝氏7000度，而在80至100公哩的深度處，溫度會降至攝氏650度至1200度。目前水是地熱能之主要輸送媒介，透過地下水的流動和熔岩湧至離地面1至5公哩的地殼，熱力得以被轉送至較接近地面的地方。高溫的熔岩將附近的地下水加熱，這些加熱了的水最終會滲出地面。運用地熱能最簡單和最合乎成本效益的方法，就是直接取用這些熱源，並抽取其能量。）水力能水力係目前唯一已被人類大量開發利用之再生能源。水力發電技術簡單而且完備，許多國家於水力發電之基礎工業，諸如水輪機、