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第26章 可再生能源與能源轉型 (第1/3頁)

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第二十六章:可再生能源與能源轉型

引言

在全球氣候變化和環境問題日益嚴重的背景下,推動能源轉型、發展可再生能源已成為各國實現可持續發展的重要戰略。可再生能源不僅可以減少對化石燃料的依賴,降低溫室氣體排放,還能促進經濟增長和創造就業機會。本章將探討可再生能源的種類與特點、技術進展、在全球能源結構中的地位、政策與市場機制、面臨的挑戰與機遇,以及未來展望。

1 可再生能源的種類與特點

可再生能源是指來自自然界的、可以在短時間內再生的能源,主要包括以下幾種型別:

11 太陽能

太陽能是最豐富的可再生能源,利用太陽輻射進行發電和供熱。

- 光伏發電:透過光伏電池將太陽光直接轉化為電能,適用於家庭、商業和工業應用。

- 太陽能熱利用:利用太陽能加熱水或空氣,廣泛應用於熱水器和集中太陽能發電系統。

12 風能

風能是利用風的動能轉化為電能的過程,主要透過風力渦輪機實現。

- 陸上風能:在陸地上安裝風力發電機,具有較低的建設和維護成本。

- 海上風能:在海洋中安裝風力發電機,風速較大,發電效率高,但建設成本較高。

13 水能

水能是利用水流的動能或水位差轉化為電能的過程,主要包括:

- 水電:透過水壩和水輪機將河流的動能轉化為電能,是最成熟的可再生能源形式。

- 潮汐能與波浪能:利用海洋潮汐和波浪的能量發電,尚處於研發階段。

14 生物能

生物能是利用有機物(如植物、動物廢棄物等)轉化為能源的過程。

- 生物質發電:透過燃燒或發酵等方式將生物質轉化為電能或熱能。

- 生物燃料:將植物油、糖類等轉化為液體燃料,替代化石燃料。

15 地熱能

地熱能是利用地球內部的熱能進行發電和供熱。

- 地熱發電:透過抽取地下熱水或蒸汽驅動渦輪發電。

- 地熱供暖:利用地熱能加熱建築物或溫室。

2 可再生能源的技術進展

隨著科技的不斷進步,可再生能源的開發與利用技術也在不斷發展,主要體現在以下幾個方面:

21 光伏技術的進步

- 高效光伏電池:新型材料(如鈣鈦礦、薄膜材料)提高了光伏電池的轉換效率,降低了成本。

- 光伏系統整合:光伏發電與建築(bipv)或其他能源系統的整合,提高了能源利用效率。

22 風能技術的創新

- 大型風力發電機:提高了發電效率和經濟性,適應不同風速和環境條件。

- 智慧風電系統:透過大資料和人工智慧最佳化風電場的執行與維護。

23 水能技術的發展

- 小型水電技術:適用於偏遠地區,提供清潔能源。

- 潮汐能與波浪能的研究:新型裝置和技術不斷湧現,提升了能量轉化效率。

24 生物能技術的最佳化

- 第二代生物燃料:利用非糧食作物(如木材、農業廢棄物)生產生物燃料,減少對糧食的競爭。

- 生物質氣化技術:將生物質轉化為合成氣,進一步用於發電或制氫。

25 地熱能技術的提升

- 增強型地熱系統(egs):透過人工方法提高地熱資源的利用效率,擴大地熱能的應用範圍。

3 可再

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