能源的种类及优劣

能源的种类及优劣

目前使用的能源种类:一次能源、二次能源、新能源

一、一次能源

1、可再生能源

①太阳能——太阳能即地球接收自太阳之辐射能，其直接接或间接地提供地球上绝大部份的能量来源。

优势:

A.全面性:在地球的所有地方都能得到阳光的照射，而且实用性高、用途多。

B.现代的太阳能系統，在每天日照时间相当短的国家，也能有效地提供大量电能。

C.太阳能科技应用广泛。例如太阳能的计算机、手表，在市面上很普遍。另外，利

用太阳能來驱动的热水器和太阳屋，在国內外亦屡见不鲜。

D.太阳能交通工具，不论是国內或国外都投入大量研发中，期待能在未来有长足的

进步与突破。

缺点：

A.「稀薄的」需要广阔面积才能收集到足够人类使用的能量。

B.「间歇性的」无法连续不断地供应，例如阳光仅出现在白天，而且时常受到云

层遮蔽。

太阳能开发——世界各国在先前能源危机中，就已发现到发展替代能源的重要性；太阳能的发展也是重点之一，虽然现在已经有很多应用产品出现在人类生活中，但要真正高效率的使用太

阳能，确实还有一段路要走。

②海洋能——海洋具有产生庞大能源的效力，潮汐的变化、温差的不同、海浪与洋流都是能用以产生能量的自然现象

海洋能包括：A温度差能:利用海水上层表面与深水处所产生的温差为动力；B波浪能:为利用波浪起伏的位能及运动的动能为动力；C潮汐与潮流能:是利用潮水的升落位能转换为动力；D海流能:利用旋转的车叶和发电机组成的海底水车装置，便可利用海流产生有用的能源；E盐度差能；F岸外风能；G海洋生物能；I海洋地热能。

优势：海洋能属绿色资源的一种，没有消耗的问题，且可以重复使用。

缺点：A.所需要占地颇大； B.所需要资金庞大

C.成本较高、能源转换效率相对偏低；

D.环境伤害

海洋能开发——蕴藏于海水中的海洋能是十分巨大的，其理论储量是目前全世界各国每年耗能量的几百倍甚至几千倍。

③地热能——主要为地球内部放射性元素衰变所释放出的能量，与原本储存于地核熔岩中之大量热能。

地热能应用：A.医疗和娱乐应用：温泉浴和泉疗

B.农业应用：温室加热、渔场、畜牧业、农作物烘干

C.家庭或工业应用：热水或供暖

地热的发电应用：热水或蒸汽从地热源提取出来，并用于推动涡轮发电。目前已有不少地热能发电的转换技术，包括干蒸气技术、闪蒸气技术、双循环技术、干热岩技。

优势：

A、不会制造污染或温室气体；B.不会制造噪音，可靠性高。

C.地热能电站的全年利用率可达90%，相比起化石燃料电站最多只有65-75%。

缺点：

A.开凿地底越深，成本便越高；

B.地热井会释出硫化氢和二氧化硫等有毒的气体。

C.自地热井喷出的水可能含有毒的物质，故须妥善处置地热能发电站排出的废水。

④风能——风能是现有能源中最便宜的可更新的能源。

优势：

A.风取之不尽，用之不竭；

B.风力发电不需要燃料，没有废弃物问题。

C.风能不会产生辐射或二氧化碳公害。

缺点：

A.风车叶片无法承受太大压力；

B.风能发电质量较不稳定；

C.风能产生的电力有限。

风能的发展——虽然风能产生的电量经济实惠，但风力所产生的电力不大，无法满足人类需求，加上风能的利用有许多环境条件上的限制(地形与地区)，因此风能在未来能源发电上，只能扮演辅助角色及缓和为传统石化燃料的需要。

⑤水能——水力发电是被人类大量开发利用之再生能源。

优势：

A.水力发电技术简单且完备；

B.水力开发对环境之冲击较小，提供廉价电力。

C.管制洪水泛滥、提供灌溉用水、利于河流航运、提供尖峰时段电力调度。

缺点：

A.有地形限制；

B.少雨干旱的地区不利开发；

C.水库开发影响原河域下游生态环境

⑥生物质——指所有的有机物，如水生植物、农作物的残渣、动物牲畜的排泄物等，经由各式自然或人为化学处理合成为液体、气体或固体燃料，这种能量即为生物质能。

优势：

A.可提供低硫燃料，降低空气污染

B.使用废物、家畜粪便生产能量，可减轻废物处理，减少环境公害

C.利用设于农村附近的残渣来制造燃料，除能减少能源原料的运输费用，且残渣

又可充当农田肥料

D.将工业废料与城市垃圾转换成热能或电力，可维护环境品质，同时可减少堆置

掩埋所需之土地

E.与其它新能源相较，技术难题较少

缺点：

A.植物仅能将极少量之太阳能转化成生质能来利用；

B.生质能原料之含水量偏高（50～95％），故转换效率偏低

C.单位土地面积之生质能密度偏低

D.缺乏适合栽种植物之土地

2、非再生能源

①石油——石油是动、植物残骸，残骸经长年高压高温才转化而成的能源。

优点：

A.价格便宜；

B.容易运输且其净有用能源产率很高；

C.是一种辅助燃料，可燃烧推动汽车、加热建筑物和水，并提供高温度与热量作

为工业制造和发电之用

缺点：

A.燃烧时会放出二氧化碳、硫氧化物和氮氧化物影响全球气候甚深；

B.会伤害人类、作物、树木、鱼类和其它野生物；

C.石油和毒性污泥的渗漏会引起水污染，而且以盐水倾注油井也会污染地下水；

D. 50年之内石油的供应就会耗尽。

②核能——核能是经由质量的转化而从原子核释放出来的能量，主要透过核分裂与核融合反应释放能量。

核分裂——核分裂是指由重的原子（主要是铀或钸）分裂成较轻的原子因而产生能量的一种核反应形式。原子弹以及核能发电厂的能量来源都是核分裂。

核融合——核融合是指由质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下，发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。太阳本身的发光发热便是来自核融合反应。

核能的发展——由于现阶段人类只能控制核分裂，所以核能暂时未能得到大规模的利用。但若能顺利发展控制核融合之技术，除可免除大量危险放射线之外，且其原料可直接取自海水中的氘，来源几乎取之不尽，可说是很理想的能源之一。

③煤炭——由有机物-生长在沼泽或河流三角洲之植物残骸分解而成的能源种类。是近代工业最重要燃料之一，主要成分有碳、氢、氧及少量的氮、硫或其它元素。

煤炭的发展与未来——无法摆脱对煤炭能源依赖的人类，在过去几年已发展出妥善处理与运用煤炭的方式。

A.煤炭洗选技术——利用重力原理洗选分离出纯度较高的煤炭以利燃烧。

B.煤炭气化复循环——提升燃煤设备效率

C.碳捕捉与封存技术——降低燃烧煤炭排放污染气体的量，以减少空气污染与地球暖化的程度。

优势：

A.用途广泛；

B.具高热值的特性，是非常优良的燃料；

C.储量最大，分布广泛

缺点:

A.为固态，不利运输；

B.煤矿挖掘地常有意外发生；

C.煤矿开采造成周边生态破坏；

D.燃烧煤炭会易造成空气污染。

④化学能——是指由化学反应所产生的能量。

A.食物: 由酵素在体内进行化学变化，产生能量，使我们能够呼吸，血液循环、维

持体温、以及有力量工作或跑步；

B. 酒精: 酒精与氧发生化学变化时，产生的热来提高物体的温度；

C.汽油: 汽车则是利用汽油在引擎中燃烧，产生动力；

D.电池: 是利用内部物质间的化学反应，将化学能转换为电能，提供电器使用。

化学能的优劣与发展——化学能坚持能量守恒定律，但在现实中并非如此，都有消耗产生或是转换不完全，且某些化学能源在转换过程亦有产生危险之疑虑，故一切都有待科学家进一步克服相关问题。

⑤天然气——是一种伴随石油、煤产生的气体。

优势：

A.是干净的物质，多含碳、氢、甲烷等成分，成分较纯净，是一种优良的燃料；

B.且天然气为气态，燃烧较为完全，可有效减低一氧化碳产量。

缺点：

A.天然气是一种易燃性物质，若遭受外力撞击破坏容易产生爆炸现象；

B.若以人工建筑设施存放天然气，在遭到外力破坏如地震、火灾等，极易产生

危险。

天然气的发展——由于技术及使用习惯的影响，在本世纪前天然气尚难成为重要的能源。

二、二次能源

①电能——自古以来，空中强烈的闪光和巨大的雷声，带给人们很大的恐惧和许多的疑问。公元1752年，科学家富兰克林冒险实验，终于证实了「雷就是自然界所生的电」。

电能的产生——A.摩擦生电B.化学生电C.热生电D.光生电E.压力生电F.磁生电

电能优缺与发展——电能的产生过程并不会造成大量污染；除发电用途所产生的电能之外，并无太大效益。另外电流通过人体会造成麻痹或不同程度上的伤害，有安全上的疑虑。电能是现代不可或缺之能源，其产生方式为了能更有效率、更低耗能，科学家依然有很多发展的空间。

②汽油——自原油炼制来的，由于从地底下开采出来的原油，都是带有杂质与恶臭

的，除了燃烧之外不具有实用价值。

优缺点:原油经过炼制的过程，会产生不同的成品，例如：燃料气、汽油、煤油、柴油、重油等油料。从用途来区分汽油，又可分为车用汽油、航空汽油两种。

原油炼制的目的：

A分离：将混合在原油中的多种石油产品，一一析分出来。

B. 去除杂质：将原本存在原油中的杂质去除，有利于原油的利用。

C. 改善性能：将石油产品改进，使其能被更广泛运用。

原油炼制的方法：蒸馏法、原油脱盐法、溶剂萃取法、裂炼法、重组、异构化、烷

化、加氢脱硫

③汽化燃料：一般而言，瓦斯是对气体燃料的统称，分为液化石油与天然气两种。

优缺点：液化石油与天然气两种，两者都是极为方便与干净的能源，完全燃烧时产生二氧化碳，不完全燃烧时则会产生有毒的一氧化碳，造成人体中毒的现象。

特性为无色、无味、无毒、易燃、易爆，瓦斯公司也依照政府的规定，必须加入定量的臭剂，以警惕与保护消费者的安全。由于天然气比空气轻，因此漏气时容易往上飘，若空气中的天然气含量超过5%(液化石油气为1.8%)，那么遇到火源就极有可能造成爆炸或燃烧。

三、新型能源

氢——氢气燃料电池之电力效率，比内燃机高出一倍，其排放的废气却只有水，没有污染问题。故全球二氧化碳产生的温室效应将从此避免。

微生物电池——透过微生物有效率地转换有机废料、可再生微生物产生电力及无害的副产物质,意味着以低成本工序,利用工业、家居和农业废物产生电力。

可燃冰——学名“天然气水合物”，因主要成分是甲烷，因此也常称为“甲烷水合物”。1立方米可释放出相当于天然气164倍的能量。