能源的迷思—談能源的轉換效率與傳輸漏失
當大家在熱切討論〝如何節能〞的熱門話題時,可能沒去注意到,我們自從1880年 其效率只有3%! 我們都知道,力距或能量的傳輸,本來就會逐次消耗遞減,再加上傳輸導體中的阻抗因素,當電流流過導體時,因阻抗關係會產生熱,而導體溫度越高時阻抗越大,於是變成惡性循環,損失就更鉅!而傳輸的距離越遠,其總阻抗就越大,其能源消耗在無謂負面的漏失就更驚人!請大家捫心自問: 3%的能源轉換效率!
在這個新的世紀裡,在每桶石油超過一百美元的高油價時代,在全球氣候日趨暖化而造成天然災害不斷發生之際,您我可以接受嗎?僅僅 3% 的能源轉換效率!更精確的說,也就是: 百分之九十七(97%) 的能源被浪費掉了!
若再這樣持續下去,能源的轉換效率,合理嗎?我們能心安嗎?
其實,在使用者端,用適當方法,或高效率工具,來提高能源效率,可節省相當多成本,包括燃料,傳遞損耗,污染防治到設備投資。因為從生產端到使用端,一路上每個環節、每個階段,都有大量能源流失。所以只要供應鏈最末端少用一些能源,多利用一些工具,就可大幅減少端點到端點間, 所需注入的能量,以及傳遞損耗。
天然資源豐富的美國,其電廠所生產的總電量中,被無謂的浪費掉的熱量比日本全國所用能量還多20%,其大部份都可以回收來增加收益。根據科學人月刊今年十月份分析:全美家庭用電的5%,其實是浪費在關機的電腦、電視和各種電器上(因為待機電路設計不良而浪費的電,相當於12座10億瓦的電廠全速運轉的產能)整體來說,這些原本可避免的能源浪費,每年在美國造成數千億美元的損失對全球經濟更高達一兆美元。這種浪費造成全球氣候失調,卻未產生任何正面價值!
根據科學人月刊能源專題分析,目前全世界能源專家在如何避免能源耗費,而影響全球氣候的論點上,分成兩大派別:一方專家宣稱保護地球氣候會迫使我們犧牲經濟,根據這些專家的說法,減少燃燒化石燃料來減緩或避免全球暖化,將增加社會所需能源的成本,包括交通運輸到沖熱水澡等林林總總。但環保人士說,儘管成本稍微增加還是值得的。然而另外一派懷疑這種看法的人,包括美國高級政府官員卻警告說成本將會大幅增加。 其實雙方都有盲點和迷思的,若因噎廢食,不是過之就是不及,都不是根本解決之道。更積極的開源與節流策略,來銜接新能源時代的來臨,才是正道。
個人認為,我們幾乎可以預言在不久的將來,大型的發電站或設施,如影響生態環境甚鉅的大水壩、火力及核能發電廠會逐漸被淘汰!取而代之的是小型的、局部區域型的或是社區型自給自足的小發電站會陸續發展出來。 因為,當燃料電池型的發電站慢慢成熟而達商品化的時機一到就是另一個新能源時代的到臨 ! 因為它有下列傳統發電站所無法企及的優點:
1. 供電品質高 ( 電壓穩定,先進國家的必備條件之一) 2. 供電不受惡劣天候影響。﹙受颱風、水災、地震破壞,而導致承擔南北輸配電大動脈的電塔坍塌,造成全台大停電,其影響公安,挫傷經濟之慘烈,大家應記憶猶新!﹚ 3. 不影響生態環境。 4. 無污染,無副作用。 5. 降低供電成本 6. 減短供電距離。其效益可讓輸配電設備、土地、架設、維修成本趨近於零 7. 降低電力傳輸阻抗損耗
所以,只要我們運用適當而合理的方法,及成本不高的有效工具,那麼保護生態及地球氣候將可以十分經濟的手段達成,非但不會提高投資成本,而且能在很短的期間內,收到最大的效益! 到最後,大家會產生共同的認知,並同意這樣的論點:
提升能源的使用效率是先節流(避免無謂損耗 )以更少的能源做更多的事,並非要大家縮衣節食、犧牲享受、來降低生活品質。而真正讓一般人會產生盲點是:使用者無法體認提升能源效率會給自己帶來什麼好處? 因為省下的能源, 來自看不見的點點滴滴,而非一大筆明顯可觀的收益。人們多半沒時間, 也沒興趣學習各種新的技巧來提升效益,而且這些技巧日新月異,連專家都不見得跟得上,更何況一般百姓? 再加上政府提供的種種補貼,大部分是針對企業體,非一般家庭家。雖然美國政府已宣示提升能源效率是施政重點,但這類宣示,多半讓一般平民百姓,感覺口惠而不實,現行的數十種法規,加上根深柢固的浪費習慣,使提升效益的努力事倍功半,甚至與節能觀念背道而馳。
我們如果能更有效運用能源,就算沒有較大格局的眼界,來認清對整體經濟上的好處,但對於只要稍作些微的改變,卻可將原是負面的缺點,扭轉成為正面,且若能在其中,找出可善加利用的著力點,那麼就可創造出,無可限量的商機,相信就會引起很多生意人的興趣。例如: 1. 將室內濕氣轉化成可飲用水,卻同時也降低室內相對溼度,而讓冷氣不必 調低或暖氣不必調高溫度,同樣可讓人感覺十分舒適!這是許多人不會去注意 到的!
2. 普遍地使用智能電表( Smart Grid ) 讓一般家庭主婦也能直接從易讀的電表中, 充 分了解到自己家裡, 哪一項日常家電產品最耗電, 日績月纍下來, 所必須白白浪 費,多付 出 的電費有多少? 它很容易地, 讓我們可以馬上監控到, 屋內所有家電產 品中哪一樣, 是不合理的耗電產品, 毫不猶豫地, 將它淘舊換新!這樣的節能監控 行動, 與消費行為改變, 會導入兩個良性循環: a. 提昇或淘汰不良的家電製造廠. b. 鼓勵所有家電製造廠, 更主動積極地, 去研發出更環保,節能, 省電的日常家電 用品.
因為構思這些商機的出發點,並非來自於,對追求更舒適的生活環境必須付出更多的能源成本代價為依據,相反的,它是出自於,在極力追求節能的過程當中,逐漸延伸出來的副產品而已! 所以,這樣一路走來的開發歷程,讓我更進一步觸發靈感,讓個人有機會,將目前世界各國,正如火如荼地進行開發、運用例如 Solar Energy or Wind Power等再生能源。 由被動式扭轉為主動式,甚至強迫式! 其實,真正意義不是相加或相乘的效益而已,它是倍數的平方! 而這種方法和工具,已不僅是構想中的藍圖而已,它早已可以和居住環境及建築物相互結合成為:
構置在綠建築內, 會主動呼吸的心肺!
George Dec. 24, 2005
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