人類能源危機面臨什麽樣的問題?
化石燃料－煤炭、石油與天然氣,合計占全球現在使用能源總量的百分之八十五以上.但根據經濟部能源委員會九十壹年五月「臺灣能源統計年報（九十年）」資料顯示,在技術與成本的限制下,預估世界石油蘊藏量只可再開采四十年,天然氣可開采六十二年,煤炭可開采二百二十七年,而核能發電的燃料源自鈾礦,預估尚可開采七十七年,惟考慮用過之核燃料回收再處理後重復運用,則其使用年數可增加五十倍,約可達三千八百多年.可看出現在全世界依賴最深的主要能源－石油及天然氣,在二十壹世紀的前半,就將日趨枯竭.目前全球因為石油、天然氣等能源生產設備過度投資,造成市場供過於求,因而油價尚相當穩定,但隨著諸多產地蘊藏量降低甚至枯竭,全球將面臨能源價格劇烈波動,將沖擊全球經濟發展.
二、全球能源需求的高度成長
依據美國能源部能源資訊署二OO二年三月出版之「International Energy Outlook 2002」,從壹九九九年至二O二O年全球能源消費情勢如下：
（壹） 全球能源總消費量將成長百分之六十,其中開發中亞洲及中南美洲國家將成長壹倍（每年成長百分之四；相對已開發國家每年成長百分之壹點三）.
（二） 石油：石油預估將成長五成九（以每年百分之二點二的成長率）.此外,石油將維持占全球能源總消費量四成的比例.
（三） 天然氣：爭議較小的天然氣將為成長最快的能源,預估將成長壹倍.天然氣占全球能源總消費量比重也將由百分之二十三升至百分之二十八.
（四） 煤：由於空氣汙染及二氧化碳排放等問題,煤炭占全球能源總消費量的比重將由百分之二十二降低到百分之二十.
（五） 核能：在政治問題影響下,全球核能發展情勢尚難確立,但保守預估全球核能消費量將比現在略為成長.
（六） 再生能源（包含大水力）：預估將成長百分之五十三.但再生能源占全球能源總消費量比重將由百分之九下降到百分之八.且最太陽能或風力等再生能源雖成長快速,但因其現階段數量過少、成本高、能源密集度低且供應不穩定,因此再生能源成長動力,主要是開發中國家的大型水壩計畫.
三、高度依賴石油進口的風險
石油是現代工業社會最重要、最具戰略性的能源與基礎原料,但全球壹九七O年代兩次石油危機,卻導致油價暴漲及經濟重挫.為避免石油問題再度沖擊經濟,各國曾積極尋求降低對石油的依賴度,但現在石油仍占全世界現有能源總消費量的四成,且未來二十年此趨勢不會改變.
然而許多石油生產地區,尤其是中東地區,壹直存在政治、外交及軍事的動亂,在近期較大規模的戰爭就有壹九八O年兩伊戰爭、壹九九O年波斯灣戰爭,壹九九四年俄國出兵車臣,二OO壹年阿富汗戰爭及近期可能開打的美伊戰爭,而其他小型區域沖突也非常多,當然這些戰爭背後,都存在企圖掌控這些地區石油資源的因素.而每次爭奪石油資源引發的動蕩,使各石油進口國家經濟發展及能源安全受到威脅.
為了避免受到中東地區不穩定局勢影響,各石油進口國家多嘗試分散石油進口來源,降低對中東石油進口的依賴,但中東地區擁有全世界三分之二油藏,且開采成本低廉,而中東以外的新油田,大多位於開采成本較高的深海和輸送困難的內陸地區,故各石油進口國,未來還是無法避免中東石油進口依存度節節上升的局面.國際能源總署曾建議各石油進口國可考慮降低中東石油供應風險的方向,壹是加強確保如航運與輸油管等運油管道的順暢,二是必須尋求增加原油安全存量.目前國際能源總署規範其會員國的原油儲量是九十天,但為預防突發性的原油供給中斷及油價急漲,此儲量標準可能還會提高.
四、恐布活動增加石油及天然氣輸運風險及成本
自美國發生九壹壹恐怖攻擊事件後,全球各地也陸續傳出恐怖攻擊行動.隨著全球恐怖活動的升溫,保護措施較為不足的石油及天然氣供應等能源基礎設施,成為恐怖分子攻擊目標的可能性提高,例如二OO壹年十月斯裏蘭卡壹艘油輪遭受其境內恐怖組織攻擊,二OO二年十月法國油輪在葉門遭受不明恐怖份子攻擊,而在印尼十月遭受恐怖攻擊後,也傳出其石油及天然氣設施是下壹波攻擊目標.各國為了預防恐怖攻擊,正檢討加強能源設施的保護工作,而由於防範設施、人力及保險費用的增加,能源使用成本也面臨逐漸上漲的壓力.
在國際能源情勢方面,石油、天然氣等化石燃料,在二十壹世紀前半就將枯竭,但能源需求仍持續成長,因此能源價格將劇烈波動.為了降低能源枯竭的沖擊,各國企圖掌控能源資源,更在近期引發多起戰爭.此外,自美國九壹壹事件後,能源設施的安全維護壓力升高.化石能源危機時代的降臨,能源使用成本面臨上漲壓力.
在我國能源情勢方面,我國能源百分之九十七仰賴進口,因此化石燃料的枯竭問題與主要能源產地的動蕩,都沖擊我國的能源情勢,使我國能源使用安全與成本受到挑戰,而化石能源使用產生汙染等問題所造成的外部社會成本,也越來越必須去面對.
在這種情勢之下,我國的能源政策應兼顧經濟發展、能源安全與環境保護,但目前政府能源政策卻沒有清楚藍圖,使我國相關能源立法工作、能源基礎建設及國內外投資受到沖擊.
根據以上結論建議如下,就能源供應穩定度與化石燃料供應問題而言,要以能源多元化及適當能源配比,尤其現階段納入相對供應穩定的核能,才可確保能源穩定供應.
就能源供應價格而言,我國水力與火力發電成本持續上漲,只有較便宜的核能發電成本還小幅下降.又核能發電有提撥核能後端基金來處理核廢料,相對我國火力發電有高額外部社會成本.所以現階段核能仍應是我國能源的重要選項.
就能源政策而言,目前政府應考慮長期能源供需、國際趨勢及能源使用社會成本,確保我國能源政策兼顧經濟發展、能源安全與環境保護,並邁向全球現階段「低碳家園」的目標.
就長期能源發展的展望而言,雖然現階段化石能源及核能還是必要的選擇,但隨著能源新科技的發展,當未來出現價格合理、可穩定供應、乾凈、低社會成本的新能源或再生能源時,則不但滿足我們經濟發展及生活品質的需求,更將協助我國建立「非碳家園」及「非核家園」的無汙染能源使用環境的終極目標.
能量轉化
各種能源形式可以互相轉化,在壹次能源中,風、水、洋流和波浪等是以機械能(動能和位能)的形式提供的,可以利用各種風力機械（如風力機）和水力機械（如水輪機）轉換為動力或電力.煤、石油和天然氣等常規能源壹般是通過燃燒將燃燒化學能轉化為熱能.熱能可以直接利用,但大量的是將熱能通過各種類型的熱力機械（如內燃機、汽輪機和燃氣輪機等）轉換為動力,帶動各類機械和交通運輸工具工作；或是帶動發電機送出電力,滿足人們生活和工農業生產的需要.發電和交通運輸需要的能源占能量總消費量的很大比例.據預測,20世紀末僅發電壹項的能源需要量將大於壹次能源開發量的40％.壹次能源中轉化為電力部分的比例越大,表明電氣化程度越高,生產力越先進,生活水平越高.
舊燃料新能源：效率趨向100％
能源的可持續發展
必須尋找壹些既能保證有長期足夠的供應量又不會造成環境汙染的能源. 而目前人類面臨的問題正是：能源資源枯竭；環境汙染嚴重. 隨著我國城鎮化進程的不斷推進,能源需求持續增長,能源供需矛盾也越來越突出,迫在眉睫的問題是,中國究竟該尋求壹條怎樣的能源可持續發展之路?業內官員和學者認為,為了實現能源的可持續發展,中國壹方面必須“開源”,即開發核電、風電等新能源和可再生能源,另壹方面還要“節流”,即調整能源結構,大力實施節能減排. 開發新能源和可再生能源是能源可持續發展的應有之義.我國的能源供應結構裏,煤炭、石油與天然氣等不可再生能源占絕大部分,新能源和可再生能源開發不足,這不僅造成環境汙染等壹系列問題,也嚴重制約能源發展,必須下大力氣加快發展新能源和可再生能源,優化能源結構,增強能源供給能力,緩解壓力. 我國的核電裝機容量不到發電裝機容量的2％,遠低於世界17％的平均水平,應當采取有效的措施,解決技術路線、投資體制、燃料保障等問題,使我國核電發展的步子邁得更大壹些.同時,我國的風電資源量在10億千瓦左右,目前僅開發幾百萬千瓦,應當對風電發展進行正確引導,促進用電健康可持續發展. 走能源可持續發展之路,從大的能源結構來講,還是要加快發展核電.最近壹兩年,從中央到國務院,都堅定了加快發展核電的信心,今年以來核電的工作力度也在加大.在今後壹個時期,在優化能源結構方面,核電的比重、速度要保持相對快速的增長,規模要在短期內有比較大的提升.不光是沿海,還要逐步向中部地區發展. 節能減排是能源可持續發展的必由之路.侯雲春表示,我國能源需求結構不合理突出表現在能源利用消耗高、浪費大、汙染嚴重,緩解能源供需矛盾問題,從根本上就是大力節約和合理使用,提高其利用效率,嚴格控制鋼鐵、有色、化工、電力等高耗能產業發展,進壹步淘汰落後的生產能力.同時,還要大力發展循環經濟、積極開展清潔生產,全面推進管理節能,大力推廣節能市場機制,促進節能發展,廣泛開展全民節能活動.
1. 依靠科技進步和政策引導,提高能源效率,走高效、清潔化的能源利用道路.中國有自己的國情,中國能源資源儲量結構的特點及中國經濟結構的特色,決定在可預見的未來,我國以煤炭為主的能源結構將不大可能改變,我國能源消費結構與世界能源消費結構的差異將繼續存在,這就要求中國的能源政策,包括在能源基礎設施建設、能源勘探生產、能源利用、環境汙染控制和利用海外能源等方面的政策應有別於其他國家.鑒於我國人口多、能源資源特別是優質能源資源有限,以及正處於工業化進程中等情況,應特別註意依靠科技進步和政策引導,提高能源效率,尋求能源的清潔化利用,積極倡導能源、環境和經濟的可持續發展. 2. 積極借鑒國際先進經驗,建立和完善我國能源安全體系.為保障能源安全,我國壹方面應借鑒國際先進經驗,完善能源法律法規,建立能源市場信息統計體系,建立我國能源安全的預警機制、能源儲備機制和能源危機應急機制,積極倡導能源供應在來源、品種、貿易、運輸等方式的多元化,提高市場化程度；另壹方面應加強與主要能源生產國和消費國的對話,擴大能源供應網絡,實現能源生產、運輸、采購、貿易及利用的全球化.新能源（或稱可再生能源更貼切）主要有：太陽能、風能、地熱能、生物質能等.生物質能在經過了幾十年的探索後,國內外許多專家都表示這種能源方式不能大力發展,它不但會搶奪人類賴以生存的土地資源,更將會導致社會不健康發展；地熱能的開發和空調的使用具有同樣特性,如大規模開發必將導致區域地面表層土壤環境遭到破壞,必將引起再壹次生態環境變化；而風能和太陽能對於地球來講是取之不盡、用之不竭的健康能源,他們必將成為今後替代能源主流. 太陽能發電具有布置簡便以及維護方便等特點,應用面較廣,現在全球裝機總容量已經開始追趕傳統風力發電,在德國甚至接近全國發電總量的5%-8%,隨之而來的問題令我們意想不到,太陽能發電的時間局限性導致了對電網的沖擊,如何解決這壹問題成為能源界的壹大困惑. 風力發電在19世紀末就開始登上歷史的舞臺,在壹百多年的發展中,壹直是新能源領域的獨孤求敗,由於它造價相對低廉,成了各個國家爭相發展的新能源首選,然而,隨著大型風電場的不斷增多,占用的土地也日益擴大,產生的社會矛盾日益突出,如何解決這壹難題,成了我們又壹困惑. 早在2001年,MUCE就為了開拓穩定的海島通信電源而開展壹項研究,經過六年多研究和實踐,終於將壹種成熟的新型應用方式MUCE風光互補系統向社會推廣,這種系統采用了我國自主研制的新型垂直軸風力發電機（H型）和太陽能發電進行10：3地結合,形成了相對穩定的電力輸出.在建築上、野外、通信基站、路燈、海島均進行了實際應用,獲得了大量可靠的使用數據.這壹系統的研究成果將為我國乃至世界的新能源發展帶來了新的動力. 新型垂直軸風力發電機（H型）突破了傳統的水平軸風力發電機啟動風速高、噪音大、抗風能力差、受風向影響等缺點,采取了完全不同的設計理論,采用了新型結構和材料,達到微風啟動、無噪音、抗12級以上臺風、不受風向影響等性能,可大量用於別墅、多層及高層建築、路燈等中小型應用場合.以它為主建立的風光互補發電系統,具有電力輸出穩定、經濟性高、對環境影響小等優點,也解決了太陽能發展中對電網沖擊等影響. 隨著能源危機日益臨近,新能源已經成為今後世界上的主要能源之壹.其中太陽能已經逐漸走入我們尋常的生活,風力發電偶爾可以看到或聽到,可是它們作為新能源如何在實際中去應用?新能源的發展究竟會是怎樣的格局?這些問題將是我們在今後很長時間裏需要探索的.
參考資料：