原。程

氣候變遷下之能源發展

或許“水世界”的故事情節我們這一個世代不會遇到，但以
下案例您肯定知道

幾年前凡納比風災帶來豐沛雨量，瞬時暴雨傾瀉而下，南台
灣多數淹水

金帥飯店在國人面前倒塌，讓我們見識了大自然反撲的力量

南半球的澳洲昆士蘭遭遇洪水災害

整個城市泡在水中，居民無家可歸

2013年7月31日在武漢，華中師範大學的學生們在6月下旬就
開始在學校的空調體育館“避暑”。今天，武漢的氣溫高達
40攝氏度（華氏104度）。

在東北城市大連，超過10萬人擠入海灘。殘酷的熱浪對象這
樣的海灘度假地倒是一個福音。

  地球到底怎麼了??

歷年來，極端氣候的新聞在全球各地不 斷出現

在現今，極端氣候是新聞焦點；但在未來，正常的氣候現象
可能變成新聞




地球的能量來源-太陽

太陽

太陽質量約為地球的333,000 倍

太陽並不是一個完美的球體，其南北兩極的直徑比東西直徑
短10公里

太陽會自轉，但太陽赤道的轉速比其兩極快(赤道為25天而兩
極為35天)

地球要適合人類生存需要溫室效應

地球形成後大氣成份不斷改變，且靠著溫室效應吸收太陽能
量、調節地球溫度，現今氣溫才可保持適合人類居住。

地球主要能量來自於太陽，大氣組成改變、氣候亦會隨著改變

溫室氣體的溫室潛勢及生命週期

氣體生命週期

CO2:50-100年

CH4:12-17年

N2O:120年

CFCS:100年

工業革命後大量使用化石(Fossil Fuel) ，大量的溫室氣體排入大
氣中，使的大氣溫室氣體含量增加，暖化趨於惡化，尤其是CO2
的排放。

140年間平均氣溫上升約0.75℃

工業革命後，CO2濃度已超過上次冰河期

溫室效應過量造成的影響

全球氣溫持續上升；

全球各地氣候明顯改變；

劇烈性異常天氣出現頻率增加與氣象災害損失增加；

海水位持續上升、土地淹沒、海岸開發面臨嚴重之長期威脅；

熱浪侵襲、病媒肆虐與疾病蔓延；

糧產穩定的疑慮；

對生態系統與生物多樣性的嚴重威脅等。

溫室效應適度才好！

並不是地球才有溫室效應。只要星球有大氣層，就會有溫室
效應。溫室效應的強度視大氣中的溫室氣體成分與濃度而定！

深海溫鹽環流（Deep Ocean Thermohaline Circulation）

氣候學模型結論：

若大氣中二氧化碳濃度成為現在的4倍，洋流系統將停止，
地球將進入下一個冰河時期。

深海溫鹽環流和海表面洋流不同，後者為風吹引起與大氣運
動密切關連，前者和海溫以及鹽度之不均勻分佈有關。海表
面洋流速度一般可達10m/sec，但是深海溫鹽環流的速度要慢
非常多（mm/day）。鹽度的改變或是海溫的改變都會影響深
海環流的正常運作，也對高緯度地區天氣產生巨大影響。                 

資料來源：台灣大學大氣系周仲島教授

海平面上昇6公尺的台灣

海平面上昇35公尺的台灣

台灣不願面對的真相：
持續增加的溫室氣體排放

自1990年至2003年，排放量增加為原來的2.15倍

自1988年至2005年，人均排放量由5公噸急速增加為12公噸

環保生活重要指標：
人均二氧化碳排放量

台北市：每人每年約6.5公噸

高雄市：每人每年約34.6公噸

僅僅中鋼一家公司排放量即約全國的8%。

減少化石燃料使用，並發展替代性之綠色能源

自燃料取能為使用化學燃料主要目的

工業革命後大量使用化石燃料，燃燒過程排放大量CO2至大氣
中，暖化情勢趨重。

解決暖化現象，應從改變化石燃料使用方式或開發綠色能源

氫能發展

地球表面70%為水所覆蓋，氫是自然界中蘊藏量最多的元素

氫氣與氧氣進行燃燒反應時，燃燒生成物是為水氣(H2O)

氫氣產出後需高壓灌注入貯存TANK，貯存及運送問題是關鍵

1.化石燃料重組法

將煤、石油、天然氣等化石燃料，利用蒸汽轉化、氧氣氧化、
電漿反應產製氫氣。。

2.水電解法

直流電力將水電解，電解過程會在負極產生氫氣，而在正極
會產生氧氣，電解過程電極和電解質選用對電解系統的產製
氫氣效率影響甚大，

3.光電化學法

主要是以半導體光觸媒做為材料，利用半導體類光觸媒的價
電子帶與傳導帶間之能階差，並吸收光能以產生電子電動對
，藉以催化氧化還原水來產製氫氣，因光轉化效率約僅12.4%
，故目前仍處於實驗階段。

4.熱化學法

以3000℃之高溫將水分解並產生氫氣，然因溫度為1000~3000℃
，故危險性與製程設計之困難度甚高。目前美國及日本研究利
用太陽能或核能之廢熱回收並搭配適當之觸媒，在800℃以內啟
動化學反應。

5.再生能源法

再生能源法主要是以太陽能為主要能源，可配合生質物來分解
產製氫氣，亦可搭配風力、水力、地熱、太陽光電等方式以產
生電力來裂解水產製氫氣，以太陽能轉換為電能之能量轉換效
率約為12~25%；以水電解方式產製氫氣之效率約為75%左右，
若與太陽能電池相結合產製氫氣，其整體效率約為15%左右。

【結語】

改變生活習慣即可減緩氣候變遷

再生能源及能源使用方式改變或提升能源使用效率，可節能
減碳亦為未來科技發展重點