,按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,2023民間能源會議,*,2023民間能源會議能源利用與永續發展【引言】生態學的觀點,鄭先祐(Ayo),靜宜大學 生態學系 教授,人文暨社會科學院 院長,E-mail:hycheng,2023民間能源會議,1,10萬年來，人類平均每人每年消耗的能量。原始時期10萬年前；狩獵-採集 1萬年前至10萬年前；早期農業7,000 年前至1萬年前；文明興起：1400AD；工業時代1875AD；科技時代1950AD。,Phase Four 高耗能的時代,2023民間能源會議,2,農業生產體系,畜牧與漁業,化石燃料,社會生活體系,2023民間能源會議,3,能源利用與永續發展,1.能量的質(Energy quality),2.保育策略(Conservation strategy),3.合陽技術(passive solar techniques),4.Diversity(多樣的法則),5.軟質途徑(Soft pathway),6.分散式取代集中式,7.才智價值的輸入,8.Green Power Marketing,9.報酬遞增律,10.新能源時代的願景,2023民間能源會議,4,能量的質(,quality),能量的質以可作功的力气定義。,熱力學第确定律，稱為能量守恆定律(energy conservation law)，是指能量可以一形式轉另一形式，但不能被創造出或被消滅掉。,熱力學的其次定律，稱為能趨疲定律(entropy law)，指的是能量的轉變過程中，自然會耗散，趨向具有較大亂度的形式。,1,2023民間能源會議,5,Odum,E.P.(1993)Ecology and our endangered life-support systems.2nd ed.Sinauer Associates,Inc.,食物鏈,產電鏈,量的遞減,隨著質的提高，可用的量是相對的減少。,2023民間能源會議,6,能量的質,較濃縮形式的能量如石油，比較鬆散形式的能量如陽光有較高的作功力气，因此有較好的品質。,在食物鏈的能量循流中，或是產電的過程中，雖然能量的品質可以相對的增加，但是能量的量始终減少。,能量塔,Ecology 2023,2023民間能源會議,7,能量的質(基礎生態學),重點31：能量不能僅有量的大小，亦有品質的好壞。同量但不同形式的能量，其作功的力气大不一样，也就是品質各不一样。並不是全部每1卡能量都具有同樣的品質。,因此，要盡可能的縮短轉換的途徑。譬如，假设需要加熱，應盡可能的避开使用電力。因為來自熱力的電力，有高達七成能量的耗散(損失)。,Ecology 2023,2023民間能源會議,8,集中大型的電廠，轉換與傳遞的過程，持續的耗散：過程愈長，轉換愈多，耗散愈大！,電力的產量宜保守，宜盡可能以較低階的能量替代。,2023民間能源會議,9,採用保育策略,面對社會供應缺乏產生的需求問題，雖然持續地開發可解決問題，但終將會耗盡全部可用的資源。,我們必要即早採用保育策略(conservation strategy)，保存現有未開發的資源，改以提升目前已開發資源的生產與享用效率。,如此不僅同樣可以解決需求的問題，而且保有較多的發展潛力(資源)，以期更能永續。,2,2023民間能源會議,10,教授論壇專刊 1:143-181(1994),2023民間能源會議,11,圖 5 增加電力供應的方式,有兩大類:一類是保育策略，提昇用電品質;另一類則是增開發電機組或電廠。使用保育策略的本钱(每節省千瓦小時電力的費用)顯著地低於增開發電機組或電廠的本钱(平均每增加千瓦小時電力的費用)。這是以美國為例,摘譯自 Hubbard(1991),p.22。各個黑色粗條,指各種方法之本钱;橘色粗條,指的是其本钱差異之範圍。單位是:美分/千瓦小時)。,2023民間能源會議,12,圖 5 增加電力供應的方式,有兩大類:一類是保育策略，提昇用電品質;另一類則是增開發電機組或電廠。使用保育策略的本钱(每節省千瓦小時電力的費用)顯著地低於增開發電機組或電廠的本钱(平均每增加千瓦小時電力的費用)。這是以美國為例,摘譯自 Hubbard(1991),p.22。各個黑色粗條,指各種方法之本钱;橘色粗條,指的是其本钱差異之範圍。單位是:美分/千瓦小時)。,2023民間能源會議,13,圖4.能量效率(energy efficiency)，隨著不同年月技術發明的改變。左邊的能源效率之刻度是以10為底的指數；-1指的是10的-1次方。根本資料取自：Ausubel(1996)，p.168，Figure2。,2023民間能源會議,14,專業技術人員，檢查屋內的熱氣流動情況,節約能源，需要具體行動，同時亦需要專業技術。,2023民間能源會議,15,合陽技術,(passive solar technology),3,2023民間能源會議,16,Fig.28.21 In passive solar systems such as this one,sunlight warms air and water,which are then distributed by natural expansion,contraction,and convection.The stone wall stores heat,which radiates into the house.Here,heated air moves out into the rest of the house.,合陽技術：,與太陽和平相處！,2023民間能源會議,17,合陽技術,(passive solar technology),合陽技術(passive solar technology)就是，與太陽和平相處，甚至可與太陽合作的技術。,於美國每年約有23%的化石燃料是用於生活空間的加熱和冷卻以及熱水。假设使用合陽科技，可節省8%的化石燃料的能源。,美國於1970年月，就開始推動能量保育的工作。生活空間的照明和空調，可節省下的能源最為顯著，亦最經濟。,2023民間能源會議,18,表1.美國各大公司於1970年月的能源保育成效。,2023民間能源會議,19,於,Virginia州Reston,市的Terraset 小學。,這所小學的地面上裝設有太陽能板，每年可以節省14,400美元的耗能經費。,National Geographic special report,February 1981.,太陽能的利用,2023民間能源會議,20,第四波能源世紀,以 Distributed utility 取代 Central supply,永續發展觀念下，未來能源供給的趨勢：,分散式高效率供電系統，建築物、社區獨立供電系統，用戶自備局部電力，,多元化能源如：酒精汽油、太陽能、風能、氫能、地熱等再生能源。,摘取自：黃秉鈞(2023)看管台灣 2(3):149-154。,4,2023民間能源會議,21,太陽能電板、風力、生質能、Phosphoric Acid Fuel Cell,停車場加太陽能板,Fuel Cell in,醫院,生質能電廠,住家屋頂上的太陽能板,風力發電,2023民間能源會議,22,軟質能量途徑,(Soft energy paths),1.以再生能源為主，如太陽能、風力等。,2.多元多樣的能源途徑。全國能源需求是以許多中小型發電方式供應。(分散式供電),3.可變動的，且是相當严峻(soft)的科技，而非強勢(hard)的。,4.可协作當地的生態環境與規劃，盡可能的利用自然存在的能量循流。,5.符合能量品質(entropy定律)的考量。,5,2023民間能源會議,23,Small is beautiful！,大型且集中式的生產方式，往往肇致一些地區人們的犧牲和傷害，以供應另一些地區人們的享受。工程愈大，利害輸送愈大。,小型且地區自給自足的生產方式，是達到社會公正的根本條件之一，同時也是維持永續的基礎。,選擇符合生態原則的適宜的科技，是每個地區欲達到永續的必備條件。,小即美是開創永續文明的原則之一。,2023民間能源會議,24,美國於1975年的耗能推測(hard path)，然而實際耗能的情況，卻是較接近,soft path 的推論。,實際耗能的情況,Hard path,Soft path,2023民間能源會議,25,Fig.1.2 Four organizational models:Changing relationships among business,society and environment.,摘取自：Abe,J.M.,P.E.Dempsey,and D.A.Bassett(1998)Business Ecology,giving your organization the natural edge.Butterworth-Heinemann.,6,2023民間能源會議,26,Fig.1.2 Four organizational models:Changing relationships among business,society and environment.,污染者付費,輸出的管制,2023民間能源會議,27,Fig.1.2 Four organizational models:Changing relationships among business,society and environment.,生產效率的提昇,輸入的治理,2023民間能源會議,28,Post-1990,Odum,E.P.(1997)Ecology:A bridge between science and society.Sinauer Associates,Inc.,圖 1.生產系統治理必要回歸原點(向後轉)。,2023民間能源會議,29,才智價值的輸入,能源效率的提昇,專業人員的投入,經濟效益的增加,7,2023民間能源會議,30,新科技的運用，省能且更經濟！,美國可以省下近四分之三的電力，只要轉換用最新最好的科技，且可減少目前的營運本钱，並增加穫利率。(Lovins,2023),同時，也有附加價值。諸如：可提高生產力 6-16%，更好的產品，更佳的工作環境，產品價格可提高，且有更好的銷售量(提高40%)，等。,相關詳細的內容，請參閱 :/,2023民間能源會議,31,:/,8,2023民間能源會議,32,2023民間能源會議,33,2023民間能源會議,34,2023民間能源會議,35,2023民間能源會議,36,Conventional Assumption:Diminishing Returns(報酬遞減),累積的省能成果,投資本钱,報酬遞減,9,2023民間能源會議,37,Headline News:Expanding Returns(報酬遞增),投資本钱,累積的省能成果,突破瓶頸,產生更大，且更廉价的省能成果,報酬遞減,迴路,2023民間能源會議,38,目前的電力供應,未來的電力供應,生質能、垃圾、自然瓦斯等,基載,尖峰,中間,10,2023民間能源會議,39,生態主張者,Ayo,網站,Ayo 靜宜站 :/www1.pu.edu.tw/hycheng,靜宜大學 人文暨社會科學院 :/pu.edu.tw/humanity,2023民間能源會議,40,