『氣候變遷太任性,城市打造成韌性』
今天下午去南寮,風實在大!從旅客服務中心頂層鳥瞰南寮漁港,發現景觀變已經變得跟幾年前很不一樣。我心裡知道,未來幾年,配合再生綠能政策跟韌性城市的發展,漁港的景觀,又會變得更不一樣!😎
氣候變遷使全世界亂了套,還記得2016年台灣平地下起雪,今年則是無颱風,導致臺灣水情險峻,全台大規模限水,這些現象讓我們反思,當氣候變遷太任性,我們的城市該如何因應?
面對未來各種不可預測衝擊,城市需要具備足夠「韌性」:包括足以承受衝擊的容受力(提升城市應變,將災害最小化),以及迅速復原的恢復力(提升城市康復力,縮短災後復原時間)。因此一座城市韌性強度,取決於面對氣候變遷所造成的破壞,對應復原速度,以下我分三大部分帶各位了解,氣候變遷、韌性城市、能源轉型相關概念,以及相對應之因果關係:
一、#氣候變遷過去式
《正負2度C》,台灣第一部氣候變遷紀錄片,2010年上映,將全球暖化以紀錄片模式,呈現至民眾眼前,10年過去了,撇除COVID-19全球肆虐,氣候變遷至使全球面臨極端氣候問題,包括三峽大壩氾濫、加州大火焚燒、暖冬影響降雪、蝗蟲災害糧食危機等,各國天災不斷,包括臺灣,今年也面臨缺水問題,極端氣候與我們息息相關,推動能源轉型,成了各國間處理氣候變遷一致認同的政策口號。
《時代雜誌》去年風雲人物為17歲瑞典少女,氣候鬥士-通貝里(Greta Thunberg),全球暖化問題最有力的倡議者,被譽為全球面對氣候變遷與環境運動的良心,帶領全球暖化抗議行動,也讓各國家正視氣候變遷議題,增加城市韌性強度來面對極端氣候所帶來的破壞,已經是各城市間追求的目標之一。
二、#韌性城市現在式
聯合國人類住區規劃署(United Nations Human Settlements Programme)指出,全球所有城市受到氣候變遷影響,其中60%面對自然災害威脅,一座城市面對自然災害,提升容受率、恢復率,打造高標韌性城市,這是現在進行式。
全球暖化議題、氣候變遷問題,皆造成極端氣候,極端氣候使各國家、城市面臨災害,提升城市面對災害的應變能力,以新竹市為例,今年水情短缺,新竹市也面臨缺水問題,水利署在新竹市南寮地區建置「新竹緊急海淡供水計劃」以解決新竹市缺水問題,這便是韌性城市展現的其中一項。
一座城市韌不韌性,包括城市面對急性變動(地震、自然災害)及慢性變動(失業率上升、貧富差距擴大)的容受率與恢復率。現階段以提升城市韌性為標準,打造韌性城市,未來政策規劃再生能源,將能源轉型,來延長環境的使用壽命。
三、#能源轉型未來式
從工業革命開始,人為破壞環境、燃燒資源,至使溫室氣體指數上升,導致極端氣候的產生,當大自然反撲後,才發現,能源轉型勢在必行。
能源的種類分初級能源、次級能源。
#初級能源:指天然形成的能源,包括石油、天然氣、煤、風、水、太陽能等。依使用方式又可分為再生能源與非再生能源。
#次級能源:指初級能源經過處理後所形成的能源,包括電能、汽柴油、液化石油氣、煤氣等。
1、初級能源之「#非再生能源」:
臺灣自產能源相當匱乏,能源供給98%依賴進口,容易受到國際情勢動盪與能源價格波動影響。此外,(台電)電力系統為獨立系統,在面臨電廠擴建與未來電力需求,需考量有效替代方案,以降低風險。目前臺灣化石能源(煤炭、石油、天然氣等天然資源)供應占比仍高,在全球溫室氣體減量環境下,我們能源發展相較其他國家來說,面臨的挑戰將更嚴峻。
另外對於核能問題,中央推行非核家園受到高度討論,臺灣地狹人稠,雙北都會區距離核一、二廠不到30 公里,無法承受核災風險。因此政府特別在行政院國家永續發展委員會下成立了非核家園推動專案小組,積極處理核廢料相關議題。
2、初級能源之「#再生能源」:
臺灣能源政策積極朝向非核家園發展,以確保國人能在安全、永續的環境下生活。再生能源發展包括:風能、水能、太陽能、地熱能、生質能、海洋能等能源。為確保推動能源轉型過程中能兼顧能源安全、綠色經濟、環境永續及社會公平之均衡發展,政府於2017 年4 月完成「能源發展綱領」修正,明訂各部門配合能源轉型相關政策計畫、準則及行動方案訂定之政策方針,全面推動包含創能、節能、儲能及智慧系統整合與電業改革等面向政策措施。
能源轉型相關議題先與各位灌輸基本概念,詳情待續。接下來會與各位分享關於能源轉型,臺灣做了哪些努力?以及面對「非核家園」,使用再生能源,台灣擁有得天獨厚的風田,歡迎持續關注。
#氣候變遷 #極端氣候 #韌性城市 #能源轉型
能源轉型白皮書:https://energywhitepaper.tw/news01.html
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次級能源 在 說說能源 Talk That Energy Facebook 的最讚貼文
【快速認識核能製氫目前進度】
#核能也能搞製氫 #要搞彈性一起來
最近歐洲好多再生能源業者為了減少棄電率以及減少電網負擔(其實是要提升自己的商業效益),開始結合電廠與製氫廠,但你知道核能也可以這樣搞嗎?
▋氫能源是二次能源是載體
化石燃料、核能以及再生能源屬於初級能源(primary energy source)。氫氣和電力屬於次級能源(secondary energy source),次級能源指初級能源經轉化後以別種形式存在的能源,也就是,氫氣和電力不會憑空誕生,必須透過初級能源製造。此外,熱力學第二定律告訴我們,所有轉化過程皆會導致能量損失。也就是說,若將煤炭轉換成電能、電能所蘊含的能量會減少,因此,開電暖器取暖會比燒煤炭取暖更加耗能。
化石燃料、氫氣和電力同屬於能源載體(energy carrier),描述一種能讓你透過轉換器將能量變成機械能或熱能的媒介。舉個例子,石油透過汽車的內燃機轉變為動能、讓你四處移動;電力透過電暖器的電熱絲產生輻射熱供暖。一世紀以來,能源載體朝著更輕、更方便攜帶且低碳/無碳排的趨勢前進,因此可以預期將來電力和氫氣會取代化石燃料,而各行各業的電氣化將會是必然的趨勢。
▋核能製氫
四十年前就有人想過利用核能產生的高熱或電力來製造氫氣了,第四代反應爐的高溫氣冷式反應爐(high-temperature gas-cooled reactor, HTGR)即為一例。該反應爐能提供將近一千度的高溫氦氣以提升熱化學反應和製氫製程(如天然氣-水蒸汽的重組反應, Reforming)的效率。設計上也能支援海水淡化和小型模組化。
四代爐國際論壇(Generation IV International Forum)的成員:加拿大、中國、法國、日本、俄羅斯、印度、歐盟、南非、美國都有設計專門用於產氫的核電廠或已在實驗室進行初步驗證。隨著市場需求提升,各國有加快(或重新)研發步驟的趨勢。但這趕不上市場對乾淨氫氣的需求,法國決定另闢路徑:用核電電解水
法國電力公司和英國政府於2018年時組成了Hydrogen to Heysham (H2H)聯盟驗證核能製氫的可能性。H2H聯盟於Heysham核電廠內安裝了1MW的鹼性電解裝置(alkaline electrolyser)和1MW的質子交換膜電解裝置(proton exchange membrane electrolyser),並驗證了兩套主流電解技術的表現。將一部分核電撥給此兩套系統,日產氫氣量最高可達800公斤。
研究同時表示,規劃中的Sizewell C核電廠、以及建造中的Hinkley Point C核電廠都將能支援大規模、模組化電解系統。研究給出以下結論:從技術和安全層面來看,核能製氫實際可行,而且有潛力從預計的示範型計畫擴大規模。H2H聯盟認為,若串聯電解系統和核能,將能製造足夠的氫氣以滿足英國未來一大部分的需求。又,為了反映核電廠整體生命週期的碳排放,H2H聯盟替核能製氫加上了名目碳足跡。
美國能源局(U.S. Department of Energy)的核能製氫計畫將由Idaho National Laboratory主持。預計在2020和2021年,於Ohio、Arizona、Minnesota州的三處核電廠驗證核電電解水的相關技術;能源局期待此計畫能提升核能的長期競爭能力。
▋經濟表現
核能大量穩定的輸出是低碳能源中最大的優勢。H2H聯盟的研究報告指出,核能的穩定輸出能使電解裝置達到93%利用率。由於 #電解裝置的每日利用時間越長、#越能降低其製氫成本,故和間歇性的風力及太陽能相比,核能在成本上有競爭優勢。美國能源局也抱持相同看法。
替核電廠加裝電解裝置也是替核電添加了彈性調度的強力外掛,如此核電廠就能在電網需求不高時將多餘電力轉變為氫氣儲存起來;並在電力需求上升時,將氫氣透過燃料電池轉換為電力。這種彈性有助於穩定整體電網、彌補再生能源的間歇性和不穩定性。也幫助核能在偏向再生能源的電力市場中更有競爭性。
氫氣可現地儲存、或透過氫氣基礎設施儲存、運送、分配。對應的充氫站、氫氣運輸管線等基礎建設的鋪設將會帶動一波需求。足量的氫氣供應將會對交通運輸業(燃料電池)和供暖行業(取代天然氣)有極大的幫助。
H2H聯盟的研究已證明現行的核電廠技術和電解裝置技術就能達成核能產氫的目標,也有潛能擴大規模,在主要結構候選材料Inconel 617通過50萬小時的高溫實驗驗證後,高溫氣冷式反應爐有望能加速問世。
▋這是個結論
電解製氫核能來做的話很OK,至於為何歐美要積極切入這塊,主要還是因應多變電力市場以及多元經營為考量~ 未來賣氫氣可能比賣電更好賺。近期EDF已經遞出Sizewell C核電廠的興建申請,製氫計畫也包含在裏頭,若順利動土,將很快看到歐洲第一個核電製氫的商業規模案例,預估每天可達22萬噸的氫產量,價格也可以達到每公斤約2美元,此外,目前歐洲投資環境對核能發電並不友善,但對於製氫則是屬於永續投資分類的一環,核能業者也能藉此獲得資金。
至於台灣要搞氫經濟... 也得先生出穩固又無碳的電源咩~
▋參考資料
Hydrogen to Heysham feasibility report
https://reurl.cc/exnXZ7
次級能源 在 臺灣能-能源的基礎知識(CH1) - YouTube 的推薦與評價
![影片讀取中](/images/youtube.png)
學習目標:AE2能認識傳統 能源 與再生 能源 的種類和來源。符合面向: 能源 概念(能量與 能源 )學習階段:國民小學影片段落: 太陽為部分萬物的起源 化石 ... ... <看更多>
次級能源 在 像是石油、天然氣、煤、核燃料等。 2. 次級能源 - Facebook 的推薦與評價
2. 次級能源:又稱為「二次能源」,是指由初級能源經過處理或轉換以後所形成的能源,像是電能是由發電機產生,而汽油、柴油、燃料油、液化石油氣、煤氣等是從石油提煉出來 ... ... <看更多>