能源 / 量的基本觀念 劉金源 國立中山大學 海下技術研究所、海洋物理研究所 通識教育中心

探討主題 綜觀能源的問題 能量的基本觀念 能源的種類 能源的資源與消耗 減緩能源消耗的措施 能源政策 探討主題

能源 / 量的基本觀念 閱讀資料 Chapter 16, Energy: Some Basics, in D.B. Botkin and E.A. Keller, 2003, Environmental Science – Earth as a Living Planet, 4th edition, John Wiley GAIA ：最大活生物 經濟部能源委員會，「能源白皮書」 （ ）

案例 (Energy Crisis) 2001 年美國加州能源危機 (Energy Crisis) 綜觀能源問題

古代能源危機 古希臘與羅馬時代的能源危機 綜觀能源問題

當代能源危機 過去 30 年共發生四次 “ 能源危機 ” ！ ：阿拉伯國家石油禁運 (embargo) 1978 ：伊朗 shah 王朝被推翻 1990 ：伊拉克入侵科威特 2000 ：石油減產 綜觀能源問題

能量的基本觀念 Work = (Force) ╳ (Distance) 功 = 力 ╳ 距離 Energy is ability to do work 熱力學第一定律：能量守恆原理 能量的基本觀念

能量的形式 動能 (Kinetic Energy) 位能 (Potential Energy) 熱能 (Heat Energy) 電能（ Electrical Energy ） 能量的基本觀念

能源的種類 化石能源 (Fossil Fuels) [ 傳統能源 ] ： 煤 (Coal) 、石油 (Oil) 、天然氣 (Natural Gas) 替代性能源 (Alternative Energy) ： 太陽能 (Solar) 、風力能 (Wind) 、地熱能 (Geothermal) 、生質能（ Biomass ）、水力能 (Hydropower) 、核能 (Nuclear) 、潮汐能 (Tide) 、 海水溫差能 (Ocean Thermal Energy Conversion, OTEC) 等 能源的資源與消耗

再生能源 (Renewable Energy) 再生能源（取之不盡，用之不竭）： 太陽能、風力能 非再生能源 (Non-Renewable Energy) ： 煤、石油、天然氣、地熱等 能源的資源與消耗

能源的消耗：以美國為例

能源的消耗 能源的消耗量因國家生活水平的提升（工 業化程度）而大幅提高。 美國：人口占全球 5% ，能源消耗量占全球 25% ! 過了石油產量的顛峰期（預期約 發生），石油價格將急遽上升。 未來 30 年，必須積極尋找新能源！ 能源的資源與消耗

減緩能源消耗的措施 I 節約能源 (Energy Conservation) 提高能源效率 (Increasing Efficiency) 共生能源 (Cogeneration) 減緩能源消耗的措施

減緩能源消耗的措施 II 藉由設計，提高建築與汽車使用能 源的效率 在工業用能方面，盡量使用高能源 效率的器械（含氣電共生） 改變習性，節約能約！ 減緩能源消耗的措施

能源政策：能源科技的研發 以美國為例： 1990 年代，每年投資 20 億 能源政策

能源政策： 能源政策： 強硬路線 (Hard Path) vs 溫和路線 (Soft Path) 強硬路線：在考量環境衝擊下，繼續尋 找更多量的化石能源、擴建發電廠等 讓業者繼續開發可用傳統能源 政府減少干預，讓業者自律，穩定的供 給能源 美國 2001 年布希政府所提之能源政策屬 強硬路線政策（繼續使用煤、石油、天 然氣、核能等，並在未來 20 年興建 1000 座發電廠） 能源政策

溫和路線的能源政策 由 Amory Lovins 所提倡 [Soft energy Path: Towards a Durable Peace, 1979, Harper & Row] 強調使用再生能源（太陽能、風力能） 強調能源的多樣化，並依使用目的，適 當選取能源以提高能源效能 具彈性、易取得、易瞭解 配合能源品質、地理分佈、使用量多寡 等考量，適當使用能源 能源政策

能源的未來展望

整合的永續能源管理 沒有單一能源可以滿足所有國家或地區 的需求。 能源科技的發展與能源本身牽涉到各種 不同種類的能源，包括化石能源、替代 性能源、再生能源等。 整合永續能源 (Integrated, Sustainable Energy Management) 的基本目標乃是永續能源發 展 (Sustainable Energy Development) 。 能源政策

永續能源發展的要素 提供穩定的能源供給。 能源的開發兼顧全球性、區域性、或當 地的環境保育。 考量到後代能享有優質的環境，並享用 到地球上資源。 能源政策

良好的能源使用規劃 考量到能源的永續發展。 提高能源效率與節約能源。 提供多樣化的整合能源政策。 力求經濟發展與環境保育的平衡。 使用第二定律效率作為能源效率的評估。 以過去 30 年汽車引擎發展為例。 能源政策

批判思考的問題 地球是否有足夠的能源應付人類 的需求？ 能源政策