乾淨能源不斷刷新與創新

​（2018-07-24）因應氣候暖化，由比爾 ‧ 蓋茲、傑夫 ‧ 貝索斯、馬雲等科技大佬們成立的「突破能源基金」，以10億美元資助新能源技術的開發，條件是新技術必須每年能減低全球5億公噸的排碳量。

（2018-07-24）地球暖化，環境污染，各國莫不致力開發乾淨的能源。就在上週，英、德兩國都刷新了紀錄，到目前為止，英國今年不用燃煤發電破了1,000小時，德國今年發電比例再生能源超過燃煤。
英國減少燃煤發電，可以說進展迅速，2016年全年僅減少210小時，2017年減少了624小時，今年只有半年就減少了1,000 小時。半年有4,380小時，1,000小時幾乎是４分之１，也就是將近一個半月不用燒煤來發電，今年全年或許可有3個月看不到煤煙。

媒體報導說，有兩個主要動力，一是排碳稅的加重，使得天然氣更有競爭力，二是對太陽能與風力的補貼，鼓勵了再生能源的發展。

英國的能源以天然氣為主，約占４成，核能約占２成，依序為風力、太陽能、生物等能源，煤僅占１成上下，預計2025年就完全停止燃煤。用煤的比例少，所以減少也較容易？但煤在2011年高達４成，減少的速度不能不說快。

德國啟用再生能源比英國早，但燃煤的減少遠不如英國快，直到近年再生能源價格下降，才開始轉變。2018年到目前為止，燃煤發電量占35.1%，而再生能源包括太陽、風、生物的發電量則高達36.5%，是德國第一次再生能源勝過煤的燃燒。

媒體預估德國這一改變會加速，因為歐盟緊縮排放交易策略，使得碳價升高，迫使二氧化碳的製造者淘汰化石燃料，同時能源儲存的成本下降，會讓許多國家會增加太陽、風力等中繼的能源技術。上個月歐盟國家同意，到了2030年的時候，每個國家都需達到32%的個再生能源比例。

因應氣候暖化，大家都知道要減少二氧化碳排放，雖使用各種方法，整體效益彰顯有限，所以科技大佬們認為發展異樣的能源技術或許更有效，於是由比爾 ‧ 蓋茲（微軟）、傑夫 ‧ 貝索斯（亞馬遜）、馬雲（阿里巴巴）等人成立「突破能源基金」，以10億美元資助新能源技術的開發，條件是，新技術必須每年能減低全球5億公噸的排碳量。

基金成立一年半以來，已經選中資助兩家初創公司，Quartz，以及Form Energy，發展的都是新的能源儲存技術。

Quartz是用水來儲存能源。水力發電的蓄水池，就是能源的儲存，當水從高處流下來，藉沖力帶動渦輪旋轉發出電力。但水力發電有地理的限制，蓄水池要在高地，而且水流要源源不斷，像是大江、大湖。
近年有在地理環境不足的地方，把沖下來的水再抽回蓄水池，讓水循環使用，所以不必大江大河，只要有一高一低兩個水池就行了，唯一缺點是抽水仍需電力，可以在夜間有多餘電力，或用另外的來源如風電，把低池的水抽到高池儲存。
Quartz同樣是儲存水，但不是儲存在地面的水池，是存到地下，特別是報廢的油井。石油藏在一層層岩石之下，受地表的阻擋產生很大壓力，一旦油井開鑿一條通道，壓力瞬間釋放，油就會噴出幾十尺高，新聞、影劇都出現過這樣的場面。

現在把水灌進報廢的油井，填滿井內的各大小空隙夾縫，增加井內水的壓力，一旦釋放，水就會噴出來，這時可帶動渦輪轉動發電。這個有趣的廢物利用技術，幾經測試認為可行。
Form Energy是用電池儲存能量。電池的能量以每千瓦小時（１kWh、也就是１度）的成本計算的，鋰離子電池是目前能量最大也最可靠的電池，2010年每１度需用1,000美元來製造，降價到去年為200美元，專家認為底線是100美元。但如果換一種技術，能量可長期儲存幾星期、甚至幾個月，價格又在10美元，那不是更理想嗎？

Form Energy說可以做到，這家公司由MIT蔣業明教授率領專家所組成，蔣教授是知名的電池專家，也是中研院院士，去年發表一篇流體電池論文，使用多硫化溶液作為陽極電解質，另一種金屬鹽溶液作為陰極電解質，兩種溶液流到隔一層薄模的空間，透過薄模交換離子充電與放電。
蔣教授認為硫磺價格低廉，可能是最便宜的電池材料，再加上其他的裝備，可以達到每度10美元。

以上兩家公司獲得突破能源基金的資金，都是能量的儲存技術的開發，當不穩定的再生能源有時過剩形成浪費，儲存的技術就愈顯得重要，能源技術朝這一方向研發，或已成趨勢。

*本文取材自2018年７月20日「那福忠西海岸數位隨筆（58）」：乾淨能源不斷刷新與創新
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