能源轉型大勢所趨，掌握碳中和儲能商機！一次搞懂什麼是碳中和、鋰電池、固態電池、燃料電池（07/12/2021 TechNews科技新報）

作者 姚 惠茹

聯合國在 1997 年 12 月通過京都議定書將大氣中的溫室氣體含量穩定在一個適當的水平，以保護地球的生態系統。從那之後，碳排量就逐漸成為評估環境成本的一項重要指標。2015 年 12 月，各國在《巴黎協定》中承諾，在 2050~2100 年實現全球「碳中和」目標。

什麼是碳中和呢？

碳中和是「從環境中消除的碳排超過所排放的碳」。通常透過使用低碳能源取代化石燃料、植樹造林、節能減排等形式，來達到相對「零排放」。目前為止全世界已經有超過 50 個國家宣告在本世紀中葉達到碳中和，超過 100 個國家在政策中提及，2050 年是大部分國家設定的目標年。

分析碳中和商機，首先要來了解主要碳排產業，目前全球最大的碳排放產業是電力產業，其碳排放量佔全球碳排放量比重高達四成，而再生能源發電的比重近幾年來雖然持續增加，也約略佔三成左右，如扣除水力發電、地熱發電等，以風電及太陽能為主的再生能源佔比又僅有一成，富邦證券表示，未來持續增加風電與太陽能發電仍將是主要的發展趨勢。

車輛的二氧化碳排放佔全球碳排放量比重超過二成，因此未來電動車取代內燃機汽車的趨勢，將會加快進行，另外包含製造業的工廠與建築業等佔全球碳排放量也達到二成，因此將被迫更新其生產設備，降低排放量，中國及其他第三世界等地區，必須要淘汰高汙染高排碳的產能，建置更具效能且符合環保碳排規範的產能取代，否則其出口將會被先進國家課以碳稅。

從前面分析主要碳排來源，就可以知道為什麼再生能源和電動車會成為近年來的重要產業發展趨勢，然而電動車雖然不排放 CO2，但若使用的電力是火力發電，則會增加發電廠的碳排量，因此電力來源由火力發電轉為再生能源，再使用電動車才能真正達到減碳的效果。

富邦證券表示，由於再生能源如太陽能與風電都是屬於間歇性發電，受到日照時間與季節性風力強弱的影響，必須透過儲能系統，將再生能源發電做妥適的儲存應用，故儲能系統將在碳中和發展趨勢中，扮演著重要的關鍵角色。

近年來光電、風電產業快速崛起，因綠能發電具間歇性特質，尚需儲能系統搭配，才能避免再生能源受到天氣因素的波動影響供電，確保長期供電穩定，儲能系統市場規模因此快速成長，2018年全球儲能系統放電量 5,971 百萬瓦時，預估至 2024 年，全球儲能系統規模年複合成長率超過七成。

富邦證券指出，現階段全球儲能系統主要可分為三大類，機械能儲能、電化學儲能（鋰離子電池）及化學儲能（燃料電池）三大類，其中以電化學儲能為目前的市場主流，而化學儲能為近年備受市場期待的另一種儲能系統。

鋰離子電池

目前全世界車廠所生產的電動車，其儲能電池的應用種類，以「鋰離子電池」為市場應用主流，而再生能源儲能系統方面，也大部分同樣採用「鋰離子電池」，作為協助電網進行電力調節的輔助設備，例如特斯拉在各地建置超級充電站，就會利用到鋰電池儲能系統。

鋰電池材料中以正極材料最為重要，一般都是以鋰合金氧化物所構成，也是常聽到的三元鋰電池就是以鎳鈷錳等三種材料組成正極的鋰電池，另外常聽到的磷酸鋰鐵，也是正極材料的一種。負極材料目前多以石墨為主，未來會往矽負極來發展電解質現階段都是液態（膠狀），目前業界正積極開發固態電解質的鋰電池，作為下一世代鋰電池的發展方向。

固態電池

鋰電池為「液態電池」，其電解液為膠狀電解質，而液態電池性能容易受溫度高低影響，並有電解液外漏爆炸的風險，當前普遍使用的有機電解液存在爆炸等安全隱憂，已成為限制鋰離子電池發展的瓶頸，而固態電解質的重量較輕，只有液態鋰電池的一半、充電速度比鋰離子電池快，只要 10~15 分鐘，而且沒有腐蝕性的問題，壽命較長。

目前日本豐田、南韓三星、中國寧德時代、美國的 Quantum Scape（QS），德國的 Solid Power 與台灣輝能等公司業已開啟固態電池產業化進程，目前預估最快 2023~2025 年間，有可能量產車用固態電池。

燃料電池

燃料電池為一種將燃料（通常是氫氣）與氧化劑產生的化學能通過化學反應轉換成電能的儲能系統，通常又稱為氫能源，利用氫燃料的氧化作用，產生電力，沒有排碳，只有排水，若是將太陽光電或風力發電的電力來產製氫氣，產製後的氫氣可做為燃料電池的燃料來源。

藉由氫能載體整合各式再生能源，能平衡各類再生能源供電缺口或不穩定。富邦證券表示，現階段包含美國、日本、南韓、歐盟、澳洲及中國都積極發展燃料電池，企業界與日韓車廠也都努力開發各式產品應用。

富邦證券表示，2050 年是大部分國家設定的碳中和的目標年，降低碳排放量的碳中和商機，已經成為未來十年的重大商機，因此使用何種電池能達到安全又具效能的綠能發電儲能系統，將會是未來產業發展的重點，也值得投資人持續關注。

完整內容請見：
https://technews.tw/2021/07/12/carbon-neutral/

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高密度的雲林陸域風機應該需要重新評估

面對極端氣候、溫室氣體的全球議題，節能減碳、再生能源無疑成為全球未來的正確藥方，但服用這帖解藥，如有不慎仍會有副作用。

「不應該因為我們在鄉下，人口密度低，就表示我們的公民權應該被剝奪」。法國反對陸域風機的民眾，這樣的吶喊。

法國反對陸域風機的廣大聲音，總統馬克宏聽到了。2020年1月14日，在法國宣示大規模推動風機發電兩年後，總統馬克宏在一場名為「我們境內的生態」圓桌論壇表示:「越來越多人不想看到自家附近有風力發電機」，並宣布減緩陸上大規模發展風力發電進程。
法國的場景，離台灣也非常近。

反陸域風機、反離岸風電、反太陽能光電等場景在台灣也非常熟悉的。隨著再生能源的種類和技術的演進，如地熱、儲能、生質能、小水力發電等，相信再生能源的多樣化會是未來的選擇。

面對高密度的雲林陸域風機，治芬認為是有必要再評估，也請能源局和相關單位衡量再生能源的發電量和各種社會、生態、經濟等因素，重新檢討雲林陸域風機的分佈。

#治芬一直都在
#治芬心存感激

你知道這三種水力有哪些是再生能源嗎❓

水力發電可分為兩種類型
☑️慣常水力發電
☑️抽蓄水力發電

而慣常水力發電是屬於再生能源的一種
利用河川或湖泊
讓位於高處的水流到低處↘️
把「位能」轉換成「機械能」
來推動發電機最終產生電能

簡單來說，是藉由水流的高低落差及穩定水源
為我們的生活製造珍貴的電力唷⚡️⚡️⚡️

所以透過這樣的特性
圖片中的三種水力發電形式，都是屬於再生能源唷～

更多水力能小知識➤https://bit.ly/3neJpsH

*同場漫畫加碼：
老水力電廠活力再現 （慣常水力）
https://bit.ly/3iONNyc
具有儲能效果的水力發電（抽蓄水力）
https://bit.ly/35uZiTC

#永續發展 #再生能源
#水力發電 #水力能
#再生能源資訊網

我們足足講了三個月的新冠病毒，我都覺得我長得跟病毒有點像了，這周琪斐大放送終於要談一個跟肺炎不相關的主題「水資源」。

這次的肺炎疫情點燃了全球石油戰火、引爆糧食危機，但其實「水資源」比兩個還要更早成為國際間的主要戰場，正所謂「石油誠可貴，糧食價更高。若為水源故，兩者皆可拋。」我覺得我的中文越來越好了，還落韻文耶。

最近一次的國際水資源爭議，就發生中國跟中南半島各國分享的湄公河。上個月美國氣候學家就抓包，中國在湄公河上游蓋了11座水壩，把原本該流到中南半島的水攔光光，導致下游的泰國、寮國、柬埔寨和越南河域，水位暴跌1公尺，創下50年來最低水位。

住在島國的我們可能很難想像，河流必須跟鄰居公家用，鄰居多糾紛就多，例如歐洲第二大河「多瑙河」就一口氣流經10國，1992年，匈牙利和它的鄰居前捷克斯洛伐克，就因為水壩建設問題而鬧上國際法院，最後很難得地，以理性和法學解決糾紛。但萬一你的鄰居是胖虎，你跟他講道理，他回你的是拳頭，這事就難了。這次中國就被發現，在湄公河上游一口氣蓋11座水壩，用來儲水、進行水力發電，這一直備受爭議，因為這水壩到底攔住多少水，外界只能觀落陰；下游的國家有多少水用，也只能看中國臉色，「朕不給的，你不能搶！」你想想啊，你家明明有自來水管，但水龍頭卻放在胖虎家，你想洗澡還得去拜託他多給你一點水，結果他只給你一湯匙，還說「我已經盡力了」。

像這樣的鄰居你會不會很想把他巴下去？一定會嘛，但是在我們講到各國為了水資源巴來巴去之前，我們先來瞭解地球上的水資源到底有多珍貴。

地理老師說過，地表不是有75%被水覆蓋嗎？到處都是水，怎麼還會缺水？其實這些水，有高達97.5%是不能利用的鹹水，包括海洋還有像死海這種鹹湖或鹽井、鹽田，只有大約2.5%是淡水，但其中又有七成藏在冰山、冰河裡，看的到吃不到，我們實際上「可能」使用的淡水，只有區區0.8%。為什麼說「可能」呢？因為這0.8%裡面，有九成是需要相當技術才能抽取的地下水，另外一成才是河川湖泊等的地表水，以及卡在凍土層和大氣中的水源，覺得數據太多很複雜沒關係，打個比方，你把家裡浴缸裝滿水，再拿個漱口杯往浴缸裡撈，浴缸裡的水就像地球上的水，但只有杯子裡的可以拿來飲用、發展農耕和工業，還必須全人類共享，這只是比喻而已喔！小朋友千萬不要真的去放一缸水，你真的要，記得說是凱莉教的。

好，截至2020年，世界上大概有78億人，足足是100年前的四倍多。一天下來，我們就要用掉100億噸的淡水，相當400萬座游泳池的水，400萬座是多少？啊，總之就是很多啦！

根據「世界資源研究所」的數據，這張地圖中的深色區域，就是目前面臨極高缺水壓力的國家和地區。是不是很多，用人口來看是八億多人都缺水，我知道你在找台灣，台灣是灰色的，什麼意思呢，無數據的意思。為什麼無數據？你去問聯合國啊！聯合國還估計，到了2025年，也就是五年以後，情況就會惡化到，分佈在50國的全球26億人口，都將面臨水資源短缺問題。水資源已經那麼緊張了，還不是所有地方的水都保證乾淨無虞，而根據台灣的BFF，世界衛生組織WHO的資料，發生在開發中國家的疾病，有80%與水有關。人不健康，國家就一定窮，而且世世代代無法翻身。

那麼到底為什麼我們會缺水缺成這樣？

每天一睜開眼睛，洗臉刷牙就要用水，每個人平均每天需要喝3公升的水，但這是在你當阿宅，不動也不流汗的情況下。其他還包括上廁所、洗頭洗澡洗衣服，還有最近大家為了防疫勤洗手，都需要用水。根據自來水公司的數據，全台每人每日用水量，大約280公升，差不多是一個標準浴缸的滿水量。

地球上75%到90%的淡水，都流進農牧業，每生產1公斤的穀物，就要大約1000公升的水，以台灣來說，會有四成的灌溉水，回流成地下水，但也不是每個地方的地下水都能被抽取利用。

至於畜牧業更驚人，拿牛肉為例，每生產1公斤的牛排，需要耗費1萬5400公升的水。以一頭美國牛為例，平均需要養3年才能進屠宰場，3年來會吃1300公斤的穀物，而這些穀物又需要水去灌溉，加上牛本人要喝水，牧場和屠宰場也需要用水清洗，所以一頭肉牛從出生到變成200公斤的肉排，總共要用掉310萬公升的水。看到這裡，我決定每個月少吃一份牛排。

大約有一到兩成的淡水，用在工業。紡織業是農牧業以外，最喝水的行業，從退漿、精練、漂白到絲光，以及幾乎所有的染料都要用到水。冬天穿羊毛衫很暖對吧，不過每生產一磅的羊毛（454g），也就是差不多一件羊毛衫的量，平均就要消耗130公升的水，也就是你去超市買2公升裝的可樂，要買65瓶。而我們夏天愛穿吸汗舒適的棉布，耗水量更是其他種類的三倍。汽車製造也是耗水大宗，每生產一輛汽車大約需要15萬公升的水。

但是水不是可以回收再利用嗎？的確，但不是百分之百都適合回收，而且也不是所有國家都有這個技術回收工業廢水。至於農牧業，你是要農作物和牛羊再把水吐出來重複利用嗎，不然幾年前很流行尿療法……你先去試試，再回來告訴我效果怎麼樣。

總之呢，人類用掉的淡水，有九成是一去不復返的。

所以水真的很珍貴，那不夠用怎麼辦呢？各國第一個反應，應該是大家省點用吧？不是。是趕快去搶。

很多在河流上游的國家就築起了水壩，標準的肥水不落外人田，結果當然就是外人拿著飛機大炮來討了。除了我們剛剛講到的湄公河，世界上的五大河流域，也就是非洲的尼羅河、印度半島的恆河、印度河、中東的幼發拉底河以及美國的科羅拉多河，都已經出現嚴重的水資源競爭，今天因為時間限制，我們只講兩個。

首先我們來看兩河流域。兩河流域指的就是幼發拉底河跟底格里斯河，我小時候為了背這兩條河的名字，不知吃了多少棍子，對啦，我那個年代就是早餐配體罰。總而言之，這兩河源頭在土耳其，流過敘利亞、伊拉克，擦過伊朗後，注入波斯灣，下游的美索不達米亞平原，是古文明搖籃，周杰倫的歌聽過吧？這幾個國家都聲稱他們擁有河流的使用權，但偏偏四國需求量遠超過兩河水量。

一開始伊拉克和敘利亞，蓋了很多水利設施，沒想到上游土耳其的水利設施後來居上，攔截掉幼發拉底河一半的水量，部分敘利亞的水利工程，甚至因此淪為蚊子設施，毫無作用。像1990年土耳其「阿塔圖克」大壩蓄水期間，就導致幼發拉底河直接斷流了整整9天，但土耳其是北約成員，敘利亞只能在心裡罵髒話。

接下來我們來看，位於非洲的世界最長河「尼羅河。尼羅河流經10個國家，但各國為了怎麼用水吵了幾十年，甚至差點打起來。早在1929年殖民時期，英國和埃及簽訂「尼羅河條約」，規定沿岸國家不能做出任何讓水量減少的行為，只有最下游以農立國的埃及，可以全權使用河水，不過後來其他國家覺得不公平，他們也想用尼羅河灌溉發電啊，就多次向埃及抗議條約不公，各國多年來紛爭不斷。到了2011年，主要支流「藍尼羅河」的發源地衣索比亞，開始興建大壩用來發電，這讓下游的蘇丹和埃及氣炸了，後來是美國出面調停，才讓這三國有望在今年達成協議。

但是在1950年到2000年，世界上發生1800多起關於水的國際衝突，這還不包括國內衝突或家庭紛爭，平均一年有36個水資源的衝突。這中間除了剛剛提到的國家級搶水大戰，同一國的也在搶。包括奈及利亞、馬利和肯亞，都發生過農人和牧民，搶水互殺的慘劇。不少戰亂事件，也把摧毀供水設施當作戰略，沒水活命的一方，當然就只能乖乖束手就擒，包括2006年以色列和真主黨的戰爭，以及2018年衣索比亞的族群衝突，都用上了這一個狠招。

除了人口爆炸，導致水資源長年供不應求，未來還有一大隱患，那就是氣候變遷。暖化會直接導致乾旱，缺水的地方更多，這個問題已經是現在進行式，還會導致冰川和冰帽消融，咦？融光了不是很好嗎？這樣就人人有水用啦！但這等於是預支未來的水，等全部消融後大家都沒得用！

水資源匱乏將會影響到國家的生存與發展，最後很容易訴諸武力，來捍衛水的主權與安全。聯合國早在1972年就警告，繼石油危機後，下一個就是「水危機」。照理來說，水資源應該要國際共享，各國政府合作解決水荒，但老實說，如果你只拿到一杯水，你會願意分鄰居半杯嗎？

今天琪斐大放送的關鍵字是#全球搶水戰　#拳頭護水權　#暖化加劇水荒

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