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研之有物 好文推薦【外太空的電力來源，可以在地球上廣泛應用嗎？談談如何用「廢熱」發電】
隨著氣候極化，高溫來的愈來愈早、延續時間變長，用電量也隨之年年創新高，然而冷氣、汽車運轉所產生的「廢熱」卻讓城市更加蒸騰，陷入「愈熱愈要用電、愈用電就愈熱」的無限迴圈……
如果，「熱」可以變成「電」就好了！你也曾這麼想過嗎？其實，早在200年前，德國科學家西貝克（Thomas Seebeck）就發現「溫差」可以形成電壓，而從30、40年前起，熱電已應用於太空科技，成為太空船或衛星的重要電力來源。
今天， 研究熱電材料十多年的中研院物理所研究員陳洋元，要跟大家分享熱電的原理、發展歷史、限制與近2年的新突破──未來某一天，或許我們不用再帶行動電源，可以更有效地將廢熱轉為能源，為手機充電。https://bit.ly/396uc6L
★提供觀點，促進思辨，#贊助報導者：http://bit.ly/2Ef3Xfh
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當台灣的綠能供電比例越高，該如何才能達到穩定供電？（09/14/2015 The News Lens關鍵評論）
我們想讓你知道的是：
所謂基載電力，就是24小時365天都在電網裡供電的電力。但在未來，由於要達成減碳目標，我們要改用再生能源為主要電力，因此，原本的基載電力就不能再當主力了，必須轉為輔助電力，可是燃煤與核能這兩種電力，都有「無法快速升降載」的特性，使他們很難配合再生能源的間歇性來提供電力調度，那該怎麼辦呢？
文：蔡卉荀（地球公民基金會主任）
2016年啟動的電力能源轉型，使得台灣再生能源持續增加中，在2021年5月，白天用電尖峰時，太陽光電的發電量已可占全台9%以上，比一座核電廠的發電量還多，順利供應用電需求，證明了太陽光在供電系統已占有重要地位。
然而，今年5月，夏季高溫提前報到，又逢三級疫情停課不停工，導致全台用電量屢創歷史新高。5月17日一座興達燃煤機組突然故障，其他備援電力應接不暇，隨著太陽下山失去光電，夜間用電又居高不下，不幸發生分區輪流限電，「綠能供電不穩定」的擔憂也再次浮現，當台灣的綠能供電比例越高，有什麼方法能夠穩定供電呢？
揚棄核煤基載，以再生能源為主力，搭配升降快速的輔助電力
過去為了穩定供電，會使用燃煤與核能作為「基載電力」，將燃氣與再生能源視為用電高峰時才開啟的「輔助電力」。所謂基載電力，就是24小時365天都在電網裡供電的電力。但在未來，由於要達成減碳目標，我們要改用再生能源為主要電力，因此，原本的基載電力就不能再當主力了，必須轉為輔助電力。
可是燃煤與核能這兩種電力，都有「無法快速升降載」的特性，使他們很難配合再生能源的間歇性來提供電力調度，不能成為未來的輔助電力。說白話一點，太陽光多的時候，我們當然要多用光電，此時燃煤或核能的發電就必須減少，等太陽下山後才能再增加。但是燃煤電力從零到滿載發電至少要八小時，核能更要三天以上，這兩種電力要配合光電每天升降載實在太困難了。
相較之下，水力發電從零到滿載只需20分鐘、燃氣為2.5小時，儲能系統更快，只要幾秒內就能供電。這些電力可以快速因應調度，才是搭配再生能源最佳的輔助電力。
用電端計畫性節電的「需量反應」
此外，讓用電端計畫性節電的「需量反應」制度，也能讓電力供應更穩定可靠。所謂需量反應，就是當預知電力可能緊繃時，提前請用電大戶減少用電，例如：工廠配合調整生產時程，將某些耗電的工作移到離峰時段來做，避免大家都擠在同一個時間，或直接關掉不必要的用電。
美國加州甚至會讓一般民宅社區也加入需量反應，大家一起配合電力公司的調度指揮，主動關掉非必要的用電，這就是加州目前有將近一半電力靠再生能源，仍可以穩定供電的秘密武器。
「需量反應」的誘因來自電力公司以優惠的價錢買下用戶減少的電量，這比起電力公司花大錢蓋新電廠，只是為了應付尖峰用電要划算多了，台電公司近年來已開始運用這項管理技術，但是廣度和深度都還有很大改善空間。
邁向100%再生能源的系統改造
此外，雖說白天才有太陽光、風力也非24小時都穩定，但可以透過氣候和氣象的預測掌握，提前進行電力的調度。
再生能源的發展已經是不可逆的趨勢。燃煤與核能除了有空污、核廢料、核安等問題外，無法快速升降載的特性也導致他們被淘汰的命運。如果在電網中替他們保留一席之地，反而會限縮再生能源可以併入電網的空間。
在邁向100%再生能源的過程中，將全面顛覆傳統的電力系統，傳統基載的運作概念不再適用，必需搭配天然氣、儲能等輔助電力，加上更具韌性的電網基礎設施與電力管理技術，這是一場能源革命。
★ 編按：值得補充說明的是。其實，當我們面對台灣的綠能供電比例越高，該如何才能達到穩定供電的挑戰時，其解決方案遠比文章中所提到的項目還要多元，例如新一代的具備快速反應、彈性調度運轉特性的 fast responder 燃氣機組，可以將從冷機啟動到滿載發電運轉的時間，從傳統燃氣機組的平均需要2.5小時，大幅度縮短至15分鐘至半小時以內，而且能夠在接到電網調度指令之後，短短幾分鐘時間，就能夠完成停機待命的狀態，這樣的快速反應彈性調度功能，可以極大幅度地緩解每天日落之後約2~3小時的夜間次尖峰用電時段的供電。
同時值得關注的是，新一代的燃氣機組，有些機種在設計之初，不但就針對將適應頻繁的快速反應、彈性調度的運轉模式包含在關鍵功能之內，而且也具備了混用氫燃料的功能，使得客戶在面臨能源轉型任務，開始降低天然氣使用佔比，改以氫燃料作為替代能源的階段時，可以無縫接軌，順利的跨出轉型的步伐，而不至於需要汰換掉原有的燃氣機組，造成設備、資產方面的浪費。（目前台灣新建置的燃氣機組當中，就有具備混燒氫燃料功能的機種，原廠設計是出廠時就可以適應混燒氫燃料比例達50%的能力，若將來經過原廠升級解決方案，更可以轉換成100%以氫燃料替代天然氣作為發電的燃料。）
此外，台灣充沛的地熱發電潛力，在經過近30年的荒廢之後，現在又重新啟動，目前已經有小型驗證地熱機組上線運轉近3年，成效良好，同時也開始有一批中小型地熱發電的開發案再進行當中。
地熱發電是再生能源發電當中，具有長時間穩定發電，具備擔當基載供電能力的再生能源綠電，同時也具備勝任快速反應、彈性調度的運轉功能。
台灣各地都有豐沛的地熱資源，在引進最新的鑽探、開採、運轉技術，以及搭配新進的先進材料科學的輔助下，台灣的地熱發電會是繼太陽能光電、離岸風電之後，台灣另一種極為重要的再生能源電力來源。
其實，隨著再生能源發電發展和能源轉型進程的向前推進，電業領域的各種創新、改進，會持續不斷的推陳出新，我們手上可以選擇的解決方案會越來越多元，越來越有效益。大家對於台灣推動能源轉型，發展再生能源發電的各種努力，應該要更有信心，給予更廣泛的支持與肯定。
完整內容請見：
https://www.thenewslens.com/article/155007
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各節重點：
01:10 太陽能發電的污染在哪裡？
01:50 製造太陽能電池會有什麼污染？
02:34 處理這些污染物很難嗎？
03:22 太陽能板是巨型垃圾？
04:15 回收成本要怎麼解決？
05:22 漁電共生會不會有污染風險？
06:05 漁電疑慮1：洗太陽能板會污染到魚塭的水嗎？
06:52 漁電疑慮2：太陽能板擋不住颱風？
07:49 漁電疑慮3：架設太陽能板會影響產值？
08:43 關於漁電共生的補充說明
09:14 我們的觀點
10:41 提問
11:00 掰比
【 製作團隊 】
｜企劃：歡歡、宇軒
｜腳本：歡歡
｜剪輯後製：絲繡
｜剪輯助理：范范
｜演出：志祺
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🔺註解
→ 02:30 註1：
例如華盛頓郵報就在 2008 年報導，有中國工廠把四氯化矽直接倒在廠外的土地上，使得那裡的土壤慢慢變得雪白一片、沒辦法再種植作物；附近的居民也表示，空氣中因為含有這些化學物質，所以他們一出門，就會覺得眼睛刺痛、頭昏、呼吸困難。
→ 03:10 註2：
例如光宇材料的技術，可對太陽能及半導體產業每月產生的 6000 多噸廢砂漿進行分離、清洗、改值等工序，重新產出矽粉、氫氣、碳化矽、二氧化矽，重新應用於鋰電池負極材料，及機能衣物等產品，如去年世大運紀念服。
→ 03:17 註3：但薄膜型太陽能電池也會有自己的重金屬污染問題
→ 04:01 註4：一般矽晶體太陽能板組成比例是： 65%~75% 玻璃、10%~15% 鋁框、10% 塑膠和 3%~5% 的矽晶。
→ 04:09 註5：這個成本有包含回收玻璃以外的其他部分
→ 08:09 註6：
當然，按照漁電共生的法規，產量只要有七成就符合標準，但嚴格來說，漁民還是損失了另外三成，這也是大家會有顧慮的地方。
→ 09:36 註7：2015年天下爆出台積電的合作工廠違法傾倒的內幕：
https://www.cw.com.tw/article/article.action?id=5065621
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【 本集參考資料 】
🌞 一次可以看很多太陽能資訊ㄉ網站們：
→ 陽光伏特家：http://bit.ly/2pe4IR1
→ 太陽能五四三：http://bit.ly/314Mi2h
→ 公視｜我們的島：太陽光電系列專題：http://bit.ly/2oAEdFw
/
→ 維基百科｜太陽能電池：http://bit.ly/2IMsSZY
→ 科技新報｜太陽能真的夠「綠」嗎？還是包裹著糖衣的毒藥：http://bit.ly/2Vy7YTu
→ TVBS｜真綠能？太陽能板製程 產生4千噸廢料：http://bit.ly/317MBcR
→ 環境資訊中心｜光電循環之路 桶裝廢液污染如何解：http://bit.ly/2q7CvvJ
→ 關鍵評論網｜太陽能光電的回收「技術」很環保，卻可能造成2項汙染：http://bit.ly/2B49vXX
→ Energy Trend｜廢太陽能板回收有解！台灣太陽能模組回收聯盟成立：http://bit.ly/2Mb1mqQ
→ 科技新報｜廢太陽能板惹人嫌？創新回收模式將再創商機：http://bit.ly/2q7DdsT
→ 央廣｜工研院研發太陽能板回收技術 獲環保署肯定：http://bit.ly/2oqEXgv
→ 科技新報｜退休太陽能板何處去？歐洲首座專門回收廠坐落法國：http://bit.ly/35wsHMa
→ 自由時報｜擁核公投控「太陽能板有毒」 太陽光電業者要提告：http://bit.ly/2B44RJt
→ 【能源報導月刊】太陽能板多久洗澡一次？：http://bit.ly/2oAFufM
→ 每日頭條｜太陽能發電原理圖，看完秒懂：http://bit.ly/2Mb2lHy
→ 太陽能五四三｜颱風對太陽光電系統的影響（1/2）-基礎與支架：http://bit.ly/35uPozY
→ 太陽能五四三｜颱風對太陽光電系統的影響（2/2）-模組強度問題：http://bit.ly/33lJMGD
→ 太陽能電池產業製程及污染防治簡介：http://bit.ly/35sHiYG
→ 陽光伏特家｜【誤會讓人受盡委屈- 太陽能真的夠「綠」嗎？】：http://bit.ly/319m92D
→ 公視｜太陽能產業廢棄物 可回收高純度""""矽""""：http://bit.ly/2IHlAXc
→ 中時｜樹立循環經濟體系新典範 成亞廢砂漿回收技術 獨步：http://bit.ly/2B7LCi5
【 延伸閱讀 】
→ 知識力｜太陽能的原理、種類與優缺點：http://bit.ly/32bnpmT
→ 達智綠能科技｜什麼是太陽能？：http://bit.ly/33tiNsv
→ 科技新報｜德國打造熱裂解太陽能回收設備，有望年處理 5 萬片太陽能板：http://bit.ly/2oAGhgK
→ GreenMatch｜The Opportunities of Solar Panel Recycling：http://bit.ly/2B3PyQS
→ 中央社｜疑颱風釀災 日最大規模水上太陽能板失火：http://bit.ly/2McypuZ
→ SEMI Taiwan｜半導體工業廢棄物處理創新技術與趨勢：http://bit.ly/31avfMp
→ 台積電｜廢棄物管理：http://bit.ly/2VACuMi
→ 科技報橘｜外媒讚「垃圾處理天才」，台灣廢棄物回收技術傲視全球好棒棒：http://bit.ly/2OIstLM
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