Transcript 從日本福島核災事件認識各種能源的利與弊

從日本福島核災事件認識
各種能源的利與弊
甚麼是能源？

一切能提供能量的資源，主要分為兩大
類：

初級能源


次級能源


蘊藏於大自然，且未經任何人工轉化過程的能
源，包括不可再生能源(化石燃料及放射性燃
料)及可再生能源(陽光)
由初級能源轉化而來的能源，亦稱為衍生能源，
例如電能和煤氣。
此外，初級能源又可以再分為可再生能源
和不可再生能源，後者仍然是目前的主要
能源來源。
不可再生能源

在自然環境中產生，數量有限，短期內無法補充，最終會
耗盡的能源

化石燃料


由遠古生物經過長期的高壓和高溫作用而形成的能源
主要包括煤、石油和天然氣
燃燒時，碳和氫與空氣中的氧結合，形成二氧化碳和水，過
程中會釋出能量。
放射性燃料





鈾可作核能發電
核能發電原理
2009年4月，全球有436座核反應堆


最接近香港的核電站位於廣東省大亞灣。大亞灣核電站於1994年正式投
入生產，其中70%由中華電力有限公司購入
世界主要國家及地區對核能的依賴程度，以及核能的優劣
甚麼是可再生能源？
甚麼是不可再生能源/化石燃料？

可再生能源與化石燃料（例如煤及石油）不
同之處，在於前者可讓我們用之不竭，而且
在周圍環境中蘊藏量極多，可來自太陽、風、
流水、海浪及生物質能等。其中以太陽能和
風能在香港較有發展機會。可再生能源資源
最大好處無疑是可以不斷重複使用；而另一
大好處，是這些能源不會釋放溫室氣體或其
他空氣污染物。若我們能夠多用可再生能源，
便可令環境變得更清潔、生活變得更美好。
日本福島核災


http://www.appledaily.com.tw/appledail
y/article/international/20130311/34879
852/
http://www.youtube.com/watch?v=NRd
P-dGZbpE
為甚麼仍要採用核能？尚有甚麼能源可
取代核能嗎？
日本福島核災

在2011年前的3月11日，日本福島、岩
手和宮城等3縣遭規模9.0強震襲擊，引
發海嘯造成近1.9萬人死亡與失蹤，大
水並灌進福島核電廠，釀成1986年車諾
比核電廠事故以來最嚴重的核災，數十
萬災民被迫遠走他鄉避難。
核能發電所引發的議題
• 核電廠出現事故時會泄漏核幅射，造成生態災難
及影響人類健康。
雖然切爾諾貝爾核電廠事故發生至今已超過二十
年，但現時仍有相當於約一百七十個香港面積的
土地受着放射性物質的污染。
核能發電所引發的議題
• 核廢料具有放射性，必須長期存放於安全的地方，
以避免輻射污染環境。
運送核廢料的過程必須十分小心，以
確保具放射性的物質不會外泄。
不可再生能源：核能

除了化石燃料外，可再生能源及核能是
現時最常用的能源。

可再生能源包括太陽能、風能、水力發
電、地熱能、海洋能和生物燃料等。

核能發電所需的原料蘊藏量十分豐富，
足夠人類長期使用。
不可再生能源：核能




核能是不可再生的能源，它利用核反應所釋
出的能量來發電
核反應有兩種，分別是核裂變和核聚變。
核電廠現以核裂變來發電，核聚變發電仍處
於實驗階段。
核電廠的原料為鈾，鈾在核裂變過程中會釋
出大量熱能，把水加熱成蒸汽，以推動渦輸
機產生電力。
不可再生能源：核能

優點
缺點
效能高，少量鈾原料便  開採鈾礦破壞環境，提煉
可產生大量電力
鈾會排放含放射性的廢水

較化石燃料潔淨

核廢料需要特別處理

發電成本較傳統發電廠

核電廠如發生事故泄漏輻
低

發展核能所面對的地理
限制較少
射，會造成災難性的破壞

核電廠運作時會排放熱水，
破壞海域生態，造成熱污
染
不可再生能源：石油及天然氣
• 石油是最常用的化石燃料，亦是重要的運輸
及工業燃料。
• 石油可提煉出工業原材料，從而製造其他有
用的產品。
不可再生能源：石油及天然氣
• 石油和天然氣儲藏在地下油田。
• 天然氣無色無味，非常易燃，是較「潔淨」
的化石燃料。
優點
石油
缺點

可用輸送管運送，容易運輸

開採成本昂貴

可製成很石油副產品

用油輪運送時易生漏油意外，
破壞生態
天然氣

可用輸送管運送，容易運輸

開採成本昂貴

燃燒時產生較少空氣污染物

產量不多

價格較高
不可再生能源：石油及天然氣
• 開採石油和天然氣必須
先進行勘探找出位置。
• 然後便可進行鑽探，從
地下抽出石油和天然氣。
• 現時已勘深出的石油蘊
藏量約可供開採46年。
由於天然氣較其他化石燃料「潔
淨」，香港現時新建的發電機組
都以天然氣作為發電燃料，上圖
中的南丫發電廠擴建部分便是其
中一個例子。
不可再生能源：煤
• 煤以往用來取暖，現在主要用
來發電。
• 煤是全球最主要的發電燃料。
優點
煤主要用作發電廠的燃料
缺點

容易開採

運輸費用昂貴

可直接燃燒，運作成本低，較

燃燒時產生較多空氣污染物
其他能源便宜

安裝減少污染的設備十分昂貴
不可再生能源：煤
• 開採接近地面的煤，只需利
用挖土機移走表面的土層，
便可直接挖掘。
• 開探遠離地面的煤，必須開
鑿通往煤層的礦井，然後運
煤至地面。
不可再生能源：煤
• 開採後的煤必須清洗，去除當中岩石、沙粒
和其他不能燃燒的物質。
• 開採技術的進步大大提升採煤的效率，但對
對環境造成較嚴重的破壞。
使用化石燃料所引發的問題 A. 環境問題
1. 空氣及水污染
• 開採煤礦及運輸煤都會釋出大量煤屑，增加人
們患呼吸道疾病的機會，增加醫療開支。
• 開採煤礦時釋出的廢氣含有甲
烷，屬於溫室氣體，加劇全球
暖化。
• 燃燒化石燃料會產生空氣污染
物，引致酸雨等環境問題。
發電廠是不少大城市的空氣污
染主要源頭。
使用化石燃料所引發的問題 A. 環境問題
• 清洗開採後的煤會產生含煤粉及重金屬的廢水，
引起水污染。
• 開採石油過程可能出現洩漏，污染土壤和地下
水源。
• 廢水若用於畜牧及灌溉農作物，
會令污染物進入食物鏈，影響
人類健康。
清洗煤的廠房會排出大量廢水，污染附近的水源。
使用化石燃料所引發的問題 A. 環境問題
2. 破壞自然景觀
• 開採較接近地面的煤層時需要大規模移走表面
的土層，大量樹木會被砍伐。
• 土壤缺乏植物覆蓋，容易被
風吹走或雨水沖走，引致水
土流失。
• 流失的土壤積聚於河流，造
成河道淤塞，甚至泛濫。
開採煤礦會對自然景觀造成
嚴重破壞。
• 煤礦採空後容易出現地表塌陷，更會破壞附近
的房屋及農地。
使用化石燃料所引發的問題 A. 環境問題
3. 影響自然生態
• 開採化石燃料的過程會破壞生物的棲息地，令生
物的數目減少，甚至絕種，影響生態系統平衡。
• 石油運輸過程中出現漏油事
故會令大量海洋生物及鳥類
死亡，生態系統要多年後才
可回復原狀。
通識議題 1.2
雀鳥的羽毛沾上石油後，其保
溫能力會降低，因而凍死。
使用化石燃料所引發的問題 B. 能源危機
• 隨着化石燃料的蘊藏量下降及消耗量上升，各
種化石燃料可能會出現求過於供的情況。
• 由於化石燃料的供求受不同因素影響，因此難
以準確預測未來能源的供求情況。
使用化石燃料所引發的問題 B. 能源危機
• 全球石油產量在未
來十年可能會到達
頂峰。
• 之後可能會出現供
不應求的情況。
▲ 資料來源：Center for American Progress（ 2010）


可再生能源可以取代化石燃料嗎？
可列舉例子嗎？
可再生能源：太陽能
• 太陽能發電主要用於一些已發展國家的偏遠
地區
太陽能
用途
加熱
發電
例子
提供暖水
提升室溫
加熱食物
最常用
光伏發電
可再生能源：太陽能
優點


發電過程不會產空氣污
缺點

發電廠興建成本高昂，
染物和污水
需要長時間才可賺回成
發電系統沒有活動部分，
本
可以長時間操作而不會

發電量不高
導致損耗

需要有充足和持久的日

發電廠運作成本便宜

運作時寧靜
照才能產生足夠的電力

發電量容易受天氣影響
可再生能源：風能



風力發電是利用風帶動風力渦輪機轉動
來產生電力。
佔全球電力供應約1%，是增長最快的
能源之一。
近年市場投放大量資源發展風能技術，
提升了發電效率，大大降低了發電的成
本。
可再生能源：風能



優點
發電過程中不會產生

缺點
風力渦輪機運作時會產生噪音
空氣污染物和污水

破壞自然景觀
機組無須冷卻，因此  佔用大量空間
不會產生污水

受天氣變化限制
建造風場的費用較其

只適用於風力穩定的地方，風
他可再生能源發電廠
為低
場的選址有較多限制

風力渦輪機會危害鳥類安全，
必須遠離民居及候鳥遷移的路
線
可再生能源：水力發電




修建水力發電廠通常會興建一座橫越河流的
堤壩，以擋住流水，形成一個儲水庫。
水流經過堤壩底部的管道時會推動渦輪機產
生電力。
是全球最普遍使用的可再生能源，佔全球發
電量19%。
中國是現時世界上最廣泛使用水力發電的國
家。
可再生能源：水力發電

優點
缺點
發電過程不會產生  局限於有河流的地區發展
空氣污染物和污水


發電量穏定，可按
需要調整發電量

運作成本低

可提供灌溉用水

控制洪水泛濫，保
障生命財產
興建儲水庫會淹沒大量土地，居
民及生物需要遷徙

堤壩改變河道水流，破壞生態環
境，阻礙魚類等生物活動

重金屬等污染物可能積聚在儲水
庫，構成環境問題

影響河道航運和景觀

建築成本高
可再生能源：生物燃料

現時普遍使用的生物燃料是乙醇，它是
由玉米、小麥、甘蔗轉化而成的。
可再生能源：生物燃料




乙醇與汽油混合成乙醇汽油後可作為汽
車的燃料。
另一類常用的生物燃料是生物柴油，它
是利用植物油製造而成。
生物柴油會和普通柴油混合後才用作汽
車燃料。
雖然使用有機廢物亦可生產生物燃料，
但因為成本及效益問題而未能普及。
可再生能源：生物燃料

優點
生產生物燃料涉及

種植農作物，過程
中可吸收大氣中的
污染物，不過較化石燃料少

二氧化碳

缺點
燃燒時產生溫室氣體和其他空氣
農民改種生產生物燃料的農作物，
以致食物供應緊張及價格上漲
有助以農業為主的  農民大量砍伐森林，種植生產生
國家創造更多就業
機會
物燃料的農作物，破壞生態環境

種植、加工、提煉和運輸生物
燃料等都會耗用化石燃料，增加
二氧化碳的排放量
可再生能源：海洋能

海洋能包括潮汐能及波浪能兩種。

潮汐能是利用潮水的漲退來產生電。

波浪能是利用海浪的起伏來發電。
可再生能源：海洋能
優點

發電過程不會產生污染

發電效能高

佔用較少的土地資源
缺點
•
興建海洋能發電廠成本 高
昂
‧設施可能會危害海洋生物的
安全
•
技術發展尚未成熟
•
只適用於一些 海岸線較長
的國家
可再生能源：地熱能
• 地熱能發電是把水泵入岩層中，把水加
熱成蒸汽，用來推動渦輪機產生電力。
可再生能源：地熱能

優點
發 電 過 程中 產 生 很少 污

染

地 熱 資 源豐 富 ， 現時 被

開 發 及 使用 只 是 少數 ，
發展空間極大

發 電 過 程不 受 天 氣及 季
節影
響，發電量較風
力 發 電 及太 陽 能 發電 穩
定

缺點
興建地熱能發電廠可能會
影響地質結構
發電過程中可能會把地下
的
有害物質帶到地
面
地熱能發電廠須建於岩漿
較接近地面的地方，只有
部分地方適合興建發電廠
限制了其發展
為甚麼我們仍使用核能？

1.自1979年美國三哩島和1986年前蘇聯
切爾諾貝爾核事故，世界核電發展放緩。
但近年能源價格高漲，原油價格由2003
年的30美元/桶上升至2009年的130美元
/桶，打擊早已疲弱的世界經濟，各國不
得不尋求替代品。
為甚麼我們仍使用核能？

2.國際社會憂慮全球氣候變化：近年碳排放
成為最受關注的環保議題，在哥本哈根氣候
會議上，各國承諾減少碳排放，因此尋求化
石燃料的替代品變成各國政府的重要議程。
3.發展中國家急需穩定能源供應：中國、印
度正值工業化高速進行階段，它們需要能源。
為甚麼我們仍使用核能？


4.美國經濟疲弱，難以面對油價高企的壓力，
更不願過度依賴由中東進口的石油，因此美國
追求「能源獨立」。美國總統奧巴馬的2012
年預算案就編列了360億美元貸款擔保鼓勵興
建核電廠。這就是所謂的「核能復興」。
5.全球熱中於發展核能的國家來自第三世界
（如：緬甸、敍利亞等） ，不少國家缺乏民
主機制，就算有大型反核運動，群眾亦難以說
服政府改變國策。
為甚麼我們仍使用核能？

6.再者，現今全球電力供應緊張，大部
份國家不可能關閉現有核電廠，例如法
國75%電力來自核能，日本亦有20%。

7.此外，不少國家仍然認為核能（和核
武）是強國象徵，更是發展核武的階梯，
北韓便是一個好例子。
為甚麼我們仍使用核能？

8.即使是中東產油國仍會積極發展核電，
因為石油發電在當地不合乎經濟效益。

9.最後，若各國擱置或減慢核能發展，
全球能源爭奪將加劇。近來東海與南海
已成為潛在衝突的熱點。
短期內核能的替代品──天然氣
21世紀上半葉，天然氣發電是核電最可行的替代
品，因為：
 1.兩者同屬較潔淨能源，不會製造大量的溫室氣
體和空氣污染物。

2.天然氣發電的能源效益遠高於煤電和油電，建
造時間亦較短。

3. 2011年3月11日的《經濟學人》指，近年多國
積極開發非常規天然氣，2009年的天然氣的探
明儲量比08年的提高了500%，全球天然氣供應
過盛，而且足夠21世紀大部份時間的需求量。
短期內核能的替代品──天然氣

4.至於其他新能源如風力、水力發電因
本身的特性而受地理環境所制約，並非
一種可被全球普及使用的能源。

5.而更長遠的「可燃冰」、「地熱能」、
「潮汐能」在現代科技進一步發展和成
熟前，僅限於進行科學探究，而短期應
用的前景相當有限。
完