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環保工業可望成為德國經濟支柱

摘錄自2007年4月11日中央社報導
國際能源價格高漲，加上氣候暖化問題日益受到關注，綠色能源在許多先進國家已經掀起產業革命。「法蘭克福廣訊報」報導，根據研究，德國環保產業的就業人口，未來將超越機械或汽車工業，成為21世紀德國經濟的主要支柱。
目前，全球三分之一的太陽能發電板和近二分之一的風力發電機，全都在德國製造；原本透過「再生能源法」仰賴稅金補貼的再生能源產業，已經成為德國經濟的重要支柱，德國環境部長嘉布瑞爾甚至稱之為「第3次的工業革命」。
這份由羅蘭貝格企管顧問公司完成的報告，在訪問全德國1500家環保科技廠商後指出，環保相關產業的就業人口已達100萬人，未來隨著營業額擴大將不斷增加，到了2020年可望超過德國另外兩大代表性產業機械或汽車工業的就業人口。根據德國再生能源同業工會的數據，去年德國一共出口總值60億歐元的環保科技產品，相較前年成長了3成。

環保工業

環保工業

對於環保產業之定義指出：『經濟社會生產之財貨與勞務，用以衡量、防止、限制、減少或矯正水、空氣與土壤等環境損害，以及處理廢棄物、噪音和生態系統等環境問題稱之』。然而，依據目前正在進行協商的WTO環境服務分類，正針對那些無法具體說明商業活動運行以及無法事先顯露與成本有效性相關之資訊之『管末』的清潔服務，進行檢討而提出改革的方向。因此目前發展中的環保產業分類主要為美國及歐盟版本，相較之下，後者提出較具體之細部門分類項目，見表1。歐盟所建議的分類涵蓋了無爭議性的議題可歸類為『純粹的』環境，以及與環境媒介（例如，空氣、水、固體和有害廢棄物及噪音等）有關之服務分類。該通報提出一份新的『核心』環境服務分類清單，此新分類清單可以更真實反應貿易和部門的內涵。新的分類，也具備更多元化；它創造了七個環境細部門（相較於舊的分類只有三個部門），增加了會員國接受協議的可能性。

本次報告是針對"大氣氣候和空氣的保護"我們將要介紹多種環保能源

德國經濟

德國位置圖

德國商業銀行大樓

高度發達的工業國家，經濟實力居歐洲首位。屬世界第三大經濟強國。德國是商品出口大國，工業產品的一半銷往國外。德國的出口額現居世界第二位。德國近１／３的就業人員為出口行業工作。主要出口產品有汽車、機械產品、電氣、運輸設備、化學品和鋼鐵。進口產品主要有機械、電器、運輸設備、汽車、石油和服裝。主要貿易對像是西方工業國。政府奉行整頓國家財政、減少預算赤字、進行稅制改革、刺激個人投資、進一步實行非國有化、減少國家干預、充分發揮市場機製作用的政策，使德國經濟持續穩定增長。同時積極採取措施，推動資訊技術的發展並調整經濟結構。自然資源貧乏，除硬煤、褐煤和鹽的儲量豐富之外，在原料供應和能源方面很大程度上依賴進口，２／３的初級能源需要進口。德國的工業以重工業為主，汽車、機械製造、化工、電氣等佔全部工業產值的４０％以上。食品、紡織與服裝、鋼鐵加工、採礦、精密儀器、光學以及航空與航太工業也很發達。中小企業多，工業結構佈局均衡。農業發達，機械化程度很高。農業用地約佔德國國土面積的一半。產品可滿足本國需要的８０％。旅遊業、交通運輸業發達。德國是啤酒生產大國，其啤酒產量居世界前列。它還是最早研製成功磁懸浮鐵路技術的國家。２００２年２月２８日２４時，德國馬克正式停止流通，歐元 (EURO)成為德國法定貨幣。德國是首批使用歐元的１１個國家之一。

風力發電

風力發電在減少二氧化碳排放量與資源開發上扮演相當重要的角色。風力發電，如果可以取代其他的發電方式，例如使用石化燃料的燃煤或燃油火力發電，或者核能發電，每年將可以降低由以上發電方式所釋放出可觀的二氧化碳排放量。北海沿海國家的經驗，如比利時、丹麥、德國、荷蘭與英國等國家，可以提供相當具有說服力的例證。

美國海上風力發電站效果圖

德國在南極研究站所用的垂直軸, 水平旋 轉式風力發電機

瑞典海上風力發電廠

風力發電機：風力發電機的結構由風車翼、變矩裝置、加速器、方向控制用小風車、發電機等 組成。

優點：不會造成公害而且取用不盡。

缺點：風力不穩定，風力和風向時常改變，能量無法集中。

風力發電構造圖

目前世界最大的5MW風力發電機 (德國製)

風力發電在減少二氧化碳排放量與資源開發上扮演相當重要的角色。風力發電，如果可以取代其他的發電方式，例如使用石化燃料的燃煤或燃油火力發電，或者核能發電，每年將可以降低由以上發電方式所釋放出可觀的二氧化碳排放量。北海沿海國家的經驗，如比利時、丹麥、德國、荷蘭與英國等國家，可以提供相當具有說服力的例證。

德國預期在2005年之前達到降低排放量到低於1990年20%的標準，也就是每年降低12.71百萬噸的二氧化碳；荷蘭期待在2010年之前達到低於1990年25%的排放標準，預計在2020年，降低每年的二氧化碳排放量達3.49百萬公噸；預計在2004年，北海沿海國家藉由風力發電，每年將降低高達21.3百萬公噸的二氧化碳排放總量。

不同的風車翼

丹麥的風力發電機

現有海上風電場的四個國家 :1. 丹麥 2. 荷蘭 3. 瑞典 4. 英國

丹麥 哥本哈根海港外

水力發電

水力：250億度的水力發電量有待開發
在德國僅有4%的水力用於發電，提供約200億度的電力使用。2000年所增置的大型與小型水力電廠，則提供了4,500到5,000百萬瓦的發電功率，其中90%集中於德國南部巴伐利亞與巴登福騰堡兩個邦。大型的水力發電廠，不論設置在河川或者水庫，其發電成本約為每度電5-10分尼之間；小型水力發電廠也可以提供相當便宜的電力，成本約為每度12-25分尼。再生能源對水力發電的補貼，特別是針對小型水力發電廠，每度電至少提供15分尼，至於發電功率大於五百萬瓦的水力電廠，可惜就不在補貼之列。在阿爾卑斯山區，水力發電數十年來扮演重要的角色。而全世界的電力也有1/5由水力發電提供。 (1馬克=100分尼)

在「再生」的概念上，水力是目前最重要的供電方式。在僅佔總發電量2.4%的再生能源中，一半以上的初級能源的生產仍倚靠水力發電。水力電廠的設廠常會引起生態影響的疑慮，目前如果想要提高水力電廠的供電量，只能期待以改良發電機及重新啟用停置電廠的方式。水力發電將愈來愈趨向於小型電廠的方式，以社區自給自足的形態來達成供電區域化的目標。

以萊因河為例，萊茵河不僅做為瑞士，德國，法國的國界，還能水力發電，提供運輸商業功能，更是觀光的好景點。

波浪發電

氣候暖化讓全球天候變得愈來愈不正常，發電廠所 造成的環境污染，使各國均積極尋找能減少環境傷害的 替代能源。除了開發新式燃料之外，可再生能源也是各 界努力開發的重點，而佔全球面積70%的海洋，就是個 很好的來源。

波浪發電是在海邊建造中空的結構，利用波浪起伏 的落差，推動結構體內的空氣，形成強大的氣流來推動 渦輪發電，因此波浪發電不像潮汐發電需要建造水壩， 對海岸的破壞相對較小。

再環保的發電方式，都可能有潛在的缺點。 雖然波浪發電不需耗費燃料、不會排放污水廢氣造成污 染，但海水中的機械設備較容易被海水腐蝕，且建設成 本仍高。並且環境學家也有他們的考量。建設波浪電廠 可能會影響海洋生態、海岸景觀、漁業、航運路線等各 方面，因此還需要審慎評斷。

當然，波浪發電能供應的地區愈大、使用愈廣 泛，就愈有可能達到獲利的經濟規模。不過，地理環境 適合與否仍然是個重要的大前提。

火力發電

火力發電及環境污染
若以煤做為火力發電的能源，主要的空氣污染物是排放氣體裡的粉粒、二氧化硫、氮氧化物（NOX）和二氧化碳此外還有廢水及粉煤灰。

溫室氣體

溫室氣體是下列幾種氣體的總稱，包括二氧化碳、氟氯化碳（chloro fluoro carbon, CFC）、甲烷（CH4）及氧化二氮（N2O）。這幾種氣體有一個共同的特點，就是會吸收從地面輻射至太空的能量，使得太陽及地球間的能量交換失去平衡，以致全球溫度逐漸升高。其中二氧化碳排放量最高佔83%，絕大部分燃燒過程都會產生二氧化碳，加上火力發電和汽車、飛機等交通工具的使用，使得它在空氣中的濃度快速增高，是全球增溫的主要元兇。我們必須要用最大的資源和力量，積極且有計畫地解決這些能源應用的問題，使全球增溫得到有效的控制。

造林吸收二氧化碳(補充 -<好玩>不列入主內容-請不要留言問我下列的問題)

一項最新的研究得出結論說，利用森林從大氣中吸收主要溫室效應氣體二氧化碳，來阻止地球變暖，並不是一個可靠的方法。 這項研究說，每年植物與大氣之間的二氧化碳流量變化巨大。 這項報告還預測，今後森林釋放出來的二氧化碳可能會多於吸收的。...............................................................

最新的研究顯示，森林吸收二氧化碳的能力每年都有巨大變化。
在一些年份，由於氣候炎熱乾燥，森林實際上完全是在產生二氧化碳，而不是吸收二氧化碳。

這種現象說明，今後氣候變暖，大規模的植樹造林只會增加地球溫室效應，而不是吸收二氧化碳。

所以在把森林作為減少溫室效應氣體的科學戰略之前，應該進行更多的研究。

太陽能----零耗能的夢想

傳統的發電方式，是燃燒初級能源如油、天然氣和核燃料等，將之轉換成電能，過程中不僅會產生二氧化碳和污染物質，在效率方面，只有36%會變成電力傳入一般家庭，另外64%會成為廢熱，排入大氣和海中，或是在輸配過程中消失。而在電力用於一般家用電器例如電燈照明時，又只能以部分電能轉為光能，其餘同樣產生大量廢熱，造成空調和大氣的負擔。為了讓生活便利和環境負荷達到平衡，我們「良心」的選擇了各種環保冰箱、變頻空調等節能產品；然而，你是否曾更進一步的考慮，讓這些環保家電所吃的「食物」──電力，是來自更有效率、更乾淨的大自然？
　　這些取自自然、用之不竭的綠色電力，就是來自太陽能、水力、風力等可再生能源。面對地球資源的短缺，和傳統利用石化燃料或核能所驅動的電力所引發的污染和安全問題，許多先進國家皆致力發展這些綠色新能源，期待能減少二氧化碳和有害物質的排放，最終達到環境永續及發展永續的理想。我國則訂下公元2020年時，全國再生能源能夠達到650萬千瓦的目標，屆時將佔國內總電力的10%，與德國以及丹麥等發展再生能源先進國家相當。
而今，各種可再生的綠色能源的應用，一方面還在各國實驗室中衍構各式可能，一方面，則已有成型的技術成果，供綠色消費者採擷。

零耗能的夢想

　　以歐洲為例，第一條「零傳統能源」（Zero-Energy）街，即在荷蘭一座古老而優美的城鎮Leeuwarden市中成形。這條街包含在一項由民間團體所提出的綠色社區行動計畫中，街中的每棟住宅屋頂都裝有太陽能收集系統，供應居家用電；而家家戶戶所裝的太陽能熱水爐，則可利用太陽熱能將收集的雨水加熱，並循著牆內的導熱管線布於各房間，在寒冷的冬天提供溫暖，省下不少能源的耗費。
　　同樣的，台灣也有個綠色能源應用的好例子。在台東縣金針山下有所新興國小，不僅以太陽能電板發電，還收集社區家庭廢水，再用生態池過濾。學校用來沖洗廁所和澆灌清潔的水，完全用不上自來水。而且靠著教室屋頂兩組太陽能電板和3座風車來發電，連電也幾乎能自給自足！原本兩個月要用掉4千多度電、一萬多元的電費，現在兩個月才用電100度。校長更考慮未來在寒暑假小朋友不上課時，電用不完還可以賣給台電。
　　一些綠色能源的應用技術，已日漸成熟。尤其在台灣東部和中南部，日照強烈且時間長，是應用太陽熱能和光能發電的理想地方；沿海及離島地區，常年風力強勁，也適合發展風力發電。目前相關設備雖因市場有限價格難以抑平，然而對於綠色地球的投資，是無法計之以有形的金錢！

太陽能發電

太陽能熱水器

太陽能運用於熱水器中，比一般的瓦斯熱水器還安全。其主要是利用集熱器上塗黑的表面薄膜，吸收太陽的輻射熱能，然後經過金屬板的導熱過程，將熱能傳到管內的水中，漸次將儲水槽的水加熱至可供沐浴或洗滌。一般分為自然循環式和強制循環式二種。自然循環式是在儲水槽下方設置集熱器，在吸收太陽熱能時，利用熱水冷水密度差，來讓水槽內的冷熱水自然對流循環，將水槽內的水加熱。

然而在連日陰雨、日照不足，太陽能熱水器無法提供足夠熱水的情形下，目前不少品牌都帶有電熱輔助器，必要時可自動切換為電能，或以瓦斯加熱來補不足。並且有些熱水器在集熱器上的外層薄膜性能做加強，大量增加太陽光的吸收率，號稱陰天也擁有高效率的集熱效果。各家性能不一，不妨多作打聽比較。此外，因應不同地區水質不同，還要注意防鏽、腐蝕和結水垢的問題。

太陽是免費而潔淨的能源，初期硬體設置費用較高，然而若保養、安裝使用得當，後續可省下大筆電費或瓦斯費。世界各國不少推廣太陽能熱水器不遺餘力，以色列的普及率達80％，日本也有11％，而台灣僅有4％。目前在政府部分補助之下，全台約有30萬台太陽能熱水器，專家預估未來應可達到150萬戶，普及率將增加到22%。

太陽光電系統

一個太陽能場包含許多排的太陽能集電器，他們與一個中央的熱交換機聯結，來產生驅動電動的發電機。這些集電器通常被曲面的反射鏡環繞，並且方向隨著太陽光的角度而改變，使之更有效率。每一個集電器都可旋轉並設計成永遠直接面對太陽。整日裡，集電器的位置由一台小型電腦控制的馬達不停的做調整。太陽能能場的主要缺點是在熱從集電器轉移至中央熱交換機的過程中流失，一個解決方法是一個含有數千個分離的鏡子的循環區域，將太陽的熱能集中到一個中央收集點。第一個中央收集系統是溫度達攝氏3,000 度 (華氏5,400度)以上的實驗性太陽能熔爐，而在西元1980 年代，第一個中央收集動力塔開始運作。太陽的射線焦點集聚在動力塔的頂端，並且藉一連串含有液態鈉的黑色管子來收集熱，在基底的熱交換機和鍋爐連結，以產生蒸氣來驅動發電機。

太陽能的優點

太陽能的優點，是可以在地球的所有地方得到。現代的太陽能系統，在每天日照時間相當短的國家，也可以經濟有效地提供大量電能。 總之，太陽能的供應源源不斷，是一種非常清潔的能源，不會引起污染，更不會耗盡自然資源或導致全球溫室效應。