(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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