學校：仁愛國小指導教師：陳志郁老師班級：六年八班姓名：魏芯吟

能源教育 學校：仁愛國小指導教師：陳志郁老師班級：六年八班姓名：魏芯吟

壹、前言 能源的是指供給能而使之動作的原料和資源。古代使用人力和獸力從事生產，以今天的工業技術來看，熱和電是最基本的兩種能的形式，凡任何能產生熱和電的就屬於能源。所以薪柴、煤、油、天然氣燃燒後產生熱是能源；高山上水庫中的水沖下來時可用來發電；太陽光、風力可以發電，也都是屬於能源。

貳、能源的種類 • 能源的種類分為兩大類：非再生能源（耗竭性能源）再生能源（非耗竭性能源）

一、非再生能源（耗竭性能源）：非再生能源是有限的能源，經開採使用後，資源也就逐漸枯竭，如煤、石油、天然氣、核能等。一、非再生能源（耗竭性能源）：非再生能源是有限的能源，經開採使用後，資源也就逐漸枯竭，如煤、石油、天然氣、核能等。 • （一）煤: • 遠古時代，大量植物枯死後被沖流埋在地下，層層相疊，經過悠久的歲月與地殼的變動，在不同溫度和壓力下，逐漸炭化而形成各種煤層。 • （二）石油: • 剛開採出來的油氣，因為含有多種成份，不能馬上使用，需經過處理產生多種不同用途的產品，如分餾成天然氣、液化氣、汽油、柴油、重油等。 • （三）天然氣: • 天然氣是一種碳氫化合物，多在礦區開採原油時伴隨而出。依其蘊藏狀態，又分為構造性天然氣、水溶性天然氣、煤礦天然氣等三種。而構造性天然氣又可分為伴隨原油出產的溼性天然氣、與不含液體成份的乾性天然氣。 • （四）核能: • 核能發電，是利用核分裂產生巨大的能量，製造高溫高壓的蒸氣或氣體，驅動發電機組發電。核能所用的燃料，乃是可分裂或融合的放射性物質，核能分裂的主要用途是供應船艦的動力以及核能發電。核能可以由很少量的燃料，生成龐大的能量，如1公克的鈾-235完全分裂後所產生的能量，大約和燃燒2000公斤的石油、3噸重煤炭的能量，或是看23萬小時電視（100瓦特）的電能是相同的。

二、再生能源（非耗竭性能源）：再生能源 是不虞匱乏的能源，如太陽能、水力能、風能、生質能、地熱能、海洋能 • （一）太陽能: • 太陽能就是地球接收來自太陽所放射的輻射能，它直接或間接帶給地球上絕大部分的能源。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。太陽能的科技，應用甚廣，如太陽能熱水系統、太陽能暖房系統、太陽能發電、太陽能蒸餾法、太陽能炊具、太陽能冷房、太陽能冷凍系統、太陽能電池等。（二）水力能: • 以人工方法，引導水流以高速度衝擊水輪機，帶動水輪機和發電機的旋轉，從而產生電力。因此，一般在水電站的上游，建造攔河壩和蓄水庫，積蓄水量，提高落差（水頭）。自古人類便利用水力來推動水車灌溉，近代主要作為水力發電。 • （三）風能: • 風力發電的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉，透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。

(四）生質能: • 生質能資源，主要是農業廢棄物及農林產品加工業廢棄物、薪柴、人畜糞便、城鎮生活垃圾等四個方面。生質能最基本的利用方式是將生物直接燃燒，獲取能源，如木柴、乾草等直接燃燒使用。第二種利用方式是用醱酵程序，將生質能製成酒精或是同類的液態燃料。利用醣類醱酵產製酒精是傳統的技術，也可以利用畜產的廢棄物，經過醱酵程序產生沼氣，取代部分的農村能源消耗。第三種方式是利用氣化、裂解的程序，產製石化原料。將含水量低的木屑、稻穀等有機物，經過適當的化學程序，如氣化、裂解等，可以製造氫氣以及有用的碳氫化合物等。（五）地熱能: • 地熱是來自地球深處的可再生熱能。這種熱能的儲量相當大，但是開發不易，且受地質條件的限制。在世界某些地區，因火山形成作用，地下水被加熱而形成溫泉、噴泉、地熱井等，提供了豐富的地熱能。（六）海洋能(潮汐能): • 通常在海灣或河口地區，圍築蓄水池，在圍堤適當地點，另築可供海水流通之可控制閘門，並於閘門處設置水輪發電機，漲潮時海水經由閘門流進蓄水池，並推動水輪機發電；退潮時海水亦經閘門流出，並推動水輪機發電。波浪發電，是將波浪之動能轉換成電能。具有無污水、不會浪費資源的優點，唯發電成本比較高些。

參、各類能源使用對環境的影響 • 科技發展影響環境，工業時代，環境污染日益嚴重，人口快速增加，資源利用量大，產量大增，合成化學品使用，污染量大，超過環境負荷能力，生態平衡失調，造成全球環境污染、破壞。

(一）空氣汙染: • 不論是氣體或顆粒性汙染物，當濃度太高、量太多，均會使人類或動物的呼吸器官喪失防禦、清除功能而危害生命，同時也會使河川、湖泊以及土壤酸化，而破壞整個生態體系。更嚴重的，則會產生酸雨、溫室效應，破壞大氣層的熱能平衡。 • 1．懸浮微粒:各種車輛排放黑煙及產生粉塵的工廠等所造成。 • 2．二氧化硫:工廠使用的含硫燃料(如燃燒重油、生煤等)及各種車輛排放廢氣所造成的。 • 3．一氧化碳:各種車輛、煉焦廠、電石工廠及家庭瓦斯等不完全燃燒之廢氣所造成的。4．氮氧化物:各種車輛、火力發電廠及工廠鍋爐之燃料，在高溫燃燒時，空氣中過量的氮和氧反應而產生氮氧化物。 • 5．光化學性高氧化物:化石燃料生產過程中，排放出的氮氧化物和碳氫化合物，在空氣中累積，經日光照射而產生一系列光化學反應的產物。6．鉛:主要來自燃燒含四乙基鉛的汽油及燃燒煤炭所造成的。

(二)輻射: • 第二次世界大戰之後，各國倡導核能和平使用，因此輻射能應用在醫療、農業、工業、核能發電方面，進展神速，其中尤以核能發電關係最為重大，因為如果不小心就會造成放射線的外洩，形成汙染。 (三)水汙染: • 工業廢水占全部水汙染量的54%，是河川最主要的汙染源。工業廢水中含有各種耗氧性物質，如重金屬、殺蟲劑等，相當複雜。如經由生物濃縮及食物連鎖作用累積於動、植物體內，則會引發各種疾病。

（四）溫室效應 • 溫室效應，係指大氣層中增加了過量的溫室氣體，使地球表面如覆蓋在一層玻璃罩(溫室)之下，使全球氣溫逐漸升高之現象。溫室效應對環境的衝擊極地冰原融化，海平面上升，淹沒較低窪之沿海陸地，衝擊低地國及多數國家沿精華區。全球氣候變遷，導致不正常暴雨及乾旱現象，衝擊水土資源環境衛生及人類生命等。沙漠化現象擴大，生態體系改變，衝擊農林漁牧、社經活動及全球生存環境等。

肆、世界各國對節能科技的發展簡介 • 這幾年的石油危機讓世界各國卯足全勁開發各種替代能源，除了太陽能外，許多國家的能源計畫已逐漸把腦筋動到我們每天吃的糧食身上，亦即利用玉米、甘蔗、甚至廚餘等來生產能驅動汽車、發電的生物燃料。

（一）巴西 • 巴西是全世界最大的甘蔗生產國，年產量達一千萬噸以上，加上巴西的能源資產相當匱乏，有大半以上的石油必須仰賴進口。為了克服這項能源取得問題，很自然地促成了巴西政府致力於將甘蔗提煉成酒精的生質能源技術，目前已有三分之二的甘蔗用於提煉生質能源。（二）中國 • 經濟持續火熱的中國，一方面為了緩解能源供需不平衡的狀態，同時也希望能因應「京都議定書」生效後，要求削減溫室氣體的排放量壓力，著手開始了從玉米、高梁提煉酒精燃料的開發，並進而透過這些燃料進行發電。另，中國海洋能資源豐富，總蘊藏量約為8億多千瓦，開發前景可觀。中國潮汐發電量僅次於法國、加拿大，居世界第三位。

（三）美國 • 美國新能源觀生物柴油氫氣替代汽油，目前美國已有500多家交通公司使用生物柴油。生物柴油所產生的動力與一般柴油沒有兩樣，只是因為尚未量產，價格比一般柴油貴20％。不過生物柴油可以減少引擎的磨損，幾乎不產生硫磺廢氣，空氣污染低，最符合城市的需要。未來量產後，價格如果比汽油低很多，消費者自然會接受。美國能源部估計，如果美國能有20％的汽車使用生物柴油，每天將可節省35萬桿原油，等於是從委內瑞拉進口原油的1/4。使用生物柴油的附加價值是促進農業發展，因為生物柴油消費量越大，農民收益越多，從而可帶動整體經濟發展。（四）歐盟各國 • 跨個大西洋到歐盟國家，去年歐盟各國總共生產了十六億加侖的生物燃料，皆是由菜油及糧食所提煉的。

（五）日本 • 日本大阪產業大學、豐田汽車與燃料製造公司相關人員組成一個研發團隊，並致力以透過炸天婦羅剩餘的廚餘廢油來提煉生物燃料。此外，日本人的普通生活中有很多輔助節電的用品，比如節能燈泡。日本政府也決定，到２０３０年日本能源需求對石油的依賴程度將大大降低，石油供應由現在佔能源總量的５０％降到４０％，而新能源將上升到２０％。這些新能源主要包括風能、太陽能、生物和地熱發電等。在日本很多海邊公園裡，人們經常可以看到造型美觀的發電風車在轉動，它們在增添美景的同時，又給公園增加了電力供應。生物發電在日本也是一種新生事物，還計劃利用牛糞便發酵后產生的沼氣制造燃料電池。各種節能技術注重滿足環保的需要。（六）丹麥 • 全世界風力發電首屈一指的丹麥，目前有五千六百多座風車，供應丹麥11%的電力。

（七）烏干達 • 烏干達將在未來10年至15年內利用儲備的鈾開發核電。由於維多利亞湖水位下降以及尼羅河水力發電量減少，烏干達政府正在考慮開發核電。2006至2007財政年度烏干達政府設立了5650萬美元的能源基金，其中4000萬美元用於支付給熱電廠。2007至2008財政年度能源基金又增加了2570萬美元。（八）紐西蘭 • 由於水力發電為發電方式的大宗，因此其CO2的排放量是隨著氣候的變化而改變，會因水量及電力的需求而變化。所以，紐西蘭高標準的以全部電力生產產業的CO2排放量，做為測量的基準。然而，其他產業則是以單位生產量來計算CO2的排放量，希望能確實地減少其排放量。

（九）德國 • 德國發展再生能源成強勢綠色出口產業，德國自1990年起陸續立法發展再生能源，目前已成強勢綠色出口產業，德國目前擁有全球最大風力發電市場、全球第二大光電市場、歐洲最大光熱利用市場、生質能源與氫能也居領先地位。1970 年發生能源危機後，德國人致力研發地熱、風力等再生能源，全力推動風力、太陽能、地熱、生質能、氫氣發電、天然氣等多元再生能源的研發、運用與生產。（十）英國 • 英國利用葵花仔油產氫的新技術，為汽車及家庭使用的燃料電池提供高效、清潔的氫產品，不僅可以減少污染，還為人們提供了一種豐富、廉價而又可再生的替代資料，同時可降低對石油進口的依賴性。

伍、人類未來應如何運用能源 • 以往因為人類能源需求小，相對天然能源又豐富，所以長久以來大量享受廉價的天然能源。而石油形成的過程需要幾千萬年的時間才能完成，依照化石燃料可採年數及人類使用的速率，顯而易見，石油的消耗量每十年增一倍，在西元1950年，世界石油儲藏量，幾乎可供100年使用。未雨綢繆，尋求資源的源源供給，並減少對環境的衝擊，尋找替代燃料及再生能源乃成為目前的當務之急。

(一)、開發新技術的核能發電-核融合 • 核融合是兩個輕原子核(如氫)聚合成一個較重的原子核，從而釋放出巨大的能量。核融合發電與核分裂發電相比，具有許多優點︰一是核融合發出的能量比分裂變要大好多倍。1升海水中所含的核融合原料，通過核融合反應可產生相當于300升汽油燃燒所放出的能量。二是資源豐富。核分裂用的主要原料鈾，目前的儲量僅夠使用約70年；核融合使用的原料是氘，海水中的氘儲量多達45萬億噸，足夠人類使用幾百億年。三是成本低。1公斤濃縮鈾的成本約為12,000美元，而1公斤氘僅需300美元。四是安全可靠，基本無污染。另外，由於核融合需要極高溫度，一旦某一環節出現問題，燃料溫度下降，反應堆會自動停止反應，沒有失控的危險。

(二)開擴新能源，為未來能源尋找新入口 替代化石能源的除了核能外，討論最廣泛的就是再生能源。其中較具發展潛力的再生能源有太陽熱能、地熱、風能、海洋能及生質能等，不需經由燃燒產生能源的方式，能有效避免二氧化碳的產生，另一方面又能充分利用資源。（三）回收能源：包括廢熱(工業廢熱回收、LNG冷能回收)、廢棄物能(焚化爐、污水與糞便沼黑氣、工業廢水發酵)等。（四）能源新利用：包括潔淨車輛(電動車、瓦斯車等)、汽電共生、燃料電池及其他等。

（五）發揮人類的理性與良知 • 除了既有的發電方式之外，目前科學家也積極研究更新更有效率的能源取得或是運用方式，如省電的發光二極體（LED）照明、高效率的燃料電池、氫能，以及分散式供電供熱系統、空調設備，或是目前方興未艾的超導科技、奈米科技等，都是希望能夠讓我們的能源使用效率更高，環境的污染更小。其他諸如建築上新設計與新材料的運用，讓房子更具有隔熱、通風、環保效果等所謂的綠色建築也紛紛出籠，都是利用科技來改善能源短缺的好方法。不過，就算有更多或是更有效率的能源出現，最重要的依然是我們本身的使用習慣。以個人而言，隨手關燈、關水龍頭，改用高效率、低耗能的燈具與設備，甚至多栽種植物改善環境，都是積極參與節約能源最簡單的方法。至於產業方面，也可以從更新生產機具、利用汽電共生、做好教育管理、改變產業結構等方面著手，都可達到改善能源運用的效果。

（六）防止地球持續暖化 • 進入二十一世紀後，全球生態系統“環境急劇惡化”是目前最大的問題，而現今最夯的議題莫過於全球暖化所引起的氣候異常，帶來風災水害不斷，土地沙漠化等問題最為嚴重。如何防止地球持續暖化的作法： • 1.減少能源的浪費或提高能源的使用效率：隨手關燈或搭乘公共交通工具等，將可有效節約能源，是我們每個人都可以做得到的。 • 2.植樹與造林，為地球開扇窗：阻止目前所有森林的濫墾濫伐，並執行有計畫的造林，大量種植樹木，以發揮其淨化大氣的功能。

陸、我家有效的節能作法 • 電鍋穀物預先浸泡約30分再煮，可縮短煮熟時間，也可省電。煮熟開關切斷後為保溫階段，應充分運用熱能，繼續放置在裡面燜約15分鐘再食用。不用時將電源插頭拔起。儘量避免在用電尖峰時段(上午10-12時，下午1-5時)使用電鍋。

瓦斯爐 瓦斯爐頭應經常清理，以免燄孔受油漬阻塞影響燃燒效能。使用低爐架比高爐架省能，燄孔與鍋子底部約2.5公分的距離加熱效果最好。煮、蒸、炊、炒菜時，盡量蓋上鍋蓋，可節省能源的消耗及作菜時間。

洗衣機 • 集中衣服到七、八成才清洗。 • 選擇最適當之清洗方式。 • 浸泡20分鐘後才洗衣，會更乾淨。

電冰箱 • 電冰箱放置，應預留離牆10公分之散熱空間。電冰箱儲藏量以八分滿為宜，以免阻礙冷氣流通。過熱的食物，應等冷卻後才放進電冰箱，以達省電效果。減少冰箱門開關次數及開啟時間。

電風扇 使用「微風」，省電省噪音。

日光燈 以日光燈取代白熾燈較省電。多利用自然光，並養成隨手關燈好習慣。每三個月定期清潔一次燈具，以維持良好照明效率。定期更換老舊燈管，可節約用電。

開飲機 再沸騰開關應減少使用以節約用電。一天以上不使用開飲機，切斷電源，以節約電力。

冷氣機 冷氣溫度宜設定在26-28℃，搭配電風扇使用，省電又省錢。冷氣溫度每調高1℃，就能節省冷氣6%的耗電量。每2~3週清洗空氣過濾網一次。

柒、結論 • 我們不會特別感受到能源的存在，但是也無法離開能源而生存。能源危機絕對不只是政府或是企業，甚至也不只是科學家的責任。只有在地球上的所有人正視這個問題的重要，並善用我們的道德良知與智慧，才能讓人類的文明得以延續下去。

捌、參考資料 • http://energy.ie.ntnu.edu.tw/knowing/arrange/arrange_12.htm。 • http://hknews.china.com/zh_tw/news/1000/2003-12-26/80313.html。 • http://www.bnext.com.tw/LocalityView_1544 • http://www.energyland.emsd.gov.hk/chi/index.htm。 • http://www.tier.org.tw/07publication/energy/9307/再生能源.htm。 • http://www.tier.org.tw/07publication/energy/9110/再生能源.htm。 • http://www.tier.org.tw/07publication/energy/9203/能源科技.htm。 • http://www.nsc.gov.tw/_newfiles/popular_science.asp?add_year=2005&popsc_aid=20&page=10

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