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減排+零污染 熱推太陽能發電 2018.05.16
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封面專題

能源科技與環境+今日香港

主題:能源科技的影響+環境與可持續發展+生活素質




答案︰B


解說


雖然太陽能發電系統於使用過程中產生的二氧化碳極低,而且不會排放空氣污染物,但在生產和棄置太陽能板過程中卻非「零污染」。

由於部分製造太陽能板過程含重金屬,因此會帶來廢氣污染和工業廢水,但根據綠色和平《中國光伏產業清潔研究報告》,若以太陽能板壽命長達25年計算,而發電系統運作約1.3年,其產生的能源便可以抵銷生產時造成的污染,發電過程中便有20年是零碳排放,相比起化石燃料,生產太陽能發電板製造的空氣污染仍遠比前者少90%以上。



隨着化石燃料存量減少及其帶來的環境問題,煤炭、石油等能源產業的重要性勢必被取代,而可再生能源如風力、太陽能等乃大勢所趨。政府最近公布「上網電價」詳情,將以每度電3元至5元的收購價向民間高價買電,各種利用太陽能發電的設備亦應運而生。到底太陽能在香港這片彈丸之地有何發展潛力?又可成為未來主要能源嗎?

「上網電價」回報高 增吸引力

政府最近落實推出「上網電價」計畫,為香港進一步發展可再生能源邁出重要一步,而申請細節、技術配合及法例等問題均引起大眾關注,政府可如何提供更多支援,以增加措施成效?

香港鄰近地區如東京、首爾、台灣等地早於數年前已實行「上網電價」政策,各地均由政府提供補貼,以固定價格購電,保證市民在固定年期能獲取一定的回報率,促使計畫成功推行,可見投資回本期長短直接影響市民參與安裝系統的意欲,而現時港府制訂的電力回購價對民間有一定吸引力,市民每年可獲數千港元收入,預計六至八年內便可回本。

善用政府土地空間

若要優化計畫的投資選擇,政府下一階段可考慮發行「綠色債券」,讓市民參與於政府項目安裝可再生能源裝置的投資,又或借鏡首爾政府的做法,將政府設施如鐵路車廠、污水處理廠等閒置的上蓋空間,以優惠價租予合資格承辦商發展太陽能,將香港珍貴的土地空間加以利用。

欠支援監管有風險

「上網電價」計畫已於月初開放申請,但現時本地並沒有太陽能系統供應商,市民須自行委託工程公司代為選購物料及進行安裝,而政府對坊間太陽能工程公司、技術人員,甚至太陽能板物料及安裝規格等未有明確指引及監管,網上充斥大量質素參差的太陽能系統,價格由數百元至數萬元不等,舉例一套符合規格的太陽能光伏系統組件平均壽命可長達25年,但次貨壽命可能只得數月,亦容易衍生安全問題。

此外,一般市民不熟悉僭建及安裝條例,有可能相關設置被視為僭建,削弱市民參與計畫的意欲。因此政府宜加強宣傳教育,讓市民進一步認識可再生能源發電設施,對全民發展可再生能源可起事半功倍效果。

香港發展太陽能的潛力

現時,香港能源使用量幾乎完全依賴化石燃料,以及來自大亞灣核電廠的核電輸入,再生能源的使用比率不足1%;而本地超過九成的二氧化碳排放均來自發電,因此發展可再生能源可謂刻不容緩。其實,早於二○○○年,機電工程署曾對香港進一步發展可再生能源的可行性進行研究,指出太陽能及風能最有可能於香港廣泛應用。

日照長+樓宇密集

以太陽能為例,香港位於亞熱帶地區,每年日照時間長達二千小時,而且日光強度大,可充分利用太陽光作發電之用。

此外,香港建築樓宇密集的特點亦為發展太陽能供電提供一大誘因,只要將光伏系統與建築物天台及外牆結構結合,便能為建築物內部提供部分電力;理工大學去年便有研究指出,本港有約四分之三樓宇適合安裝太陽能板,若在全港所有建築物天台裝上太陽能板,其產生的電量便可滿足全港用電量約一成,足見香港有潛力發展太陽能。

窗戶外牆+高效能技術

另外,近年很多政府及私人建築亦相繼於樓宇外牆及天台安裝光伏系統,好像科學園、灣仔大樓、科學館以及南丫島發電廠天台等,未來若進一步將納米太陽能和太陽能玻璃等高效能技術,應用於大廈窗戶及室外結構,將有助推動全民安裝太陽能發電系統,長遠做到自給自足。



發掘太陽能的優勢

發電效率提升 成本漸下降

太陽能發電購置和安裝成本雖然高昂,但近年隨着安裝自動化、納米技術及能源儲存科技發展迅速,發電效率不斷提升,加上太陽能板價格因應市場增長而大跌,使太陽能發電成本大幅下降。根據彭博新能源財經(BNEF)最新數字,現時太陽能發電成本較十年前下跌逾六成,吸引愈來愈多國家和地區加入發展行列,並預言2025年太陽能將成為全球最廉價能源,比傳統燃煤發電更具競爭力。

融入樓宇設計 減佔地空間

部分可再生能源如潮汐能、水力、風力發電等,均須大規模開闢土地建造發電站,但太陽能則較為「入屋」,校舍、建築物天台,甚至住宅窗戶均可安裝太陽能板,又可與建築物外牆、頂部和窗戶結合,不會佔用額外土地空間;而太陽能光伏組件甚至可以取代傳統建築物外牆結構,變相減少使用其他建築物料,政府亦可將水塘、岩石坡、天橋上蓋等閒置空間加以利用,大力發展太陽能。

滋擾環境生態 影響較輕微

太陽能發電系統對環境傷害相對其他可再生能源為低,其運作時不會產生任何噪音,舉例二萬瓦太陽能板所產生的電磁波,僅相當於一台家用電腦,對人體、環境滋擾極小。反觀,部分大型的風力發電站則會帶來一定程度噪音滋擾,根據統計,風力渦輪機每年便殺死10萬隻蝙蝠,同時影響其他鳥類的遷徙路綫,影響生態。雖然生產及棄置太陽能板亦會造成廢物污染,但只要處理得宜,超過九成的廢舊太陽能板物料均可回收重用。

小結

縱觀地理環境及城市結構,香港絕對是發展太陽能的「潛力股」,只要有相關政策及技術支援配合,太陽能亦可望變成大眾日常生活一部分,長遠而言可減少本港二氧化碳排放量,逐步改善城市的空氣質素。



Mindmap:太陽能的好處與發展難度



相關概念

上網電價(Feed-In Tariff)

在「上網電價」政策下,市民或機構可自行安裝再生能源發電設施,例如太陽能光伏系統或風力發電系統,再按既定價格出售所產生電力予電力公司,並接駁至公共電網,以補助發電成本。

環境局公布有關計畫細節,向民間可再生能源電力生產者提供每度電3元至5元的收購價,價格遠超過現時兩電每度電約1.1元的電價,預料有關的市民及機構可在10年內收回成本。

智慧電網(Smart Electric Grid)

指利用訊息及通訊技術監控能源使用的一種輸電系統,可偵測電力供應與一般電力使用狀況,從而調整耗電量,提高節約能源效率,降低損耗;有關系統同時能夠整合再生能源,如太陽能、風能、燃料電池等,以減少對環境的污染。

相關新聞事件簿

香港應用太陽能情況

‧水務署正探討在水塘安裝浮動太陽能板發電系統的潛力,以進一步發展可再生發源。為測試系統的可行性及評估其效能,署方首先在石壁水塘和船灣淡水湖進行先導計畫,各安裝三百五十塊太陽能板。系統預計每年發電達十二萬度,相當於三十六戶普通家庭的一年耗電量。船灣淡水湖的系統運作約半年,石壁水塘則運作了一年多。現時兩個系統所產生的電力,主要供水塘附近的水務署設施使用。(2018年5月)

‧渠務署利用小蠔灣污水處理廠的閒置空間,利用超過4,200塊太陽能板組成、發電容量達110萬瓦的太陽能發電場發電,足以供應污水廠四分之一的電力需求。(2016年12月)

各地政府對「上網電價」實施補貼政策

‧韓國首爾市政府於2012年起為市內小型太陽能發電項目提供額外資助,8年可回本;市政府亦於2015年成立「太陽能公民基金」,讓市民參與投資地鐵站上蓋興建太陽能板,並保證可獲一定的回報率,鼓勵民間投資發展可再生能源。(2016年4月)

‧日本於2012年引入「上網電價」,政府亦就安裝家用太陽能光伏系統提供補貼以及稅務優惠,明年即屆「上網電價」補貼政策實施滿10年,由於日本電力零售業者沒有自備發電廠,固定銷電價簽約到期的太陽光電板電力來源將為電力零售業創造新商機。(2018年2月)

全球可再生能源使用比率提升

‧根據歐洲業界組織「太陽能歐洲」的報告,2016年新增太陽能光伏發電量達到76京瓦,全球太陽能的生產錄得五成增長,當中中國及美國各自增長了近一倍,成為全球之冠。(2017年)

‧根據美國能源情報署,可再生能源佔美國現時能源使用量15%,當地學者研究指出,只要能夠建造一套橫跨全美的輸電系統及足以儲存全國12小時用電量的設備,風力和太陽能未來將可滿足美國達八成電力需求。(2018年2月)

相關辭彙

‧可持續發展 Sustainable Development
‧再生能源 Renewable Energy
‧熱島效應 Heat Island Effect
‧全球暖化 Global Warming
‧碳排放 Carbon Emissions
‧氣候變化 Climate Change

參考資料

‧綠色和平:再生能源迷思系列
https://bit.ly/2JMxQnh

‧彭博新能源財經:潔淨能源投資趨勢報告2018
https://about.bnef.com/clean-energy-investment/

學習教材

資料回應題

細閱以下資料,然後回答問題。

資料A




資料B


香港大學生物科學學院名譽助理教授盧克.吉布森(Luke Gibson)領導的國際團隊在《ScienceDirect》期刊上發表最新研究,他們比較了再生能源中風能、太陽能和水電對環境的潛在影響,依據危害程度做出排行,結果指出水電為「最危險」再生能源,主要是由於維護蓄水池和大壩所建設的道路造成棲息地破碎損失,阻止動物遷徙並擾亂河流,而有一定深度的水壩形塑了壩底的缺氧環境,長期下來產生大量溫室氣體甲烷。

風力渦輪機和太陽能電池板也可能造成環境危害,風力渦輪機每年殺死10萬隻蝙蝠、增加環境溫度和噪音損害當地物種,風電場可能會影響鳥類的遷徙路綫,但若與水電相比,傷害規模顯然要小得多。

資料來源:摘自《科技新報》10-2017

多角度思考

1.
資料A的圖表反映了甚麼發展趨勢?試加以描述。(6分)

2.參考資料及就你所知,發展可再生能源有何利弊?(10分)

建議答題方向

1.

‧2010年,傳統燃煤發電量為風力發電、太陽能發電和生質能發電量總和的兩倍;風力發電、太陽能發電和生質能發電量三項再生能源產生的總電量於2017年首次超越燃煤發電;
‧從2010年到2017年,三項再生能源發電量共增加377兆千瓦小時,其中最大增幅為風力發電,其次是太陽能發電。

2.
利:減少依賴化石燃料,改善公共健康和環境質量(環境);各項可再生能源設施安裝工程可增加就業(社會);隨着可再生能源市場逐漸擴大,商界利用規模經濟優勢降低成本,未來可助穩定能源價格(經濟);
弊:建築成本高,如水壩只能興建於水流量和落差大的河道、地熱能發電設施只能選於在火山活躍的地區(經濟);破壞生態環境,如水壩會堵塞河流,導致上游氾濫、風力發電場造成雀鳥死亡事故等(環境)。

延伸回應題

細閱以下資料,然後回答問題。

資料A

世界自然基金會香港分會(WWF)調查發現,逾九成受訪者願意支付額外費用支持可再生能源發展,但關注安裝太陽能系統費用太貴。基金會建議政府設立種子基金或起動基金資助市民。

WWF去年十二月至今年一月訪問七百二十四名市民,了解公眾對本港可再生能源發展的意見。結果顯示,九成二受訪者願意為支持本地發展可再生能源,支付額外費用;當中七成二表示,若電力公司回購電力,會考慮安裝可再生能源設備,但受訪者最大關注是安裝太陽能系統費用高昂。至於有關系統的回本期,六成九認為少於九年才可吸引他們安裝系統。基金會助理項目經理(可持續發展-環境)杜珮煒表示,調查顯示市民對香港可再生能源發展的取態漸趨成熟,建議政府應將初期的回購價訂立為每度電四元,保證回購二十五年,確保能在八至十年內回本,並設立社區起動基金,以增加誘因。

資料來源:摘自《頭條日報》27-1-2018

資料B

港府上周公布「上網電價」詳情,電力公司日後會以每度電三至五元的價錢,買入民間安裝太陽能板所產生的電力。消息一出,坊間多家太陽能工程公司即推出不同的發電系統,以七百呎的村屋天台為例,費用介乎八萬至四十多萬元不等,並聲稱可以在六七年內回本。此外,深水埗電子用品店及購物網站淘寶網均有出售太陽能板,但相同功率的產品,價格可由三百元至一萬元不等,相差甚遠。

太陽能板霎時間湧現龐大商機,但本港對太陽能配件的標準及安裝方式均無標準,工程公司於是各師各法,令市面上的太陽能板製成品質素參差。香港太陽能.com負責人梁展鵬除了承接安裝工程,亦有從事太陽能板維修工作,他不諱言有太陽能工程公司選用次貨,令用戶安裝後數個月,即因為系統失靈而找他「執手尾」。他舉例指出,有人為了貪平,會在太陽能板中混入次貨,惟此舉輕則降低發電效能或令系統失靈,重則引發短路,甚至因過熱而起火。除了用料問題外,安裝方法亦影響太陽能系統的質素。

資料來源:摘自《星島日報》26-4-2018

多角度思考

1.
參考資料,香港在推動可再生能源發展時有甚麼限制和困難?(6分)

2.你多大程度上同意「推行上網電價政策有助香港的可持續發展」的說法?試解釋你的看法。(12分)

建議答題方向

1.

‧土地供應有限,難裝設規模較大的發電設施;
‧缺乏政策及配套設施,法規不清晰,令人卻步;
‧發展可再生能源成本高昂,市場缺乏經濟誘因等。

2.同學可自由發揮作答,言之成理即可。(提示:同意──環境:減低損害環境;作為香港電力來源之一的大亞灣核電廠有泄漏輻射的隱憂,提高可再生能源發電比重可逐步淘汰核能;經濟:吸引海外投資者設立能源科企,發展可再生能源產業;社會:應付社會龐大的能源需求。不同意──法例規管指示欠清晰,窒礙市民申請;若日後太陽能供電需求低於供應,電費可能增加;加劇市場競爭,商家為圖利或出售劣質設備;市民或機構為賺取最高電價,或將發電容量拆細,影響成效等)

載自2018年5月16日《S-file通識大全》

文:卜美銀 圖:星島圖片庫
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