轉型再生能源,爭分奪秒,並無他途

除非使用危險核能

作者:彭耀階   Pang, Yiu Kai (Hong Kong)   Dec, 2021.

作者彭耀階之有關經驗:
本港最早(1999~2006)於網上售賣小型太陽能系統及工程,透過生態經濟拓展研究社進行,包括擴充及修復本港最早從西德購入至新鴻基元朗采葉庭屋宛卻不能運作之太陽能系統。

 

彭耀階在香港及中國所作之其他開創性工作
1993年 --  中國整全哲學及整全教育哲學開創人,並獲中國學術界以其理論創立北京市整全教育科技研究院(Reference01進入後點擊「整全教育理念研究」)  (Reference02)
1999年,大澳生態、文化和經濟三重保育社區重整計劃意見書三位撰寫人之一(Reference03)
2000 - 01年:東亞衛視優質人生劇集。首套介紹香港自然生態連續電視劇集之男主持及自然生態顧問。
2013 - 14年:無線電視山系女行劇集。香港首套由本港電視台製作,介紹香港自然生態和行山連續電視劇集之自然生態顧問(Reference04進入後點擊「更多」)

2008年 --  零干擾農法開創人(Reference05)   (Reference06)

 

0)  對抗全球暖化,氣候變遷,港人責無旁貸:



香港乃國際金融中心,世界級大都會,在面對人類和眾生的共同災刼--全球暖化,又稱氣候變遷,而且港人同時也是破壞者之一時,理應當仁不讓,走在時代之先才對。所以,香港若只有引進部分天然氣發電,輸入些許核電,頂多是中電以具備吸引力的價錢,回購民居自設再生能源系統的電力產出,回應可說不夠積極。且礙於香港是個高度人口密集的城市,只有一個微小百分比,位於鄉郊的丁屋或平房,或小部分大厦天台等,才可以自建系統,結果此自建再生能源系統措施只可以為香港生產微不足道的再生能源。

回應力度不夠積極的,並不限於香港政府,普遍市民亦同樣。之不過,設若沒有能源供港人使用,香港還可以成為國際金融中心嗎?亦即是說,港人的財富乃以破壞地球賺取回來,港人絕對有義務作出努力,付出一些代價,以求盡量減少在能源使用上對地球的破壞,更應該響應氣候學者對各國須於三十年後停止能源排碳的呼籲。

 


一) 天然氣發電頂多只能夠减碳七成,作過渡性減碳措施


 


又有一說,香港自然資源非常有限,無法設立具規模的再生能源發電,只好退而求其次,引入天然氣發電減少碳排放。其實即使百分百天然氣發電,也只能夠減碳6O%至70%(天然氣成分:八至九成甲烷:甲烷內含1碳4氫,其餘乃乙烷2碳6氫,丙烷3碳8氫,丁烷4碳10氫,戊烷5碳12氫,一氧化碳1碳1氧),但若要地表温度不再上升,綜合不同氣候專家的不同數據,都顯示出必須減少95%以上才成,而且必須於本世紀5O年代之內達標,才可以避過全球平均地表温度升穿攝氏16度,做成難以挽回的升温態勢。所以所有工業先進國皆承諾至2O5O年便要排碳清O,中國亦承諾於2O6O年達到此目標。此外,轉型全天然氣發電也不可行,因為天然氣本身經已比再生能源昂貴,當各國都以天然氣作過渡性減排措施時,價格必會迅速攀升(Reference1)更何況天然氣的縕藏量亦相當有限(Reference2),根本不可能成為全球的首要能源;花樣繁多的再生能源和大幅節能才是不異之選,即使香港真的那麼地狹人稠,此技術難題也必須設法解決。



二) 核聚變乃遠水難救近火

大厦樓頂太陽能


不是說以核聚變反應爐發電,若能夠研究成功,將可以為人類帶來安全而且用之不竭的潔淨能源嗎?不如等到核聚變電廠投產再引進吧!我們首先必須知道,這是個仍然未有成功把握的研發項目,而人類卻只有三幾十年的排碳過渡期,所以完全不可能求之於核聚變去解決危機。在成功機會這方面,港人必須認識到前科大校長朱經武的超導體研究跟核聚變發電的關係,他之於二OO一年辭任休斯頓大學德州超導中心主任一職,前來香港當科技大學校長,正好顯示出超導體在可見將來不會有特破電阻率下限的把握,可以拿來製作商用的磁瓶反應爐發電,否則任何一位尖端物理學家都清楚知道,若能成功,那將是個震古礫今的技術特破,只要有些少把握,相信都不會有人願意放棄這歷史重任。原來核聚變反應爐內的重氫核燃料需要過億度攝氏高温,方能進行熱核反應,任何物質跟這極高温接觸,都會立時爆炸並且灰飛煙滅,所以核聚變反應爐都只能夠用超導體製成,讓超強電流流過超導體時,產生出一個純由強力磁場形成的瓶子,能夠困鎖過億度的重氫等離子(電漿)在內裡進行熱核反應。這種核聚變反應爐早於數十年前開始成功運行,唯是維持磁瓶所需能量並不少於反應爐所能夠產生的,為使反應爐能夠商業投產,必須將產生磁瓶的所需能量大幅降低,亦即製造磁瓶的超導體電阻率要再大幅降低才成(每秒耗能=超導體電阻 × 電流 × 電流),這個也正是朱經武校長先前在德州超導研究中心所領導從事的研究項目。中國大陸也有核聚變反應爐研究,那一台東方托卡默反應爐年前可以達到成功運行熱核反應達兩分鐘,唯是從事研究的國內科學家經已表示,若談到發電投產,起碼也是三數十年後方能著手進行籌劃的事情(Reference3)


三) 常温核聚變更只限於紙上談兵

香港水庫浮板太陽能試驗


不也是說已有常温核聚變研究嗎?那就不需要使用極為耗能的磁瓶,只要研究成功,核聚變發電豈不很快可以實現?可惜常温核聚變所碰到的,也是類似難題。原來沙卡洛夫和法蘭克二人早於一九五O年提出使用緲子(muon)作為催化粒子,以催化反應方式進行核聚變,使之在常温之下同樣可以運行。唯是緲子並非常態存在的基本粒子,乃從兀介子衰變而得,存在時間僅得百萬分之2秒,而兀介子則源自強子碰撞……。換言之,緲子跟其他催化劑的不同之處,就是一般摧化劑並不需要不斷大量補充,緲子則因為僅存在2微秒,必需不斷大量補充!總之,創生緲子所需能量,乃其所能夠催化的核聚變反應能量的五至六倍!即是之故,常温核聚變反應爐自始至今都只維持在紙上談兵階段,就連只理論上可以用作產電的方案,則至今仍未有人提出過。


四) 居於堅離地城的瞎子摸象客

台灣彰化海上浮板太陽能電廠


綠運參與者當中,奇怪得很,有少部分人並不支持再生能源和電動車,認為上述乃高新科技方案,而且在生產和使用過程都仍然要排碳排污,並不可取。他們認為素食,簡樸生活和回復以柴薪作燃料便足夠化解危機。


全球暖化、氣候變遷成因,可說就是涉及縱深文明結構的一頭大象,淺綠人士,深綠人士,從政者,科學家,工業家都各自摸索到這頭大象的不同表面部份,有人說是肉食,有人說是物欲熾盛,有說是人口太多,燃燒化石燃料……現時仍未有人能夠掌握得到這頭大象的整個內裡構造,而只有一點可以確定,就是不要做瞎子摸象客,應要併合各人所摸所得,反而可以得到一個靠諳得多的大象外形,當然更要確認化石燃料及其巨大用量才是大象身軀。


至於生產再生能源及電動車時排碳,可以相對耗能較高及較高污染的太陽能光伏板為例,專家量度得板的能源回本期為1至4年,生產附帶電路及支架等所需能量則只佔生產板所需的一小半,即使用一至四年間可以供應到生產該板及附帶設施所需能量,此亦可以算作太陽能光伏板在剛收集電能的首一至四年間並無產能,但生產這套再生能源設施所耗能量乃由這套設施的用家在一至四年間所用掉,亦即等同於生產這套設施並不耗能,只不過使用期縮短了一至四年,那又何排碳之有?


生產附帶設施時排污的考量原理亦同樣。除此之外,這種排污的污染乃區域性並且可以防治,但燃煤的污染空氣排放則往往可以跨國兼且難以防治。

 


五) 即使全人類素食也只可以減少碳排放一成

公路上方太陽能電廠


本人查實正是素食和簡樸生活奉行者,亦偶然撿拾斷枝供火箭爐燃燒作輔助能源,卻從不會離地至以為鼓吹人人照辦,便可將危機化解。


只要理解一下數據,全球總排碳量之中由農耕、畜牧所做成者,只佔15%左右(Reference4),即使全人類都轉為純粹持素,頂多也只可以減低排碳小於一成(非素食者也只三兩成食物是肉類,而素食也有一定碳足跡)。只管鼓吹簡樸生活則更之離地,他們應該小心檢討一下,自己的物質動員可否比普通平民減少一大半?另外各類農工商活動又如何解決?可以說,即使全香港人都素食又簡樸過來,都無法將碳排放減少一大半。可以說,肉食和不簡樸只是這頭暖化大象的耳朵和尾巴,所有環保和氣候學者都一致認為,化石燃料才是暖化大象的身軀。若果認為不簡樸應是大象的頭腦,而不是尾巴,則拆解這頭腦的構造和內函卻是難度極高的事情,並不可能在三五十年之間辦到。


六) 即使政府加入鼓吹素食和簡樸,亦難以於數十年間見到顯著成效

沙漠太陽能電廠


這套主張其實老早給證明了「在短期內」只可以是個輔助,甚至只是供有心人能夠向自己和上天交代的方案。皆因綠色人士早於數十年前開始在香港大力鼓吹素食和簡樸,只可惜數十年努力下來,素食只有些許成績,簡樸則除了極端少數人士之外,大部分港人可以說是變本加厲,消費變得更之無道。究其因由,乃在於飲食、生產和消費等只是整個文明結構的表層,而文明結構的內層、深層不變,則難以在數十年間促成表層的大變。

當然,人類整體的人口、物質和能源動員若不能夠節制有道,則全部能源轉型再生能源也是枉然,但卻千萬不能夠誤以為素食、簡樸、燒柴便足以化解危機,那是必須跟快速的再生能源轉型配合方能凑效。


七) 只有倒樹斷枝才是O碳燃料,伐林作柴薪的破壞比燒煤更大

海上垂直軸風電機風場


至於柴薪,則只有倒樹斷枝是O碳燃料,皆因倒樹斷枝落葉等都是大氣層的「短程碳循環」(另有中程和長程)部分,人們拿它作燃料,只是更改了其路徑,從經由真菌細菌等將碳釋放回大氣層改為燃燒釋放,其短程碳循環則一。伐林作柴薪則截然不同,它不獨排碳跟燒煤一樣,更之額外做成生物多樣性耗損,即使補回植林也一樣,皆因植林的生物繁異程度大不如自然生長的野林或原有的舊林。即是之故,柴薪燃料只可以限於倒樹斷枝,供鄉郊居民作輔助式減碳之用。

八) 單單以碳回收工程及或措施作為解決方案,都必定要令政府和人民付出比較轉型再生能源更加高昂得多的代價


垂直軸風電機


今日再生能源的供電成本和規模都可以跟燃煤發電匹敵,即使再加入一些安全邊際考慮,全面轉型也無非比燃煤貴1O至2O%。若不裁減燃煤,改為以碳回收方案解決又如何?在2020年,每生產一度電要排放二氧化碳0.4公斤,同年從大氧層每回收二氧化碳1公斤成本約0.5港元(Reference5),加上利潤邊際後,市民每度電的碳回收費用乃0.3港元,亦即市民享用O碳排放的燃煤發電,要付1.5港元一度電,加幅比轉型再生能源大1至3倍!!!而且成效只能及於碳排放,燃煤所做成的空氣污染則起不了裁減作用;然而燃煤發電所做成的空氣污染,不單已經嚴重損害了中國人民的健康,令眾多物種絕種,其所帶來廣泛地區的酸降沉和化學降沉,亦已大大損害了中國及鄰近地區的生物繁異程度,大大增加了耕地的種植難度及因此削弱了其產量,所做成的破壞比全球暖化查實輕微不了多少。


至於以土壤再生種植作為碳回收方案,情況跟直接從大氣層回收二氧化碳相似,所不同者,是碳回收費用會轉移至食物價格之上,更由於普遍市民不明所以,大多不會願意多付金錢購買土壤再生耕作收成。

所以,高科技和土壤再生耕種碳回收二者都應要大力推動,但那只是作為加快回收大氣層內二氧化碳的方案,而主軸核心方案仍然離不開再生能源和電動車。至於電動車之所以也是主軸方案,則不僅僅由於電動車的機件構造比燃油車簡單,亦比燃油車省能,最關鍵之處還在於電動車可以百分百以再生能源驅動,只要充電的電源是再生能源便成。



九) 別讓無知成為拒用理據

水平軸葉片風電機



九、一) 小部分不負責任的公共知識份子
還不過數年前(今日已轉口鋒或銷聲匿跡),更有公共知識分子名嘴和大學教授在時事評論節目中表示再生能源技術仍未發展成熟,完全無視其時歐盟所使用能源之中已經有3O%乃由再生能源提供(Reference6),北歐更之接近5O%,跟事實數據明顯相牴,根本一派胡言,存心欺負港人視野不廣。(關乎地球命運,應知言責有泰山之重

九、二) 反對再生能源和電動車,理據原來是無知
更有一小部分「綠色」人士認為這些高科技攪作,在生產時要耗能、排污、開礦,在報廢時要製造大量有毒垃圾,即使在使用時無公害也是狂然,所以不應使用!


這種論調實質上乃犯上了一些甚為ABC的推理謬誤:


1) 錯誤地以為這些攪作都是平白地弄出來供人使用,而不理會那無非是拿來替代排温氣,排污染,和開礦都高出不知多少倍的化石燃料和汽油車。除非可以找到更好的替代方法或能夠勸服或強制全人類在數十年間減少使用九成以上,否則再生能源和電動車乃唯一有效的解決方案。


2) 錯誤地不予理會全人類必須於5O年代內將化石燃料甩掉,與及錯誤地企圖借文明結構轉變作為解決此燃眉之急的方案。生態村正好是個眾多文明結構轉變方案之中最廣為認受的一套,但從其發展軌跡和速率可以推斷得到,即使假定類此文明結構轉變方案可以成功,最最起碼也要百年以上才能見到顯著成效。即是說,文明結構轉變只是長遠終極方案,再生能源和電動車才是解決此燃眉之急的主軸。


3) 錯誤地以為這些攪作報廢時都是拿去丢掉、堆填等,所以並不可取。原來在未有環保人士提出要回收垃圾之前,絕大部分廢棄金屬老早都是被回收再鑄。太陽能光伏板上的單晶體比一般金屬更加昂貴,看不到什麼理由不會被牟利商人拿去回收?玻璃更不在話下,今天回收已經非常普遍。整體而言,再生能源設施和電動車物料之中絕大部分都是回收有價之物,不虞會像塑膠物品一般構成回收難題。



十) 速速遷出堅離地城,與及不再瞎子摸象

收窄水道式海浪發電系統


於今平均球表氣温只比正常高出1.1度,極端天氣經已處處湧現。若升温接近2度,北極海冰在整個夏季會全部消失(Reference7),令到整個北冰洋在整個夏季吸收太陽熱能增加接近一倍(深海海水吸收陽光能量九成,冰面只吸收近半),於是封存於北極淺海海底,吸熱能力為二氧化碳25倍的水合甲烷(Reference8),亦會大規模地被釋放至大氣層,北冰洋夏季吸熱倍增,和甲烷在大氣層內暴增二者合起來,會做成一個一發不可收拾的升温局面,到時候想撲救,亦會艱難千倍!所以大多氣候學者稱攝氏16度為不可逆轉點(Reference9),若不全力減碳,球温將於5O年代之內升穿攝氏16度。另一方面,地球自192O年開始呈現地表均温上升態勢(Reference10),而當年的全球年排碳量少於今日數量的5%,亦即必須於5O年代之內成功全球排碳接近清零,才能少於192O年的排碳量,此外還要將三至五成已積存於大氣層之中的二氧化碳回收(預料濃度會升到5OO至55Oppm才可以封頂),其濃度才可以低於192O年的3OOppm,球温才會停止上升,而且才會在升穿攝氏16度之前停止。


所以,減碳於今是爭分奪秒的事情,不容有失。所有有助減碳之舉,素食、簡樸、節能、天然氣替代等,都應要動員,但都不能妄想憑此便足以達標,最重要還是轉型再生能源,這方面更加要全力發展和鼓吹。遺憾這大都會在發展再生能源這方面而言,從民間呼聲至政府行動,卻都異常微弱!

 

十一) 再生能源量產成本經已裁減至可與燃煤發電匹敵


浮泡水壓式海浪發電


多得環保工業家和科學家的長年奮鬥,太陽能和風能的量產成本經已裁減至可與燃煤發電的匹敵,今天轉型再生能源的障礙,無非人類和工業的私心、慣性和惰性。一塊二百瓦額定功率,面積一方公尺的單晶太陽能板,名牌廠商在中國設廠的,不外乎一千元左右有售,大規範購入更可得進一步折扣,構築台階支架電路等成本約為板價六至八成,再加上一些安全邊際,投產成本共25OO元。而這一塊二百瓦板,在香港中度雲量(全港以大霧山範圍雲量最高,蒲台島雲量最低)和遮擋不多位置,一年可生產二百度電,以現時1.2元一度電計算,亦即十年半可以回本,年回報率接近1O%,高於兩電的利潤上限。若採用中國品牌,二百瓦板無非三五百元,投產成本更可下調至2OOO元,收1.2元一度電的話,年回報率可達12%。另方面,太陽能板和附設電路都不易耗損,單晶板一般在使用上三十年後,產電量仍有新板七至八成,用上五十年肯定不成問題,只產電量會再下跌一些。萬一有損壞,板和附設裝置亦更換容易,而且設備成本在未來更會進一步降低,……,總之,香港若以太陽能發電,在產電成本這一方面而言乃完完全全可行。

 

十二) 再生能源的其他好處


地熱發電


十二、一)中國乃油貧國
中國是油貧國,要擺脫在能源上俯仰由人,全速發展太陽能風能海浪能地熱能等再生能源與及節約能源是唯一出路,否則只好使用危險而又容易出大差池的核能。

十二、二) 未來天然氣供應會趨於不穩定而且價格會攀升
未來的氣候失衡和極端化,及由其所帶來的政局失衡等會帶來化石能源的進一步供應不穩和價格波動,天然氣價格亦因為縕藏有限(Reference2)和世上各國的減排承諾而攀升(Reference1)。為保本港的能源供應穩定和價格平穩,再生能源應該是個首要考慮項目,因為這也是個自行提供,港內生產的能源。只要肯花心思,怎樣動員和配合新近發展成熟的各類再生能源,香港查實具備電能全由再生能源供應的自然條件。

十二、三)不虞因此遭別國抵制
香港也可免卻未來因為再生能源欠奉而遭國際社會扁抑甚至排斥的待遇。