未來能源

By Chris Cheng 程鵬

 

在2006年特斯拉汽車公司剛起步時,埃隆·馬斯克所發佈的「總體規劃」已進行到最後階段。[1]

 

計劃的重點是先製造高價低產量的汽車,用得到的利潤來開發產量中等的汽車,再以利潤來創造高產量且價格實惠的汽車,最後一步是提供太陽能。

 

特斯拉的表現理想。在過去十年,已實現了第一到第三階段的目標,推出了多款空前普及的電動汽車:Roadster、Model S、以及最新款的Model 3。特斯拉最近一季的財務報告更首度出現盈利 [2]。不過最後階段即是提供太陽能,將會是最艱巨的挑戰。

 

可持續能源是一個超前的概念。儘管特斯拉Model S是2015年香港最暢銷的房車3,在香港道路上悄悄馳騁的電動車似乎已能代表可持續能源,但事實卻非如此 [3]。

 

2012年,香港生產的電能有75%來自煤和天然氣(分別為53%和22%)。這些天然資源非常有限而且不能永續,並會排出一氧化碳和二氧化碳污染環境 [4]。香港政府已宣佈多項計劃,要在2020年將天然氣發電的比例增加至50% [5]。所以千萬別因為許多人購買及駕駛電動車,就誤以為可持續能源很快就能在香港得到普及。

 

幸好私營機構沒有袖手旁觀。埃隆·馬斯克已在開發太陽能鑲板技術,同時加州理工學院也在研製運用人工光合作用的另類「太陽能燃料」。人工光合作用聯合中心(JCAP) 於2010年由美國前任能源部長朱棣文倡導成立,目的是要仿效光合作用,利用陽光、二氧化碳和水製造燃料。光合作用是先將水分解成氫和氧,然後讓氫氣與二氧化碳反應產生碳水化合物6。人工光合作用使用同樣的反應物,但產物不是碳水化合物,而是高能量密度的液體燃料。生產過程利用從大氣中攝取的二氧化碳,燃料實現「碳中立」,不會造成新的溫室氣體排放。不過,要發展及推廣這技術絕不容易,過程涉及六個不同化學步驟,極為複雜,而且還未有催化劑可以有效能和選擇性地將二氧化碳轉化為燃料。美國能源部惟有將JCAP的工作方向,從開發商業能源生產技術,轉為人工光合作用技術所需的基礎研究。朱棣文承認此舉與當日構思不同 [6]。

 

與此同時,雖然核能已經使用了近半個世紀,卻有不少嚴重弊端。電廠的巨額建造費,加上放射性物料帶來的風險,制約了核能的廣泛使用。以香港為例,政府設定在可見未來,核電只能佔香港電力總供應量23% [5]。

 

雖然如此,中國科學院上海應用物理研究所正在建造以釷和熔鹽代替鈾,理論上能達到保險要求的新型核反應爐。熔鹽在反應堆內複雜的管道系統流動,既可以冷卻反應堆,又能以熱能驅動渦輪機發電。這設計排除了切爾諾貝利和福島那類核洩漏事故發生的可能性,也就免除了安裝昂貴安全系統的需要。這技術配合中國豐富的釷資源,在中國未來潔淨能源發展中大有可為。有見及此,中國政府在過去五年投入超過20億元人民幣。上海應用物理研究所期望能夠在2030年之前推出商業規模的釷核反應爐 [7]。

 

毋庸置疑,不管是生產大陽能、核能、還是其它可持續能源,都必然要面對許多困難。各位在香港駕駛或欣賞特斯拉Model X時尚的設計時,不要忘記在潔淨能源方面,我們還有很長的路要走!


參考資料

[1] Musk, E. The Secret Tesla Motors Master Plan. Tesla (2006). Retrieved from https://www.tesla.com/blog/secret-tesla-motors-master-plan-just-between-you-and-me
[2] Higgins, T. Tesla Generates A Profit. The Wall Street Journal (2016). Retrieved from https://www.wsj.com/articles/tesla-posts-second-profitable-quarter-ever-1477513454
[3] Soo, Z., Ng, N. With Tesla’s Model S Now Hong Kong’s Top-Selling Sedan, Chief Elon Musk Predicts City to Become World Leader in Electric Vehicles. The South Morning China Post (2016). Retrieved from http://www.scmp.com/news/hong-kong/article/1905236/teslas-model-s-now-hong-kongs-top-selling-sedan-chief-elon-musk
[4] Public Consultation On Future Development of Electricity Market Launched. Hong Kong Government Press Release (2015). Retrieved from http://www.info.gov.hk/gia/general/201503/31/P201503310641.htm
[5] Report on the Public Consultation on Future Fuel Mix for Electricity Generation in Hong Kong. Hong Kong Government Report, Environmental Bureau (2014). Retrieved from http://www.enb.gov.hkdefault/files/en/node2605/Report_on_the_Public_Consultationon_e.pdf
[6] MIT Technology Review, Vol. 119, No. 5, p. 117.
[7] MIT Technology Review, Vol. 119, No. 5, p. 132