能源確為社會各項活動所必需,惟主要能源來源均有其局限,加上供應近年不斷減少,過渡至可再生能源實屬必須。可再生能源,如日光及風能雖於發電時所排放溫室氣體相對較少,有助達到淨零碳排放目標,但在實行能源轉型,仍存在諸多挑戰。
可再生能源在實現淨零碳排放中的作用
可再生能源對礦產資源的需求
可再生能源面臨的科技挑戰
可再生能源面臨以下科技挑戰:
科技進步與政策支持
全球能源消耗量急速增加
隨著城市化和經濟發展,能源消耗不斷增長。數據顯示,2021年全球能源消耗已超過140億噸標準石油,較2020年增加了5%。從2000年到2021年,全球能源消耗已增長超過50%。主要仍依靠化石燃料,如煤炭、石油及天然氣。這些化石燃料的大量燃燒釋放出二氧化碳等溫室氣體,嚴重加劇全球暖化現象。
可再生能源在實現淨零碳排放中的作用
巴黎協議訂下2050年實現淨零碳排放的減碳目標,意味全球需要大幅降低整體能源消耗並加快能源轉型。最有效實現淨零排放的途徑是提高可再生能源的使用量,尤其是取代高污染的化石燃料發電。
可再生能源對礦產資源的需求
可再生能源產業正成為日益重要的礦產市場,如氧化鋁等。與燃氣發電比較,太陽能光伏發電站及風力發電廠普遍需要更多礦物資源建造。 國際能源署的數據顯示,陸上風力發電廠所需要礦產資源平均較傳統燃氣發電廠多9倍。自2010年以來,隨着可再生能源在新投資中的佔比提升,所需的新增礦產資源額外增加了50%。此外,稀土元素對風力渦輪機非常重要。電網需要大量銅及鋁,而銅更為各種電力技術所必需。
可再生能源面臨的科技挑戰
可再生能源在減少碳排放方面起著重要作用,但由於其間歇性和效率局限,目前只佔全球能源供應約10%。
可再生能源面臨以下科技挑戰:
- 風力和太陽能電是大氣狀況變化的主要來源,造成其發電量間歇性及不穩定性。
- 風力發電是依靠風速和空氣壓力等因素,而太陽能發電則受日照及雲量影響。因此,這些可再生能源缺乏持續性,無法24小時穩定發電。
- 此外,風力及太陽能發電效率存在局限性。各種變因影響其電力輸出,包括類似風速、空氣密度、渦輪機特性等,而部分變因關乎安裝地點。
科技進步與政策支持
能源問題具有全球性,需要社會的各個層面共同合作來尋求解決方案。加快推動可再生能源、降低能源消耗和提升能源科技是解決能源短缺及改善氣候變化的重要途徑。雖然可再生能源現階段仍存在局限,但隨科技及政策支援不斷進步,它很有可能於未來成為實現淨零碳排放的主要來源。