【牛津通識課02】再生能源：尋找未來新動能

　　在日常生活中，我們無時無刻不在使用能源：
　　不論是用手機打電話，燒一壺水或是開車出門，我們都要用到能量。
　　能源是良好生活品質的保障，
　　能夠提供溫暖、生產食物，並且推動科技發展。

　　在過去200年間，世人對化石燃料的依賴日益增加。
　　然而，燃燒煤炭、石油和天然氣來提供能源，
　　會將大量二氧化碳排放到大氣中，
　　還會產生有害污染物，危及世人的健康和環境。

　　在2015年的《巴黎協定》中，世界各國同意，
　　將全球暖化限制在2°C、甚至1.5°C之內。
　　讓未來人類得以繼續擁有良好生活品質的唯一解方，
　　就是國際社會要共同致力於降低碳排放，避免氣候變遷更加嚴重，
　　從現在開始，再生能源將勢必成為主要使用能源。

　　在世界許多地方，太陽光電和風力發電逐漸成為最便宜的能源，
　　並且這些能源是可再生的，生產過程又不至於對環境或人類造成損害，
　　是潔淨的永續能源。

　　本書作者為牛津大學物理榮譽教授、諾貝爾獎獲獎實驗團隊成員，
　　深入淺出介紹了世界能源使用的現況，
　　以及各種再生能源的運作原理、特性、潛力及未來展望，
　　輔以許多統計數據和產業現狀的佐證，
　　顯示科學家們及各國政府已經準備好了，
　　2050零碳排的目標並非天方夜譚，
　　這些再生新能源確實能帶領我們走向更好的未來。

　　【你是知識控嗎？關於牛津通識課】

　　用最簡明直白的方式，了解現代人最需要知道的大問題。

　　牛津通識課（Very Short Introductions，簡稱VSI）是英國牛津大學出版社（Oxford University Press）的系列叢書，秉持「為所有讀者提供一個可讀性強且包羅萬千的工具書圖書館」的信念，於1995年首次推出，多年來已出版近700本讀物，內容涉及歷史、神學、藝術、哲學、文學、醫學、自然科學、政治等數十多種領域。每一本書對應一個主題，由該領域公認的專家撰寫，篇幅簡潔精煉，並提供進一步深度閱讀的建議，確保讀者讀完後能建立該主題的專業級知識框架。

作者簡介

尼克・傑利（Nick Jelley）

　　牛津大學物理系名譽教授，同時也是該校林肯學院（Lincoln College）研究員。他所參與的薩德伯里微中子觀測站（Sudbury Neutrino Observatory，簡稱SNO）實驗獲得諾貝爾獎，他是該實驗計畫在英國的主持人，他還獲頒兩間物理研究所的獎項。最近，他開展針對發展中國家的太陽能進行研究。

　　他的著作包括與約翰‧安德魯斯（John Andrews）合著的《能源科學》（Energy Science, 3rd edition, OUP, 2017）和《能源科學詞典》（A Dictionary of Energy Science, OUP，2017）。

譯者簡介

王惟芬

　　臺大動物系、倫敦大學帝國理工學院科技醫療史碩士。日前在巴黎半工半讀，一邊於索邦法式文明課程修習法文，一邊翻譯寫作，偶爾還兼中文家教。曾經謀生處：中研院動物所與生物多樣性中心、葉子咖啡店、總統府、臺大海洋所與臺大醫學院。譯著以科普、科學史、藝術史、環境科學及傳記文學為主。

　　聯絡信箱：eifen.wang@gmail.com
 

【試閱1】第一章 什麼是再生能源？（部分節錄）
 
◆再生能源的復興
 
水力發電在20世紀穩定成長，提供世界電力需求近1/6，相較之下再生能源在這一時期的大部分時間都遭到忽視，因為以此發電在經濟上並沒有競爭力。不過在1970年代，油價危機導致西方政府開始資助各種再生能源技術的研究計畫，以期減少對石油的依賴。風力發電成為第一個在商業上可行的技術，主要受益於低資金成本和稅收減免，而且是利用飛機產業中已知的葉片設計知識。然而，在1970和1980年代，風力發電的發展隨著油價而起起落落。儘管如此，一些擁有強風而且擔憂能源安全（能否取得負擔得起的能源）的國家仍然支持風力發電的發展。另外，世人也逐漸意識到全球暖化帶來的危害。目前在許多地區，風力發電已經比化石燃料發電更具有成本競爭力。
 
海浪能在1980年代也引起了很大的興趣，但很快就發現其資金成本很高，而且大多數設備無法承受海上猛烈的風暴。儘管如此，一些設計仍在開發中，特別是那些完全沉浸並且固定於海底的設計。潮汐發電則是只有在潮差較大或平均潮汐流夠快的地區才符合經濟效益，這一點造成了限制，不過在好幾個地區仍然是合適的選項，特別是在北美沿海和英國周圍。
 
光伏電池需要更長的時間才在能源市場上立足。光伏效應（photovoltaic effect）是指某些材料在受光照射後會產生電壓，這一現象最初是由貝克勒爾（Edmond Becquerel）於1839年所觀察到的。不過一直要到1950年代，貝爾實驗室才首先嘗試開發出以矽為材料的光伏電池，但是其效率僅有6%左右。然而，由於成本過高，其應用也受到限制，僅限於衛星和太空計畫。等到1970年代爆發石油危機，世人才又激發對光伏電池的興趣，在過去這幾十年間，大規模的量產大幅降低了太陽能電池的成本。我們現在正進入一個新時代，在世界許多地方太陽光電場開始具有商業競爭力。