再生能源技术:回归简单\发挥创意
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在2009年联合国气候变化会议(COP15)落幕后，并没有按照原定计划，确立一个具约束力的减排目标。然而，没有结果的COP15，仍对于再生能源的发展产生相当的鼓舞作用，会后25国的共同宣言，确认将全球升温控制在2℃之内；其中最大排放国美国的加入，以及中国、印度两个未来排放潜能最高的发展中国家的参与，凝聚了人类对于未来环境变化的共识。再者，先进国家承诺在2020年之前，每年集资1000亿美元，协助开发中国家因应气候变迁；在2010至2012年之间，每年将先有300亿美元投入此工作。所谓协助因应气候变迁，核心即在于发展先进、低碳的能源科技，为再生能源产业注入活力，特别是经济负担低、价格低廉、容易普及的系统，将会是开发中国家的首选。
改变中的产业驱动因子
长期以来，成本一直是再生能源推动的瓶颈，人类无可避免的必须以经济的角度审视再生能源的效益，而其始终难以达到商品化门槛，更遑论经济规模。由1973年第1次能源危机开始，诸多再生能源技术即已萌芽，太阳能、风力、洋流、海洋温差，甚至藻类研究、生质燃料等许多耳熟能详的技术，均因成本或效率问题而被束之高阁。
20世纪的3次能源危机，均肇因于区域冲突，基本上，产油国的供给能力并没有大幅的变化，驱动再生能源发展的因子，在情势平息后即消失；在这样的循环之下，新科技没有经济力的支持，难以持续发展脚步。然而在今日，原油的供给能力同样没有太大的问题，但驱动再生能源发展的因素已变成环境问题，如全球对此议题能达成共识，即已确立未来的方向。
再者，以商业立场观察，实际的资金援助措施创造出广阔获利的空间。自京都议定书以来，各国扶植再生能源发展，均以政策补助为敲门砖，因地域、时间、补助项目的不同调，促使市场萌发的力道分散，投资风险性亦高。而现在起，每年至少300亿美元的大饼，目标明确，再生能源产业的经济已部分消弭；更重要的是，明确的实际需求出现，促使市场转变为“先进先赢”的卡位战。在此前提之下，研发所获得的重视与投入，绝非昔日可比拟。
适当科技理念生根
前面论述再生能源的发展前景，下文将以适当科技(AppropriateTechnology)的角度，观察再生能源未来可能的方向。“适当科技”一词起源于英国经济学家E.F.Schumacher在1973年提出的论点，鼓吹发展简单、小量、低成本、非暴力的科技。此理念投射在能源体系的设计上，即应以小型、自给自足、分散而多元的能源，替代集中化、大型化、强调经济规模的能源供给方式，而再生能源正是最佳选择。
适当科技的关键在于如何将理念，透过设计落实成为技术，然而这却也是困境所在。首先，要有共同的目标并以坚定的信念执行，而这通常必须透过政策、法令来约束，所幸目前全球已初步达成共识，有减排降温的一致目标；再者，技术是否能够实践理念，此部分则与科技进展有相当的关系。
举例来说，硅基太阳能光电的发展是由太空用途的需求开始，然而在很长的一段时间中，其对于减排其实没有正面的助益，因为由硅矿开采、纯化、磊晶，再经数百道繁复的制程产出的太阳光电系统，其生产端的能源耗用量，比在20年使用年限中所发出的电更多。同时，在生产时耗费化石能源并排放大量的碳，却强调产品用于减碳，整体效益难以令人期待。
由此可知，太阳能光电的转换效率、制程中的减排是其能否防制地球温暖化的关键。其它的例子，如第一代生物燃料与民争粮所引发的问题等，都必须以更进步的技术来克服。这些例子提醒大家，“适当科技”的落实有其困难性，而相关科技基础的扎根。也必须符合适当科技的理念。
先进再生能源技术
以下介绍数项在近年的科技，可看出科学界对于能源的开发已愈来愈多元化，且在不同的应用面向中，不断寻求更佳的解决方案，符合小而美、永续发展的观点。
渗透压发电
挪威国营的Statkraft公司，在2009年11月发表渗透压发电原型。以薄膜隔离淡水(前方低水位者)与海水，利用两者浓度的不同，淡水将透过薄膜流向海水，升高海水侧压力并推动发电机。目前原型机可发电4kW，仅能推动咖啡机等小家电，而据Statkraft研究，每平方公尺达到5w的效能，才具有经济竞争力。如以5W／m2的效能来看，此发电方式需要很大的空间，因此该设计利用立体堆栈等方式来节省体积。
渗透压发电的关键在于其中的薄膜，其为耗材，必须兼顾水交换的性能、使用时间长短，以及制造与操作成本。Statkrafe的远景为采渗透压发电每年生产1，700，000MWh的电力，足以供应欧洲一半的需求；而在2015年前该公司将完成25MW的先导厂，可供1万户家庭使用，落实的脚步可谓迅速。对于海水取之不竭的台湾来说，这种不受限于气候条件的再生能源技术相当值得期待。
多种高效能风力系统
风力系统常受限于环境，离岸式机组是发挥更高效能的作法。英国科学家将离岸式的机组，由水平轴运转改成垂直轴设计，更试验性的让其漂浮在海面上，而非传统的在海中大兴土木，此方式可较陆上风力机组多获得30～50％的风能，且兴建成本更低。
美国Nordic Windpower公司发展的风电系统，采用2叶片设计，较传统的3叶片机型降低20％以上的成本，并透过特殊的传动系统，使其在狂风、突然的起风状态也可以运转发电，目前开发1MW的系统，适合社区使用，落实分散的概念。
南非Vaal大学则设计出新型垂直轴风力发电机，以三层垂直排列的叶片，风能利用率较传统垂直轴风机提升200％，且因采垂直设计，所占空间极小，预计在2年内将推出100kW的机种，更适合单一的住家使用。
低成本、低能耗的太阳能发电
太阳能发电成本近日又有重大突破，美国Solexant公司开发之无机纳米半导体材料，尺寸仅直径4nm，长度为20～30nm，如此细微的材料可制成油墨状，以roll－to-roll方式印制出来，每瓦生产成本为0.5美元，比现行常用之真空蒸镀技术降低近40％，同时也避免真空蒸镀高能耗、高设备成本的问题。
每瓦1美元是太阳能发电在近2年的指针，在5年前则是天方夜谭，足见太阳能技术的进步速度。2009年3月，First Solar公司以真空蒸镀法制作薄膜太阳能电池，首度达成此目标，然而Solexant公司在不到1年的时间中再破纪录，同时也因此名列2009年的全球百大科技研发奖(R＆D 100 Awards)之中。
Solexant公司未来的关键是让模块的发电效率能超过10％，唯有如此才能克服装置面积与成本等问题，否则即使成本低于每瓦1美元，实用性与产品力却难以与现行的硅太阳能电池竞争。
美国、欧陆各科技专业刊物与网站，在年末时常会各自预测最有潜力或影响性之技术；无论在排名或是入榜数量上，能源科技无疑是2009年最大的赢家，部分再生能源技术受到青睐的程度，甚至高过最具“钱途”的LCT发展与资通讯技术。
从另一个角度来看，科技的起源常常是很简单的。黑色吸热、白色反射热，是小学生都知道的道理，一位MIT的博士生将这个概念转换成为遇热变白、遇冷变黑的屋顶材料，马上就为减碳与自己的荷包做出贡献。再者，机械表可以透过动能自动上发条，那脉搏跳动是不是能做为驱动表的能量?一个15岁的印度女孩提出脉搏发电的想法，Stanford大学将其朝向于电子书、手机的电力来源等方向发展，每个人都可能是一个分散型电力系统，足够提供自己的日用需求用电。
回归简单、发挥创意，再生能源的方向将会更广阔，而千头万绪的节能减碳工作，或许因此而得以理清，让未来的清晰脉络能够浮现。
编据德国《绿色科技》杂志2010年1月号