據(jù)IEA最新報(bào)告顯示，全球能源的最大宗來(lái)源仍然是燃煤，主要是因?yàn)槊喝允侨祟愖钬S富且最廉價(jià)的能源，許多第三世界國(guó)家十分仰賴它，但煤也是全球暖化不斷加速的元兇之一，因此盡管全球可再生能源如火如荼的發(fā)展，但要靠慢慢建設(shè)各種低碳能源來(lái)取代燃煤，實(shí)在是緩不濟(jì)急，簡(jiǎn)直是?愚公移山?式一廂情愿。所以有許多人認(rèn)為，最快速的解決辦法，是為燃煤加裝各種碳捕捉技術(shù)，把煤?漂白?。
碳捕捉技術(shù)的缺點(diǎn)之一自然是增加成本，但如俄亥俄州立大學(xué)研究團(tuán)發(fā)展的間接式燃煤技術(shù)，成本并不高，未來(lái)許多新的碳捕捉技術(shù)將可以在成本上讓窮國(guó)也能接受，剩下的問(wèn)題是：那捉來(lái)的二氧化碳要去哪？
?碳的“回收再利用”才是未來(lái)關(guān)鍵
石油業(yè)早就有在老油井中灌入二氧化碳加壓，讓油井提升產(chǎn)量的技術(shù)，因此人類很容易就想到干脆把二氧化碳打到地底去，眼不見(jiàn)為凈，這就是所謂的?碳封存?，但碳其實(shí)是一種有用的資源，因此新的作法是想辦法利用儲(chǔ)存下來(lái)的碳，去結(jié)合其他的領(lǐng)域來(lái)發(fā)揮碳的價(jià)值。
碳是目前人類最主要的能源載體，人類大量使用碳基燃料，都是來(lái)自于植物行光合作用的過(guò)程中，以二氧化碳為原料，把太陽(yáng)能綁在碳基有機(jī)化合物之上，人類目前還沒(méi)有任何比碳更好的能源載體，二氧化碳可說(shuō)是制造碳基燃料的原料，而捕捉二氧化碳也要成本，好不容易辛苦捉來(lái)卻丟到地洞里，是本末倒置的行為。
新的觀念是碳的再利用，而這就又回到本系列的太陽(yáng)能主題，前篇提到能源儲(chǔ)存，主要談到熔鹽儲(chǔ)熱與電池技術(shù)，但是有研究者提出第三種思考：直接化學(xué)儲(chǔ)能。
碳回收方法一：轉(zhuǎn)換成一氧化碳
所謂直接化學(xué)儲(chǔ)能，就是把太陽(yáng)能以燃料的化學(xué)鍵結(jié)能方式儲(chǔ)存起來(lái)，如此一來(lái)不但能讓太陽(yáng)能發(fā)電本身穩(wěn)定供電──沒(méi)太陽(yáng)時(shí)就燒燃料發(fā)電──燃料甚至還可輸送到別處使用，或是用于非發(fā)電用途等等，而儲(chǔ)存的過(guò)程，常用到二氧化碳，還可碳回收，一舉兩得。
洛克希德馬丁旗下的桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（Sandia National Laboratories）就正在實(shí)驗(yàn)以聚光式太陽(yáng)能搭配二氧化碳來(lái)儲(chǔ)存能量。
桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的聚光式太陽(yáng)能裝置，用反射鏡將陽(yáng)光聚焦，加熱氧化鈷與氧化鐵組成的陶瓷體到攝氏1,500度，陶瓷體內(nèi)部構(gòu)造為許多交錯(cuò)的直徑1毫米小柱，也就是說(shuō)有相當(dāng)多空隙可供反應(yīng)，高熱會(huì)迫使氧化鈷與氧化鐵釋放出氧，之后，陶瓷體轉(zhuǎn)入一個(gè)充滿二氧化碳的空間中，缺氧陶瓷體會(huì)從二氧化碳上剝奪氧原子，使其變?yōu)橐谎趸?，然后陶瓷體再轉(zhuǎn)到外頭受熱，持續(xù)循環(huán)。
也就是說(shuō)，太陽(yáng)能被儲(chǔ)存在一氧化碳的化學(xué)鍵結(jié)之中，一氧化碳可以直接燃燒發(fā)電，也可以用來(lái)生產(chǎn)各種燃料，如氫氣、甲醇，以及合成汽油等等。
碳回收方法二：轉(zhuǎn)換為天然氣
原名SolarFuel的德國(guó)ETOGAS，則發(fā)展用于太陽(yáng)能電池的技術(shù)，由于使用的是電力，亦可應(yīng)用在風(fēng)力發(fā)電上。
在德國(guó)，由于大力推動(dòng)可再生能源，在夜間大量風(fēng)力發(fā)電的發(fā)電量超過(guò)用電量需求只能離線，許多電力平白浪費(fèi)，近2年來(lái)，德國(guó)可再生能源過(guò)剩，而電力從每年1.5億度，增加到每年10億度，預(yù)計(jì)2050年要達(dá)成可再生能源占80%的目標(biāo)，在可見(jiàn)的未來(lái)內(nèi)，過(guò)剩電力還會(huì)持續(xù)增加，給予ETOGAS龐大的潛在商機(jī)。
ETOGAS的技術(shù)是將二氧化碳與水經(jīng)電力轉(zhuǎn)換為天然氣，第一步先以電力電解水，產(chǎn)生氫氣與氧氣，氫氣與二氧化碳反應(yīng)，產(chǎn)生天然氣與水，這個(gè)過(guò)程的能源轉(zhuǎn)換率為60%。之后，天然氣可以直接供應(yīng)燃?xì)獍l(fā)電，或是作為其他用途的燃料。
4H2?+ CO2→2H2O + CH4
把多余電力轉(zhuǎn)換為天然氣的化學(xué)能，除了達(dá)到碳回收以及能源儲(chǔ)存的效果以外，由于多余的天然氣還能做為其他用途，擴(kuò)大商業(yè)模式的彈性，有助于增加營(yíng)收，相對(duì)降低成本。
ETOGAS目前與德國(guó)汽車(chē)大廠Audi合作，其天然氣廠將供應(yīng)Audi的1,500輛天然氣汽車(chē)，此外，這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于偏遠(yuǎn)地區(qū)也十分有吸引力，ETOGAS爭(zhēng)取到智利一處礦場(chǎng)的訂單，可就地提供能源，節(jié)省龐大的燃料運(yùn)送開(kāi)支。
發(fā)展化學(xué)儲(chǔ)能的還有美國(guó)太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（Pacific Northwest National Laboratory, PNNL），不過(guò)PNNL沒(méi)有用到二氧化碳，而是以天然氣加水反應(yīng)成氫氣與一氧化碳，即合成氣（Syngas）。
碳回收方法三：應(yīng)用在生質(zhì)能源上
進(jìn)一步探討碳回收，就進(jìn)入到太陽(yáng)能生質(zhì)能源的領(lǐng)域，如2013年的彭博新能源金融高峰會(huì)上10大先鋒之一的Joule Biotechnologies，雖然專營(yíng)生質(zhì)能源，其實(shí)也可說(shuō)是一家廣義的太陽(yáng)能廠商。
【能源科技】2013彭博新能源金融高峰會(huì)：10大新能源先鋒：http://pv.energytrend.com.tw/news/20141217-10123.html
一般生質(zhì)能源需種植作物、采收，為人垢病的是?與人爭(zhēng)地?、?與人爭(zhēng)水?、?與人爭(zhēng)糧?，以及種植過(guò)程仍然需要大量能源──因?yàn)檗r(nóng)業(yè)機(jī)械要燃油才能運(yùn)作。
Joule Biotechnologies并不在土地上種植作物，而是直接以基因工程造出微生物，各種不同的基改微生物能以光合作用直接產(chǎn)生乙醇或其他可作為燃料的有機(jī)化合物，可視所需要的產(chǎn)品來(lái)更換微生物。
微生物在密閉的水管中循環(huán)，打入二氧化碳?xì)馀?，微生物就在其中進(jìn)行光合作用，制造出燃料，在Joule Biotechnologies的廠區(qū)，水管遍布整片地面，就好像綠色的太陽(yáng)能電板似的，而Joule Biotechnologies的廠址也與一般太陽(yáng)能電廠一樣設(shè)在荒涼的沙漠，不會(huì)?與人爭(zhēng)地?。
Joule Biotechnologies的技術(shù)不僅可以回收二氧化碳，還由于水在水管中密閉循環(huán)，不像種植作物那樣耗費(fèi)水資源，不會(huì)?與人爭(zhēng)水?，也不會(huì)?與人爭(zhēng)糧?，產(chǎn)生的產(chǎn)品還可以隨市場(chǎng)需求，更換不同的微生物，就產(chǎn)生不同產(chǎn)品。
發(fā)展此類太陽(yáng)能生質(zhì)能源的也不只Joule Biotechnologies一家，全球各地實(shí)驗(yàn)室與新創(chuàng)企業(yè)中，各種不同藻類、微生物都正在為人類制造燃料；也不一定像Joule Biotechnologies那樣水管鋪滿地，有的技術(shù)使用可成排掛在室內(nèi)的水包，利于人口稠密的亞洲應(yīng)用。
三十年河?xùn)|，三十年河西，期待太陽(yáng)能的東山再起
本系列至此，就先告一段落，但是太陽(yáng)能的各種技術(shù)，絕不是僅此而已，本系列只是走馬看花的提供一些簡(jiǎn)單介紹，在本系列介紹的技術(shù)以外，全球尚有相當(dāng)多各種不同技術(shù)正在研發(fā)之中，其中或許只有1~2%會(huì)成功，但是亦足以改變整個(gè)世界。
而即使沒(méi)有劃時(shí)代新技術(shù)造成突破性的進(jìn)展，也不代表市場(chǎng)不會(huì)起大變化，5年前，幾乎沒(méi)有人預(yù)料到2011年會(huì)出現(xiàn)太陽(yáng)能電池大崩盤(pán)，5年后的太陽(yáng)能發(fā)展，也很可能是現(xiàn)在的我們所完全預(yù)想不到的。
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