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[科普中国]-阳光电城

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根据国际能源总署的定义,阳光电城是以可再生能源来替代核能与化石燃料供应电力的一个城市或社区,以降低温室效应所造成的伤害,达到与环境永续共存的目标。阳光电城以太阳光电系统容量供电,较火力发电排放较少二氧化氮。

简介根据国际能源总署的定义,阳光电城是以可再生能源来替代核能与化石燃料供应电力的一个城市或社区,以降低温室效应所造成的伤害,达到与环境永续共存的目标。阳光电城以太阳光电系统容量供电,较火力发电排放较少二氧化氮。1

温室效应温室效应(英语:Greenhouse effect)是指行星的大气层因为吸收辐射能量,使得行星表面升温的效应。由于温室效应,行星表面温度会比没有大气层时的温度要高。以往认为其机制类似温室使其中气温上升的机制,故名为“温室效应”。不少研究指出,人为因素使地球上的温室效应异常加剧,而造成全球暖化的效应。

太阳辐射主要是短波辐射,而地面辐射和大气辐射则是长波辐射。大气对长波辐射的吸收力较强,对短波辐射的吸收力较弱。白天时,太阳光照射到地球上,部分能量被大气吸收,部分被反射回宇宙,大约47%的能量被地球表面吸收。晚上地球表面以红外线的方式向宇宙散发白天吸收的热量,其中也有部分被大气吸收。

大气层像覆盖玻璃的温室一样,保存了一定的热量,使得地球不至于像没有大气层的月球一样,被太阳照射时温度急剧升高,不受太阳照射时温度急剧下降。一些理论认为,由于温室气体的增加,使地球整体所保留的热能增加,导致全球暖化。

如果没有温室效应,地球就会冷得不适合人类居住。据估计,如果没有大气层,地球表面平均温度会是−18℃。正是有了温室效应,使地球平均温度维持在15℃,然而当下过多的温室气体导致地球平均温度高于15℃。

目前,人类活动使大气中温室气体含量增加,由于燃烧化石燃料及水蒸气、二氧化碳、甲烷等产生排放的气体,经红外线辐射吸收留住能量,导致全球表面温度升高,加剧温室效应,造成全球暖化。为了解决此问题,联合国制定了气候变化框架公约,控制温室气体的排放量,防止地球的温度上升,影响生态和环境。1

核动力核动力(英语:nuclear power,也称原子能核能)是利用可控核反应来获取能量,然后产生动力、热量和电能。该术语包括核裂变,核衰变和核聚变。产生核电的工厂被称作核电站,将核能转化为电能的装置包括反应堆和汽轮发电机。核能在反应堆中被转化为热能,热能将水变为蒸汽推动汽轮发电机组发电。

利用核反应来获取能量的原理是:当裂变材料(例如铀-235)在受人为控制的条件下发生核裂变时,核能就会以热的形式被释放出来,这些热量会被用来驱动蒸汽机。蒸汽机可以直接提供动力,也可以连接发电机来产生电能。世界各国军队中的某些潜艇及航空母舰以核能为动力(主要是美国)。

根据国际能源署的资料,2007年全球电力有13.8%由核能提供。截至2014年9月,全世界共有437个核电机组处于运行状态,总装机容量为374.5吉瓦,虽然不是所有的核反应堆都正在发电。超过150艘使用核动力推进的舰船已被建造,由超过180个核反应堆提供提供动力。

核动力相关的重大事故包括三哩岛核泄漏事故(1979年)、切尔诺贝利核事故(1986年)、福岛第一核电站事故(2011年)和一些核动力潜艇事故。在各种能源的事故之中,按照每个单位发电的人命损失计算,核电的安全记录优于其他几种主要的发电方式。

到2012年,根据国际原子能机构,全世界有15个国家正在建造共有68个民用核电反应堆,其中,中国已有25座核电站正在建造,并且计划建造更多的。美国有近一半的核反应堆的证书被延长到60年,并且认真考虑建造十几个新核电站的计划。德国决定在2022年前关闭所有核电站,而意大利禁止核电站。继福岛之后,国际能源机构估计到2035年要减半新增加的核能发电能力。1

可再生能源可再生能源(Renewable Energy)为来自大自然的能源,例如太阳能、风力、潮汐能、地热能等,是取之不尽,用之不竭的能源,会自动再生,是相对于会穷尽的不可再生能源的一种能源。

另一方面,近年来世界上有些国家也意识到可再生能源的重要性,而大力鼓吹,特别是在风电方面,风电从1990年来即每年有30%的成长速度,至2016年全球装机容量已达486.790 GW。另外就个别国家而言:例如德国:再生能源发电从1990年占全部发电量约3.1%,发展至2010年底的17%,其中36.5%为风电;33.5%是生物质能发电,19.7%是水力,太阳光电有12%,有37万的就业人口。

近几年来,由于气候变迁对人类带来的警讯,让各国政府纷纷思考如何减碳节能。为减少对化石能源的依赖性,有些国家便转而求救于核能发电,以达减碳又同时成本低廉的效果,惟自2011年3月11日发生的日本福岛核灾以后,许多国家原本雄心勃勃的扩核计划,都大大地受到质疑,极有可能会“弃核转再”,让可再生能源的发展有更大的空间。

根据国际能源署可再生能源工作小组,可再生能源是指“从持续不断地补充的自然过程中得到的能量来源”。可再生能源泛指多种取之不竭的能源,严谨来说,是人类有生之年都不会耗尽的能源。可再生能源不包含现时有限的能源,如化石燃料和核能。1

本词条内容贡献者为:

李斌 - 副教授 - 西南大学