所聞所感: 電氣化 第二個浪潮

2015年10月
文／陸志光（克蘭菲爾德大學電機工程教授）

 

 

你曾否想像過，一百二十年前，你的祖父母或曾祖父母是如何過生活的？沒有冰箱、沒有暖氣，也沒有電視、電話、沒有抽水馬桶，晚上也很可能是在黑暗中度過！自從愛迪生在1890年代發明了電燈泡，改變了全球人類的生活，為無數家庭帶來了光明。愛迪生發明的電燈泡影響深遠，時至今日，我們還常用燈泡的圖象來象徵創新的意念。今時今日，除了偶爾為了製造浪漫而點燃蠟燭，基本上所有的光源都是發自電力。在很多國家，電能照明已經有了很長的歷史。對我們來說，電氣化第一個浪潮已過去很久了。話雖如此，不少在非洲、東亞及印度的窮困地區，由於缺乏電力網絡，人們至今仍然活在沒有電燈的生活中。

 

 

◎電動車能掀開電氣化新一個浪潮嗎？

 

 

最近，有很多關於汽車電氣化的消息和討論。事實上，我們早前也曾刊登過介紹電動車的文章。相比起電燈，現時交通工具的電氣化過程仍處於起步階段。據國際能源署的統計(www.iea.org)，截至2014年底，全球的電動車只佔總車輛數目的0.08%，也就是一千輛車裡也沒有一輛是由電力發動的！其中一個令電動車難以普及的因素是價錢昂貴。電動車平均要比傳統汽油發動的車貴出一半，主要是由於電池價格高。另一個問題是使用者常要為電池的容量煩惱，擔心汽車到不了目的地。這一半是心理因素，一半也是實際問題，因為電池容量著實有限。跟傳統汽車相比，最好的電池也只有2%的能量密度，也就是說，100kg的電池實際上只有2kg汽油的能量。而基於電池本身的重量，電動車可走的距離可能更短。

 

 

現實來說，兩者的比較並不容易，因為還有很多其他需要考慮的因素。此外，充電也是一個問題。現時我們還沒有足夠的充電站，如果要充滿電，一般也要等上八個小時，對很多人來說是很不方便的。電池也有壽命太短的煩惱。一般3-4年後，電池容量就會大大減少，不再適合使用，需要更換。不過，這些替換出來的電池仍然可用於其他不受重量及空間限制的能量儲存設備，如家居電器的能源儲備等，都可用上這種二手電池。現時這種電池的二手市場正在擴大，特別在安裝了太陽能或風力發電的家居，這種電池就大派用場了。電池一方面是電動汽車最大的障礙，但另一方面也是促進再生能源發展的有效工具。

 

 

 

◎再生能源及其他應用

 

除了電能車，還有沒有其他事物能有助迎來新一波的電氣化過程呢？由於風能及太陽能的本質都是相對斷續的，所以我們需要儲存的工具（如電池）來儲下多出的能量，以備需要時使用。很重要的一點是，再生能源都是將能量轉化為電能。現時太陽能及風能都在蓬勃發展。在2014年，太陽能在英國的使用率增長是前所未有的，同時成為了繼中國、日本及美國後，第四大裝置太陽能板的國家。另外，在英國肯特(Kent)沿海地區，擁有全球最大的風力發電場。

 

 

2012年，再生能源科技是新能量來源的28%，據彭博(Bloomberg)預算，到2030年，這個數字將會達至50%。若以生產的能量來算，2012年，再生能源只佔了22%，到2030年，估計將達37%。還有一些像地熱這種不能直接產電的再生能源，仍依賴電力泵將地底的熱氣傳到地面。總括而言，再生能源對電氣化過程有著正面影響，但它所帶來的改變將會是循序漸進，而非一蹴而就的。