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沙漠廢棄礦坑 變身水力發電廠

鄭重聲明
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南加州上周雨勢不斷,本周也幾乎每天都會下雨,固然滋潤了乾枯的大地,但位於南加州無數住宅屋頂上、沙漠荒野中的千萬片太陽能發電板,卻發不了電。這說明了「再生能源」(renewable energy),雖然取之不盡、用之不竭,還是受到大自然不可抗力因素的限制,因此,依靠單一能源發電,實際上不可行,加州與美國的電力供應網,目前與未來都採多種發電方式的混合組成。研發更有效率的鋰離子電池(Lithium-ion battery)與抽蓄式水力發電,將是搭配太陽能與風力發電的好幫手。

太陽能與風力雖是很好的再生能源,但最大的問題仍是「看天吃飯」,沒有太陽的夜晚與陰雨天、沒有風的日子,就是發不了電。但艷陽高照與風大的時候,某些時間點的發電卻多到用不完。因此如何儲存再生能源的電力,以備不時之需就非常重要,更是未來加州立法設定在2045年達成百分之百「清潔能源」(clean energy)的關鍵。

目前填補加州再生能源的缺口,主要來自天然氣發電,其次則是外州進口的電力與加州本身的核能發電。但天然氣也是石化燃料,同樣會形成污染與溫室效應;而自外州進口的電力中,有很大一部分是燒煤碳和天然氣產生的電力;核電雖不會造成溫室效應,但加州唯一的核電廠Diablo Power Plant將於2025年關閉。

今年的好消息是鋰離子電池價格,比十年前下降了87%,太陽能與風力電廠可以更經濟的價格安裝鋰離子電池,儲存高峰期用不完的電力,供離峰之用。但目前科技研發的鋰離子電池,只能儲存數小時的發電量,而且電池來自多種礦產提煉出來的化學品,電池本身與太能板都有使用年限,退役後處理會造成一定的污染。未來電池如能再降低成本,儲存更多的電力非常重要。

至於抽蓄式水力發電,是指在發電高峰期,將多餘電力,把水從低處抽到高處,當有需要時,再把水往下流,帶動發電機,不受天氣限制,也不會有回收電池的問題。目前一些加州大型水壩或人工湖有這種功能,但發電量還遠遠不夠。如果把抽蓄式水力發電,與太陽能、風力和地熱發電廠結合,將是完美的搭檔,抽蓄式發電等於是這些再生能源的超大型蓄電池。

興建新的水庫或人工湖成本太高,且可能破壞自然生態。但在河濱縣約書亞樹國家公園附近的鷹山(Eagle Mountain)廢棄鐵礦,聯邦政府已發給一家能源公司興建1300百萬瓦(megawatt)的抽蓄式水力發電廠,將水注入山上與山下的兩處礦坑,利用不遠處南加州最大太陽能發電廠的多餘電力,抽水上山,在夜間或雨天放水下山發電,可維持18小時發電,遠比鋰離子電池有效率。

1300百萬瓦到底是多大的電量?位於新墨西州的四州交界處(Four Corners)附近納瓦荷印地安保留區內,有一座運作多年、供應南加的燃煤發電廠,發電量為1636百萬瓦,數十哩外就能看高聳入雲的巨大煙囪。鷹山抽蓄水力發電廠如果建成,即能取代納瓦荷煤電廠約四分之三的供電。

然而目前鷹山計畫最大的問題是,約書亞樹國家公園附近是廣大沙漠,最初注滿礦坑要用80億加侖水,每年還要5億加侖填補充自然蒸發的水量,那裡有這麼多水可以用?答案是抽取深層地下水。環保人士還在掙扎,是否繼續反對這個水力發電計畫,在降低溫室效應與保護地下水資源之間,取得最大的平衡。



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