未来能源与可持续发展
进阶化石燃料既有限又排放温室气体，未来能源要依靠太阳能、风能等可再生能源，配合储能、氢能和智能电网；香港承诺二零五零年前实现碳中和。评估能源方案要同时考虑安全、成本和环境，家居节能则是人人做得到的贡献。
- 化石燃料有限又排放温室气体；能源决策要在安全、负担能力和可持续之间平衡。
- 太阳能、风能、水力等可再生能源发电几乎零排放，但受间歇性限制。
- 储能、氢能、智能电网和核聚变研究是未来能源的重要拼图。
文体小知识：能源科技说明文比较各种能源的发电原理、优点和限制，帮助读者评估未来能源的选择。
§课文原文 Passage
1现代生活离不开能源：发电、交通、制造和煮食都靠它。目前全球能源仍以化石燃料为主，但化石燃料埋在地下的储量有限，燃烧又排放大量二氧化碳。能源决策因此面对「三难」：既要供应安全、价格可负担，又要环境可持续。未来数十年，世界必须在三者之间取得平衡，逐步转型。
2可再生能源是大趋势。太阳能光伏板运用半导体的光电效应，把阳光直接转为电力；风力发电靠风推动叶片带动发电机；水力发电用水流推动涡轮；此外还有地热能和生物质能。它们的共通优点是发电过程几乎不排放温室气体，而且不会枯竭；限制是「间歇性」——晚上和无风时便没有电力，需要储能电池或后备电源配合。香港土地有限，正在水塘安装浮动太阳能系统，并研究离岸风力发电。
3核能与新科技也是选项。核电站以核裂变产生热能发电，排放低但面对核废料处理和安全争议；氢能燃烧只产生水，可以储存和运输，被视为难减排行业的希望；储能电池可以把多余的太阳能和风能留待需要时使用；智能电网则用数据即时调配电力供求。科学家还在研究核聚变——模拟太阳产生能量的方式，一旦成功，燃料几乎无尽。
4可持续发展要求「满足今代需要，又不损害后代满足需要的能力」。联合国可持续发展目标第七项是「可负担的清洁能源」，第十三项是「气候行动」；香港承诺二零五零年前实现碳中和。家居节能人人做得到：把钨丝灯换成 LED 灯可省电八成以上、选购一级能源标签电器、冷气调至摄氏二十五至二十六度、电器不用时关掉备用电源。批判思考：没有一种能源完美无缺，公民应该基于数据讨论取舍，而不是只凭感觉。
1重点摘要 Summary
化石燃料既有限又排放温室气体，未来能源要依靠太阳能、风能等可再生能源，配合储能、氢能和智能电网；香港承诺二零五零年前实现碳中和。评估能源方案要同时考虑安全、成本和环境，家居节能则是人人做得到的贡献。
2生字卡 Vocabulary
太阳能、风能、水力等不会因使用而枯竭的能源。
运用半导体光电效应把阳光直接转为电力的技术。
风推动叶片带动发电机产生电力。
以核裂变产生热能发电；排放低但需处理核废料。
氢燃烧或经燃料电池发电，只产生水。
用电池等把多余电力留待需要时使用。
用感应器和数据即时调配电力供求的现代电网。
太阳能和风能受天气和昼夜影响、不能全天稳定发电的特性。
令排放的温室气体与吸收、抵销的数量相抵为零。
标示电器能源效率的分级标签，一级最省电。
3逐步讲解 Steps
- 第一步：认识能源「三难」能源选择要一并兼顾稳定供应、合理价格和环境保护，三者难以完美兼得，所以称为能源「三难」。举个例子：煤电便宜又稳定，但空气污染和碳排放高；太阳能清洁，但夜间不发电、初始成本较高。评估任何能源，都要把三方面放在一起衡量。考试比较两种能源时，可以画一个表格，逐项写出稳定供应、价格和环境三方面的优点与缺点，最后总结哪一方整体较可取，答案便有条理。
- 第二步：理解太阳能发电原理太阳能把光能直接转为电能，过程不排放废气，是最容易在市区应用的可再生能源之一。举个例子：光伏板上的半导体受到阳光照射，电子受激发流动便形成电流；一块面向南方倾斜的板在夏日日照强时输出最高。发电量随天气变化，所以常要与其他能源配合。香港也在推广太阳能：村屋和学校的天台常见太阳能板，电力公司更设有上网电价计划，市民安装后可把产生的电力卖给电网。
- 第三步：理解风能与水能风能和水能都是把动能转为电能，原理直观，设备寿命也长。举个例子：风吹动三叶风机，叶片带动机舱内的发电机发电；水坝放水时，水流推动涡轮机旋转发电。两者都不燃烧燃料、不排放温室气体，但要选对地点才能发挥效益。考试可能问选址条件：风机要建在风力稳定的开扬地区或海上，水坝则要有水量充足、落差大的河道；香港地少人多，发展离岸风力便相对合适。
- 第四步：分析可再生能源的限制可再生能源受天气和季节影响，供应并不稳定，这是推广时必须面对的限制。举个例子：台风后连续阴天，太阳能输出大减，于是需要储能电池放电补充，或由后备机组顶上。了解间歇性的问题，才能明白为什么要发展储能技术。可以想像储能电池是整座城市的大型充电池：发电多时把电储起，发电少时放出使用；常见错误是以为太阳能随时开关即用，实际上必须先解决储存问题。
- 第五步：认识氢能与智能电网氢能和智能电网是解决能源供应不稳定的两项新技术。举个例子：用电量深夜最低，电网可以把多余的风电用于电解水制氢，日间再经燃料电池发电；智能电表会显示每小时用电量，方便电力公司调度和用户节约。科技令能源的运用更加灵活。值得留意的是，用可再生能源电解水制成的氢称为绿氢，使用时只产生水，不排二氧化碳，所以被视为很有潜力的清洁燃料。
- 第六步：解读香港的能源目标香港计划在二零五零年前实现碳中和，即排放的温室气体与吸收的互相抵销。举个例子：途径包括增加可再生能源、转用较清洁的天然气和推广电动车；市民可以追踪每年公布的发电燃料组合数据，检视进度。政策目标要靠数据监察，才不会沦为口号。蓝图还订下中期目标：在二零三五年前，把温室气体总排放量较二零零五年的水平减少一半；先设中期里程碑，长期目标才容易检视和落实。
- 第七步：实践家居节能节约能源是最直接的减碳行动，人人都能做到，还能节省电费。举个例子：把五盏五十瓦钨丝灯换成五盏八瓦 LED 灯，每天亮五小时，一年约省电三百六十度；加上选用一级能源标签的冷气机，电费便明显下降。小改动累积起来，效果十分可观。补充一个对比：钨丝灯泡的寿命约一千小时，LED 灯却可用上约二万五千小时，既省电又减少更换，弃置灯泡造成的废物也随之减少。
4图解 Diagrams
5例题示范 Example
例题：学生会想在学校天台安装太阳能板，有同学质疑「阴天便没有电，不值得安装」。请列出安装的两项好处、两项限制，并提出回应。
- 好处一：太阳能发电不排放温室气体，每年可减少学校部分电力碳排放，配合二零五零碳中和目标。
- 好处二：天台日间的电力直接供应学校，夏天冷气用电高峰时发电量也高，节省电费，长远可回本。
- 限制一：间歇性——阴天、雨天和夜间输出大减，仍需依赖电网供电。
- 限制二：成本和维修——安装费用高昂，台风后要检查和清洁面板。
- 回应质疑：太阳能不必「全天供电」才值得安装；上学日的日间正是用电和发电高峰，即使只是日间部分供电，已能减碳和省钱；还可以把发电数据上墙，作为理科和常识科的教材。
- 答案：好处是不排放温室气体、日间高电耗时段直接省电费；限制是间歇性和成本维修。回应：不需要全天供电，日间供电已有实际减碳和经济效益，并可化身教学资源。
6常见错误 Mistakes
75 题快测 Quick check
Q1写出两种可再生能源及其发电原理。
Q2可再生能源的主要限制是什么？
Q3什么是碳中和？
Q4举出两个家居节能的方法。
Q5为什么评估能源方案要考虑「三难」？
8重点回顾 Recap
- 化石燃料有限又排放温室气体；能源决策要在安全、负担能力和可持续之间平衡。
- 太阳能、风能、水力等可再生能源发电几乎零排放，但受间歇性限制。
- 储能、氢能、智能电网和核聚变研究是未来能源的重要拼图。
- 香港承诺二零五零年前碳中和；联合国目标七和十三指向清洁能源与气候行动。
- 家居节能人人做得到：LED 灯、一级能源标签、冷气二十五至二十六度、关备用电源。