未來能源與可持續發展
進階化石燃料既有限又排放溫室氣體，未來能源要依靠太陽能、風能等可再生能源，配合儲能、氫能和智能電網；香港承諾二零五零年前實現碳中和。評估能源方案要同時考慮安全、成本和環境，家居節能則是人人做得到的貢獻。
- 化石燃料有限又排放溫室氣體；能源決策要在安全、負擔能力和可持續之間平衡。
- 太陽能、風能、水力等可再生能源發電幾乎零排放，但受間歇性限制。
- 儲能、氫能、智能電網和核聚變研究是未來能源的重要拼圖。
文體小知識：能源科技說明文比較各種能源的發電原理、優點和限制，幫助讀者評估未來能源的選擇。
§課文原文 Passage
1現代生活離不開能源：發電、交通、製造和煮食都靠它。目前全球能源仍以化石燃料為主，但化石燃料埋在地下的儲量有限，燃燒又排放大量二氧化碳。能源決策因此面對「三難」：既要供應安全、價格可負擔，又要環境可持續。未來數十年，世界必須在三者之間取得平衡，逐步轉型。
2可再生能源是大趨勢。太陽能光伏板運用半導體的光電效應，把陽光直接轉為電力；風力發電靠風推動葉片帶動發電機；水力發電用水流推動渦輪；此外還有地熱能和生物質能。它們的共通優點是發電過程幾乎不排放溫室氣體，而且不會枯竭；限制是「間歇性」——晚上和無風時便沒有電力，需要儲能電池或後備電源配合。香港土地有限，正在水塘安裝浮動太陽能系統，並研究離岸風力發電。
3核能與新科技也是選項。核電站以核裂變產生熱能發電，排放低但面對核廢料處理和安全爭議；氫能燃燒只產生水，可以儲存和運輸，被視為難減排行業的希望；儲能電池可以把多餘的太陽能和風能留待需要時使用；智能電網則用數據即時調配電力供求。科學家還在研究核聚變——模擬太陽產生能量的方式，一旦成功，燃料幾乎無盡。
4可持續發展要求「滿足今代需要，又不損害後代滿足需要的能力」。聯合國可持續發展目標第七項是「可負擔的清潔能源」，第十三項是「氣候行動」；香港承諾二零五零年前實現碳中和。家居節能人人做得到：把鎢絲燈換成 LED 燈可省電八成以上、選購一級能源標籤電器、冷氣調至攝氏二十五至二十六度、電器不用時關掉備用電源。批判思考：沒有一種能源完美無缺，公民應該基於數據討論取捨，而不是只憑感覺。
1重點摘要 Summary
化石燃料既有限又排放溫室氣體，未來能源要依靠太陽能、風能等可再生能源，配合儲能、氫能和智能電網；香港承諾二零五零年前實現碳中和。評估能源方案要同時考慮安全、成本和環境，家居節能則是人人做得到的貢獻。
2生字卡 Vocabulary
太陽能、風能、水力等不會因使用而枯竭的能源。
運用半導體光電效應把陽光直接轉為電力的技術。
風推動葉片帶動發電機產生電力。
以核裂變產生熱能發電；排放低但需處理核廢料。
氫燃燒或經燃料電池發電，只產生水。
用電池等把多餘電力留待需要時使用。
用感應器和數據即時調配電力供求的現代電網。
太陽能和風能受天氣和晝夜影響、不能全天穩定發電的特性。
令排放的溫室氣體與吸收、抵銷的數量相抵為零。
標示電器能源效率的分級標籤，一級最省電。
3逐步講解 Steps
- 第一步：認識能源「三難」能源選擇要一併兼顧穩定供應、合理價格和環境保護，三者難以完美兼得，所以稱為能源「三難」。舉個例子：煤電便宜又穩定，但空氣污染和碳排放高；太陽能清潔，但夜間不發電、初始成本較高。評估任何能源，都要把三方面放在一起衡量。考試比較兩種能源時，可以畫一個表格，逐項寫出穩定供應、價格和環境三方面的優點與缺點，最後總結哪一方整體較可取，答案便有條理。
- 第二步：理解太陽能發電原理太陽能把光能直接轉為電能，過程不排放廢氣，是最容易在市區應用的可再生能源之一。舉個例子：光伏板上的半導體受到陽光照射，電子受激發流動便形成電流；一塊面向南方傾斜的板在夏日日照強時輸出最高。發電量隨天氣變化，所以常要與其他能源配合。香港也在推廣太陽能：村屋和學校的天台常見太陽能板，電力公司更設有上網電價計劃，市民安裝後可把產生的電力賣給電網。
- 第三步：理解風能與水能風能和水能都是把動能轉為電能，原理直觀，設備壽命也長。舉個例子：風吹動三葉風機，葉片帶動機艙內的發電機發電；水壩放水時，水流推動渦輪機旋轉發電。兩者都不燃燒燃料、不排放溫室氣體，但要選對地點才能發揮效益。考試可能問選址條件：風機要建在風力穩定的開揚地區或海上，水壩則要有水量充足、落差大的河道；香港地少人多，發展離岸風力便相對合適。
- 第四步：分析可再生能源的限制可再生能源受天氣和季節影響，供應並不穩定，這是推廣時必須面對的限制。舉個例子：颱風後連續陰天，太陽能輸出大減，於是需要儲能電池放電補充，或由後備機組頂上。了解間歇性的問題，才能明白為什麼要發展儲能技術。可以想像儲能電池是整座城市的大型充電池：發電多時把電儲起，發電少時放出使用；常見錯誤是以為太陽能隨時開關即用，實際上必須先解決儲存問題。
- 第五步：認識氫能與智能電網氫能和智能電網是解決能源供應不穩定的兩項新技術。舉個例子：用電量深夜最低，電網可以把多餘的風電用於電解水製氫，日間再經燃料電池發電；智能電表會顯示每小時用電量，方便電力公司調度和用戶節約。科技令能源的運用更加靈活。值得留意的是，用可再生能源電解水製成的氫稱為綠氫，使用時只產生水，不排二氧化碳，所以被視為很有潛力的清潔燃料。
- 第六步：解讀香港的能源目標香港計劃在二零五零年前實現碳中和，即排放的溫室氣體與吸收的互相抵銷。舉個例子：途徑包括增加可再生能源、轉用較清潔的天然氣和推廣電動車；市民可以追蹤每年公布的發電燃料組合數據，檢視進度。政策目標要靠數據監察，才不會淪為口號。藍圖還訂下中期目標：在二零三五年前，把溫室氣體總排放量較二零零五年的水平減少一半；先設中期里程碑，長期目標才容易檢視和落實。
- 第七步：實踐家居節能節約能源是最直接的減碳行動，人人都能做到，還能節省電費。舉個例子：把五盞五十瓦鎢絲燈換成五盞八瓦 LED 燈，每天亮五小時，一年約省電三百六十度；加上選用一級能源標籤的冷氣機，電費便明顯下降。小改動累積起來，效果十分可觀。補充一個對比：鎢絲燈泡的壽命約一千小時，LED 燈卻可用上約二萬五千小時，既省電又減少更換，棄置燈泡造成的廢物也隨之減少。
4圖解 Diagrams
5例題示範 Example
例題：學生會想在學校天台安裝太陽能板，有同學質疑「陰天便沒有電，不值得安裝」。請列出安裝的兩項好處、兩項限制，並提出回應。
- 好處一：太陽能發電不排放溫室氣體，每年可減少學校部分電力碳排放，配合二零五零碳中和目標。
- 好處二：天台日間的電力直接供應學校，夏天冷氣用電高峰時發電量也高，節省電費，長遠可回本。
- 限制一：間歇性——陰天、雨天和夜間輸出大減，仍需依賴電網供電。
- 限制二：成本和維修——安裝費用高昂，颱風後要檢查和清潔面板。
- 回應質疑：太陽能不必「全天供電」才值得安裝；上學日的日間正是用電和發電高峰，即使只是日間部分供電，已能減碳和省錢；還可以把發電數據上牆，作為理科和常識科的教材。
- 答案：好處是不排放溫室氣體、日間高電耗時段直接省電費；限制是間歇性和成本維修。回應：不需要全天供電，日間供電已有實際減碳和經濟效益，並可化身教學資源。
6常見錯誤 Mistakes
75 題快測 Quick check
Q1寫出兩種可再生能源及其發電原理。
Q2可再生能源的主要限制是什麼？
Q3什麼是碳中和？
Q4舉出兩個家居節能的方法。
Q5為什麼評估能源方案要考慮「三難」？
8重點回顧 Recap
- 化石燃料有限又排放溫室氣體；能源決策要在安全、負擔能力和可持續之間平衡。
- 太陽能、風能、水力等可再生能源發電幾乎零排放，但受間歇性限制。
- 儲能、氫能、智能電網和核聚變研究是未來能源的重要拼圖。
- 香港承諾二零五零年前碳中和；聯合國目標七和十三指向清潔能源與氣候行動。
- 家居節能人人做得到：LED 燈、一級能源標籤、冷氣二十五至二十六度、關備用電源。