地球新能源時代(中)
新近成功的典範是加拿大安大略省，於2009年9月公布了合理的收購電價後，馬上就成為全球再生能源的大吸盤，許多跨國企業紛紛前往投資以及開發。
可再生能源的增長
從2004年年底，對於許多技術，全球可再生能源的容量每年增長速率在10-60％。在2009年相對於過去的四年裡，對於風電及其他許多可再生能源技術生長速度加快了。在2009年加入的風力發電能力比任何其他可再生能源技術更多。然而，光伏併網發電增長是所有可再生能源技術中最快的，有60％的年平均增長率。
在2010年，可再生能源大約占新建發電容量的三分之一。到2014年光伏裝機容量可能會超過風電的，但由於太陽能容量係數（容量因子）較低，從光伏電池產生的能量，預計直到2015年前不會超過風電的。
預測是有所不同的，但科學家們已經提出一個計劃，到2030年利用風能，水電，太陽能發電提供100％的世界能源。
根據國際能源署（International Energy Agency，IEA（的在2011年的預測，在50年之內太陽能發電可能產生世界上大部分電力，大大減少了對環境有害的溫室氣體的排放。在IEA可再生能源部門的高級分析師Cedric Philibert說：「光伏發電和太陽能熱設備可滿足世界對電力的需求到2060年 - 和所有能源需求的一半 - 還有風能，水能和生物能發電廠供給很多的給餘下的發電。「光伏發電和聚光太陽能發電可以成為電力的主要來源」，Philibert說。
經濟趨勢
各種形式的能源價格昂貴，但隨著時間的推移，可再生能源一般越來越便宜，而化石燃料變得越來越昂貴。在2011年國際能源署(IEA)的一份報告說：「成本競爭力的可再生能源技術的投資組合變得日益廣泛的情況下，在某些情況下提供的投資機會，而不需要具體的經濟支持，」並補充說，「在關鍵技術上成本的降低，如風能和太陽能等，都將繼續下去。」
國際太陽能學會(International Solar Energy Society)認為，隨著時間的推移，可再生能源技術和經濟將繼續改善，它們是「現在是足夠先進，讓可再生能源為主要穿透成為主流能源基礎設施和社會基礎設施」。
保護有限的資源
根據國際能源署的統計，探勘原油的最高點（哈伯特頂點）是在2020年會達到 (也有人認為其實在2006年已經達到，這也就是為何自2006年開始，全球大幅發展再生能源)，達到這最高點後，隨後能再探勘的原油數量就會減少，而全球能源需求在此時點後卻會增加，所以短中期之內，勢必要讓可再生能源扮演重要角色。而且經由使用可再生能源，可以減少對化石能源的耗竭，而該化石能源也是化學工業長期仰賴的原料。
氣候保護
使用化石燃料排放大量的二氧化碳和二氧化硫等，反之，若使用可再生能源則會使二氧化碳之排放大量減少。
最明顯的例子可舉德國為例，由於德國近20年來各方面鼓勵使用可再生能源，其成效極為卓越，所以在2010年減少了1億2000萬噸的二氧化碳，比2009年還更多1億1100萬噸的二氧化碳，也因此讓德國提前達到減碳目標（京都議定書要求要減碳相對於1990年低於8%，而德國早於2007即達減少18.4%）。反觀台灣，2006年的二氧化碳排放量相對於1990卻增加了140% (進口能源值亦於同期增加126%)。
以台灣為例，上述2007年為例，天然氣使用減碳成效為使用風電的1.72倍，惟就天然氣發電在當年裝置容量為風電的68.17倍（還不含天然氣在發電以外的減碳貢獻），可見使用再生能源發電是最有效的減碳方式。
發電業係造成二氧化碳的最大元兇，全球皆然，例如台灣，60%的二氧化碳來自發電廠，所以改變發電結構是最重要的減碳方式。一台風力發電機組可以達到的減碳效果相當於450公頃的成林（約20座大安森林公園的面積）。全球減碳最好的國家德國目前每年的減碳成效，約近一半是再生能源發電的貢獻。
再生能源需要的人力較傳統能源多，在目前勞動力供過於求的情況下，推廣再生能源可以減少失業問題。
避免游資造成泡沫經濟
許多再生能源，如風力、太陽能，主要的成本是在設備成本，但無燃料成本；這類再生能源初期投資金額高，此特性讓再生能源能吸收過多的游資，對於錢太多的現代社會很有幫助，可以減少房價等民生物資的漲勢，高房價造成的危害如同種族滅絕。
核能雖然也有類似特性，但其在經濟上有許多缺點。首先是核能不能像再生能源一樣，有多少錢就投資多少發電量，核能最低投資金額極高，而且最低投資金額不是一座核電廠而已，而是足以避免核電人才及核電技術經驗繼續流失的數量才行（在三哩島事件後，全球對核電的投資已經少到低於最低金額）；再者是核能很可能需要臨時投入大筆資金提高安全性，以補強過去未考慮的風險；核能被喊停的風險極高，這樣就會突然損失大筆資金，而且許多情況下，喊停一座核電廠的損失，是小於繼續興建或繼續使用的損失。
社會的接受度
大部份的民眾樂見可再生能源的增加，即便電價可能漲價都願意。例如台灣在再生能源發展條例於2009年通過後，當年十二月，經濟部委託世新大學民意調查中心對」再生能源政策」進行民調，得到結果：約85%的人聽過可再生能源，約89%的受訪者支持政府發展可再生能源，約80%受訪者支持使用者付費，約75%接受每月電費調幅在15元以內，約60%使受在30元以內，約48%接受在50元內。
在中國大陸亦同，世界銀行曾對十五個國家人民作過民調，詢問對全球暖化的認知度，有七成的中國人願意支付更高的價格，以對抗地球暖化的問題，因為他們認為「地球暖化是個嚴重的問題」。
在另一方面，再生能源比較不容易造成全面斷電的特性、其成本的快速下降、及可以使用過多的資金及勞動力優勢，也提高了社會接受度：許多工業及商業經營者願意付出較高的電費，來避免全面斷電的災難，廠商會為了減少風險而在廠區設立再生能源設施；許多政府也樂於補貼再生能源，可以減少高失業率及高房價的問題，減少這些問題所減少的政府損失是遠多於補貼再生能源的費用；而且「將一定比例的能源改為再生能源，不會提高成本」已經成為事實，而且這個比例也會慢慢提高。
減少外匯購買化石能源的支出
台灣的能源2009年99.37%依賴進口，其中51.8%為原油，30.5%為煤炭，8.39%為液化天然氣，8.72%為核能發電。
而提供原油的地區，有81.6%來自中東地區；煤炭有43.3%來自澳洲，40.4%來自印尼。可見地區集中性很強，也反映出高風險性，特別是多戰事的中東地區，而新近（2011年）更為了當地的民主運動，將使能源供給以及其價格之波動，劃上問號。
若能增加可再生能源使用的比重，可以減少對進口能源的依賴，也相對地減少受能源價格波動的影響，因為風能，太陽能，地熱以及生物質能都是大自然賜予的，不必付費。
2010年台灣為了進口能源，花費了GDP的11.7%(在2008年由於原油價格上揚，進口能源還花費了占GDP的15.3%)，自2004年起，台灣每年幾乎要多花2千多億新台幣去購買進口能源，但其原因卻非因為經濟成長增加造成能源需求增加，而是因為國際能源事場價格的波動，每年的2千多億因為能源價格上揚而被吃掉了。若再生能源能夠占能源供給的10%的話，那台灣每年就可省下GDP的1-1.5%的花費，亦即每年可省下新台幣1千多億的花費，而將這些資源再運用在再生能源的研究發展上，則台灣再生能源的發展更為可期！
原油價格從1986年的每桶10美元漲到2005年的每桶70美元。而未來的原油價格也伴隨著原油的逐漸枯竭以及中東地區的戰亂，有非漲不可的趨勢。若果，則台灣就要有心理準備，要花上比GDP更多於10%以上多得多（上限未可知）的代價進口化石能源。
亦即，若今日能下決心開始能源結構的轉型，急起直追發展再生能源，明日就可享有穩定能源（供應以及價格）的甜美果實，若任其慣性而貪圖一時之方便，不肯戒掉對化石能源的」毒癮」，則日後將被動地受制於其價格的波動，而影響社會以及經濟發展甚鉅，在2008年時原油價格上漲至一桶145美元時，全球許多國家的經濟受到嚴峻挑戰，社會動盪不安，處處有罷工風潮等等。而國際能源總署甚至還發出警訊：至2013年時，原油每桶為200美元，肇因為目前原油價格太低，故石油公司沒有動機去花費更大開採更多石油，物以稀為貴，故價格會上漲。
產業升級
若是不研發再生能源，會失去產業升級的機會，國家將在未來沒有競爭力。例如沈溺於核能的法國，在2014年前後已經發現，核能已經比再生能源昂貴，興建新核電廠或升級既有核電廠，都不如改用再生能源，法國必須在再生能源上補課。
成本
直接成本
化石能源以及核能的價格越來越貴，但可再生能源的價格在最近十五年來平均下降了一半。甚至有專家認為，其成本基於大量生產以及技術的進步，至2020年價格還可以再下降40%。
由於德國的「固定電價法」(Feed-In Tariff, FIT)，係針對不同的可再生能源形式給予不同價格，並予以每年的遞減，在此情況下，可防止過多的補貼，例如在太陽光電，由於價格不錯，而且市場競爭很激烈，特別是來自台灣以及中國大陸的光電業者更逼迫不少德國業者瀕臨破產，所以德國政府在去年（2010年）太陽光電安裝並併聯達7400 MW時，就加快了電價下調的速度。在台灣經濟部於2010年12月17日也有類似的收購電價下調的動作，只是在台灣已安裝並併聯者（而享有該電價者）可能不到20 MW。
外部成本
由於化石能源的燃燒會造成對生態以及環境極大的污染，而這些負擔目前並沒有被計算在電價中，而係由全社會的人民來分擔。根據德國專家計算，每度燃煤電廠的電應該要計算外部成本每度6-8歐分（相當於每度新台幣2.4-3.2元），相對的風電的外部成本為每度0.1歐分（相當於每度新台幣0.04元），太陽光電的外部成本為每度0.6-1歐分（相當於每度新台幣0.24-0.4元）。以此計算，2007年德國的可再生能源發電，讓全社會節省了58億歐元的外部成本(相當於新台幣2320億)。
再生能源的競爭力
在台灣，可再生能源視種類，有些已經可以和傳統能源平起平坐了，理論上，台灣的風電在風資源優良的地區為每度3元新台幣，在比較普通的地區就需要每度3-4.5元新台幣，若此，則現在即已可和天然氣發電相抗衡。
太陽光電則比較晚有競爭力，早期的價格在每度10元新台幣上下，德國ISE研究機構指出，可能於2030年間，可以達到每度2.5-3元新台幣，也就和傳統發電業打平了。另一方面，傳統發電業勢必不會停留在上述價格，如上所述，基於種種原因，石化能源價格一定上漲，屆時（例如2030年間）則可能比現在為兩倍或更貴的價格。但是此研究是錯誤的，低估太陽能降價的速度，在2014年，太陽能發電在許多市場已經不需要補貼，而且太陽能等再生能源的價格競爭力，已經有望抑制化石能源的價格。
分散型的發電方式
從傳統發電方式走向再生能源發電方式，將對整個電業的結構有鉅大的改變，首先，不再是一個集中的大電廠例如1000MW的燃煤電廠進行發電，而是由各個小型分散型的發電系統進行發電。
而且，在此結構下，不必再像中國西電東送，或像台灣南電北送，而多半由發電的當地就消化了。如此可節省大量的因運輸而損耗的能源。另外，在分散型的發電方式概念下，也應該去推動真正的汽電共生，而集中型的發電廠往往無法利用廢熱，就任憑浪費在大氣之間，極為可惜。
而且，在分散型的電力系統下，風險也相對地分散了，而不是集中的，例如在2011年311日本複合災難發生時，風電在這次日本大地震中生存的下來，也在大停電的同時發揮它不需任何燃料，僅僅仰仗風力即可發電的特質，使日本在大地震期間。還能有提供照明等電力供應的功能。此不但印證了風電是安全可靠的，並且也因為其分散型的發電，才能在災難或事故發生時，不致全地區陷入無電狀態。
對生態環境的影響
在談論「對環境的影響」，可以依「產品生命周期」分成三個階段：製造, 營運，還有最後報廢 ，如下依各種能源發電形式說明之：
燃煤發電
為了有所比較，先在此介紹一下「燃煤發電」對生態環境的影響。從煤礦開始至採煤，都是對生態極大的破壞。其影響面積以及過程中排出的粉塵以及各種有毒物質的污染，都是有害健康以及環境的。舉德國為例：每年針對魯爾區竭煤以及硬煤所給予的補助種類可見：對地下水被超抽以及回復露天採礦地給予每年5億歐元，以及將30萬民眾移離原有居住地區，並俢護超過100平方公里的面積等。而燃煤發電亦極為污染，產生二氧化硫，二氧化碳，灰渣等。
太陽能
太陽光電板的生產技術還在不斷進步當中，就多晶矽光電板而言，其回收所需能源應花費約3.5年，就單晶矽光電板而言，其回收所需能源應花費約0.5-1年，而太陽光電板的設計夀命在20-30年。
在太陽光電板的製造過程，平均每一kW（千瓦）會需要12克的有毒重金屬矽，這種有毒重金屬不會伴隨著產品，而是殘留在工廠。所以製成的太陽光電板本身是無毒而可以作為回收使用的。太陽光電板中含碲化鎘者（First Solar為著例），則該晶片本身含有毒的重金屬，可是晶片本身還是可以回收使用。
水力
最被詬病在大水電的興建，所以全世界對"可再生能源"定義中，水力是只有小水力（小於20 MW），大水電像中國的長江三峽對生態、人文 以及社會結構的破壞是極為驚人的（沿路淹了無數個村莊 ，並強迫一百萬移民至崇明島等等）。
風力
風電產生電的過程中，最為人詬病者為噪音，保持適當距離或改良設計就不會發生困擾，目前甚至已經有產品已經安靜到可以放在住家屋頂。此外，其他廢棄物、廢水、廢氣等都不會排放。至於日後報廢，整座風機都可以重新回收，其中82%是來自鋼鐵，8%是玻璃纖維的葉片部份，還有3%是銅，另外7%是鋁、電子以及一些液體。但規畫不當的風機可能會危害其週邊棲息鳥類或途經候鳥。
生物質能
在利用生物質能的方式若是用燃燒者，則在燃燒過程中，視其內容物而可能會釋放出傷害健康的物質，例如氮氧化物、二氧化硫、以及粉塵等，在德國，此類的爐子有相關規定限制其臨界值以及有不同的過濾方式。
此外，針對種植供給生物質能的經濟作物，所使用的農地可能會與種植糧食作物的農地會有衝突，也會跟需要保護的生態敏感地衝突，例如在熱帶種植的棕櫚油就常被人批評，因為熱帶雨林具有維護物品多樣性以及儲藏二氧化碳的功能，一旦被放火摧毀殆盡，大量的二氧化碳又在燃燒過程中被釋放出來。
與電業自由化的關係
在德國已開放電業自由化十幾年了（自1998年4月），可是還離真正的自由競爭市場很遠。因為有四家大電力公司還占有82%的市場，這種寡頭獨占並利用其市場地位進行不公平競爭的現象，已多次被歐盟公平交易委員會所叱責。
德國的再生能源法讓所有的再生能源業者，不論是個人或企業都可以帶著自己的發電廠參與市場，再生能源業者可以自由使用這四家大公司的電網，可是要支付過高的「過路費」，這種現象是極為不公平的，所以有不斷地呼聲要求電網應與電廠經營分開，以免「球員兼裁判」造成不公平競爭，最終肥了電力公司，吃虧的還是最終消費者。
綠色能源之星-氫能
一提起氫，首先會讓人聯想到氫氣球，因為氫的質量很輕，充滿氫的氣球容易起飛。其實，氫是極佳的能源燃料，無論是天空飛行的火箭、遠程洲際飛機，地上行駛的鐵公路運輸工具，以及海底潛行的潛艇等，都可以用氫做為動力推進之原料。
近幾年來，隨著全球石油資源的日漸枯竭，甚至為了爭奪油源，幾度爆發國際紛爭；特別是為減少因燃燒石油、天然氣和煤炭產生過量的二氧化碳，避免溫室效應的進一步惡化，歐美和日本等主要先進國家都在研發氫能源，並積極把氫燃料電池推廣運用在汽機車、家電和發電系統，且逐漸形成一種沛然莫禦的新能源趨勢。
面對此一新能源趨勢，此時此刻從較廣闊的面向來認識氫，親近氫，繼而活用氫，是有其客觀的需要。
氫，自然界的一大奇蹟
氫（Hydrogen）的希臘語意思為「產生水」的物質，在元素週期表中為第一號元素，它的單質形態是氫氣，為所有物質中最輕者，也是最輕的一種氣體，每公升只重0.08988克，無色、無味、無臭、無毒，導熱性最好、比大多數氣體的導熱係數高出10倍，特別是其沸點很低、容易燃燒，這些特性都使得氫成為一種極佳的燃料能源。
很奇特的是，氫從原始意義的「產生水」，到後來被運用為燃料能源，堪稱自然界一大奇蹟。同時，氫在地球上分布甚廣，海洋、湖泊、河川的水中含有11％的氫，而泥土中約有1.5％的氫，其他的石油、天然氣和動植物體也含有氫；特別是幾乎所有元素都能與氫生成化合物，經由化學作用很容易製取氫，因此氫已被視為取之不盡、用之不絕的新能源。
氫做為燃料能源，有其優越之勢。根據中國工程院院長徐匡迪的分析，氫的燃燒熱值高，每1,000克氫燃燒後的熱量約為汽油的三倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。氫燃燒後的產物只有水，對環境無污染。氫可以由水（H2O）來製取，而水則是地球上最為豐富的資源。而在實證上，氫做為燃料能源不會像燃燒石油和煤炭一樣產生任何足以導致溫室效應的化學物質，也不會引起酸雨和煙霧。
我國中央研究院院長李遠哲也曾經公開指稱，燃燒石油等礦物質的能源型態，會導致酸雨、空氣中懸浮粒子增加，以及溫室效應等環境影響。台北百年難見的納莉颱風水災，也與全球環境變遷有關，其背後原因又與傳統化石能源的消耗問題有關。因之，目前全球科學家都在努力，希望繼利用奈米技術將太陽光能轉換為電能後，再利用電能將水分解出氫來，如今氫已被科學家認為是無污染的新能源。李遠哲還預測，21世紀將是氫能源的世紀。
美日矚意綠色氫能源
客觀來看，氫能源的時代序幕實際上已經打開了。歐美和日本所研發使用燃料電池的汽車，經由氫和氧的化學反應，產生了電能、熱和水蒸氣，沒有噪音的困擾，也不會排放二氧化碳、產生氮氧化物等有害氣體，可說是排放零污染。
而正因為氫做為燃料能源不會排放二氧化碳，有助於改善大氣層的溫室效應，對環境保護的效益無可計量；以及受到2001年紐約發生911恐怖攻擊事件的衝擊，美國方面已意識到，發展氫能源是擺脫對中東石油依賴的一條確保能源取得安全新出路，所以布希政府於已正式編列大筆預算，並與汽車合作研發計劃相結合，準備於今後五年內發展氫能源及燃料電池技術，以及氫氣供應基礎設施和先進汽車技術等。
日本方面也雄心壯志在推動綜合利用氫能源計劃，今後五年內的計劃推動預算為8,800萬美元，預計到2020年總投資額為40億美元。日本環境省也進一步提出呼應，希望未來社會都能使用非化石燃料製造的氫能源，以實現綠色氫能源社會。
這裡所謂的綠色氫能源，指的是從微生物、金屬廢棄物等非化石燃料中製造出來的氫，有別於通過分解石油、煤炭、液化石油氣（LPG）等化石燃料後產生的氫。目前三洋電機正在實驗由垃圾等廢物中提取有機物，然後經由微生物分解來製取氫，以及嘗試用葡萄糖替代垃圾等廢物，提取有機物做為製氫原料之技術。
另外，由亞太地區21個經濟體組成的亞太經合會（APEC）所轄之能源工作小組，這幾年來也提出不少有關發展氫能源的研究報告，並積極鼓勵區域內各經濟體把發展氫能源列為新的能源政策。2003年10月在泰國曼谷舉行的APEC部長會議，在聯合聲明中更呼籲大家應努力發展乾淨的、有效率的氫能源，以減少對化石燃料的過度依賴。
德國冰島領先氫能源發展趨勢
除了亞太國家對發展氫能源的高度重視外，歐洲的德國和冰島在發展氫能源領域，早已奠定其領先者地位。綠色概念濃厚的德國能源和汽車工業界，在氫和燃料電池汽車方面的研發技術，以及加氫站本身能夠經由電解水製取氫，均領先世界使用氫能源做為汽車動力之發展趨勢。
特別是冰島，為全世界第一個導入「氫經濟」的國家，有「綠色能源之國」的美譽。近幾年來該國藉由與殼牌石油、挪威水電集團、戴姆勒克萊斯勒公司等跨國企業展開合作，積極投入氫能源的開發和運用，且於2003年建造了冰島第一座加氫站，並希望於2050年之前完全以氫為替代能源，達成國內所有運輸工具、甚至漁船等都不再使用石油產品做為動力能源之理想。由於冰島推動「氫經濟」頗具成效，已吸引不少亞洲國家的能源專家前去學習製取氫之技術，以及運用經驗。
製取氫的技術和遠景
然而，在推動發展氫能源之前，如何製取氫則是一門大學問。目前，製取氫較常見的方法有四，其一是利用太陽能產生的電力為催化劑，以水為原料，電解水生成氫和氧；其二是利用鈰氧化物與金組合為催化劑，以天然氣和化石燃料（石油、煤）為原料，經由水和一氧化碳反應生成氫和二氧化碳；其三是利用鐵附加鈰氧化物為催化劑，以天然氣為原料，通過氣態轉化製取氫；其四是利用鎳、鋁和錫合金為催化劑，以動植物廢料為原料，通過高分子碳水化合物氫液態轉型製取氫。
此外，前面提及的日本使用非化石燃料製造的氫能源，其中從微生物製取氫方式特別引人關注。能源專家已探索出地球上有16種水中綠藻和三種紅藻有產生氫的能力，利用藻類本身產生的脫氫?，並在太陽能的光合作用下產生氫。
能源專家還發現，有四種細菌也有產生氫的能力，其中包括：依靠發酵過程而生長的嚴格厭氧細菌、能在通氣條件下發酵和呼吸的兼蓄性厭氧細菌、能進行厭氧呼吸的嚴格厭氧細菌、光合細菌等。至於人類熟悉的大腸桿菌、產氣桿菌和某些芽孢桿菌，以及反芻動物胃中的細菌，也都具有不同程度的產氫能力。
期待「氫能源時代」到來
但必須指出的是，上述這些製取氫的方法，有的技術還不夠成熟，有的效率不盡理想，有的成本偏高，尤其是貯存氫和輸送氫仍有安全問題；因此，氫要在短期間內成為普及性的燃料能源，的確有其客觀上的限制，必須進一步加以突破和解決。
不過，隨著人類環境保護意識的高漲，以及石油資源的供給有侷限性，不排放二氧化碳、不會助長溫室效應，同時能量效率高、淨潔又無噪音的新能源──氫，已被視為明日綠色能源之星。相信，在人類的科學技術不斷研究發展之下，實現「氫能源時代」的條件和配套必能逐步成熟，或許在不久的將來，我們週遭生活的一切能源事物都將烙印上一個「氫」字。(續)
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