什麼叫污染？ 哪種能源最清潔？有效應用能源之道
什麼叫污染？ 哪種能源最清潔？
摘自維基
污染（環境污染） 指自然的或人為的向環境中添加某種物質而超過環境的自淨能力而產生危害的行為。主要對環境自然生態系統和人的健康產生危害，即使當時不造成危害，但後續效應有害也算是污染行為，如氮氧化物，雖然本身並不有害，但在陽光催化下與自由基等物質作用會轉化成光化學煙霧，對生物造成危害，對建築物造成腐蝕。
主要的污染源來自各種化學工業、有毒、有害及有放射性廢棄物的處置不當、農藥過量使用、生產及生活污水的排放、機動車廢氣排；各種噪音，包括工廠、機動車和商業噪音；工業、生活燃燒燃料排放的廢氣等。核電站和油輪的事故會造成局部地區的嚴重污染事故。
現有的能源來源為煤電、石油天然氣、水電、核電、風電和太陽能 6種。
從這6種能源產生電力的過程分析能源是否清潔，包括能源的生產設備和配件的生產、能源原材料的生產過程、能源原材料的應用過程、能源的產物、能源的生產設備及配件的癈置。
1、 能源的生產設備和配件的生產：至今為止，太陽能主要採用矽結晶板，而製造矽結晶板所需要的能耗是非常大的，而且產生的化學污染嚴重。水電需求落差，要建水庫；水庫的建造就要破壞水流和河道週邊的生態以地理環境。
2、 能源原材料的生產過程。煤炭需要破壞大地植被或挖空地底，導致地區性塌陷，破壞生態環境。石油儲藏在地底，與大自然不融合，採取時若不小心，就有機會導致洩漏，污染週邊環境。核能的主要材料──核反應堆，目前主要掌握在少數幾家公司。該材料的生產必然有污染──核洩漏。所有人工製造出來的核反應堆──非穩態核素皆來自利用中子等粒子高速衝擊穩態元素，從而產生裂解成不穩態的元素，不穩態的元素不斷裂解，產生射線，不斷向低分子的元素進發，可能產生2種不穩態元素，也可能產生1或2種穩態元素。人類目前能夠利用的不穩態元素及裂解的次數非常少，因此，核反應堆裂變後產生的不穩態元素原則上以現在的技術水準是無法利用的，祇能報廢，產生核廢料。水電製造的過程需要把儲滿水庫的水，若水庫沒有水，也就無從發電了。那麼，水庫的水什麼時候都要保持在可發電的水位上，於是就出現了水庫儲水與發電之間的矛盾。枯水期人類需要水時，水庫要保持水位，拒絕排水，加重乾旱；雨季來臨時，人類需要水庫儲水時，水庫因為枯水期的儲水無法再儲存更多的水，祇好排水，加重水災的出現。
3、 能源原材料產生能源的過程。煤通過燃燒，直接成為能源。人類應用它的歷史最早。燃燒產生的主要CO2及其他怪味（非碳被燃燒後的產物）。石油的成份複雜，通過分離後，基本上是燃燒，主要是燃燒的過程不夠徹底，產生油性未分解產物。以及N及H2S被燃燒就會產生NO2和SO2，在空氣中與水H2O合成酸性化合物，產生酸雨。 石油和天然氣是一種主要由碳（C）和氫（H）兩種化學元素組成的多種化合物的混合物，是賦存於地下岩石孔隙中的液態和氣態可燃礦產。按品質計算，碳元素約占83-87%，氫元素約占12-14%。這兩種元素合起來，大約占石油總量的97%-99%！在剩下的1%-3%之中，有硫、氧、氮，還有極微量的磷、釩、鉀、鎳、矽、鐵、鈣、鎂、鈉等元素。可就是這微量元素，形成了眾多的非烴化合物。 天然氣的烴類氣體以甲烷為主，並含有乙烷、丙烷、丁烷等氣體。甲烷含量大於95%，僅含少量乙烷，不含或含少量乙烷以上烴類組分的氣體稱為幹氣。非烴氣常為N2、CO2、CO、H2S、H2及微量惰性氣體。一個核能燃料棒通常可用兩年，在這段時間內燃料棒會經常釋放出放射性 元素，因此防護設施必須要有。燃料棒約兩年後可廢棄，此時稱作 高輻射性的廢料。而員工平常因為操作接觸放射性物質後，所產生 之例如手套衣服等一般性廢棄物，則稱為低輻射性廢料。這些長期 累積下來的放射性廢棄物質所帶來之危害，仍然足以威脅到我們的 生命。因此防護與處理核能廢料就顯得非常重要了。鈾核分裂時會 產生碘131，銫137，鍶90與鍶89 等放射性元素進入空氣或水中，而 循環用水容易變成氚而成廢水排入環境。其中碘131 對甲狀腺細胞 的破壞力大，有導致癌症發生，其他放射性物質的危險性則 在於半衰期過長，例如銫137 的半衰期是30年，鍶90是28 年，它們如果長期污染水質或空氣，一但進入人體，則容易造成 癌症而導致死亡。即使不進入人體，在自然環境中進入植物體內，還是 會因為生物鏈而進入我們的體內。這個例子以核子試爆廠附近的小麥或 稻米田的污染為最明顯的例子，人會因為吃食物而受到輻射傷害，正如 長期住在輻射屋內一樣。尤其是核廢料，一般人認為核廢料放射性已 減少，應該是安全的，事實上長期累積下來還是很可怕的，尤其是對 人的骨頭，肝臟，或腎臟有高親和力的放射性物質，往往因長期累積 會造成癌症。水從高位落下產生動能，動能轉化為電能。但為了產生動能，水庫就有了落差，導致下游的水位偏低，影響下游的生態。因此，水電產生的過程沒有太大的污染，但影響週邊地區的生態是明顯的。
4、 能源的生產設備及配件的癈置。為了防止輻射廢料污染，世界各國都視為頭痛問題。由於放射性 物質會進入空氣或進入水源，再轉入人體，因此選擇儲存地點必需 慎重，否則危害很大。美國因為國土廣大，可以儲存在人口稀少的 州內之地下，以求安全。至於國土不大的國家，就得慎重選擇了。儲 存輻射廢料時，除了密封容器容器外，必須有防水設施，以免地下水 受到污染。同時六英尺以上之厚混凝土壁防止放射線穿過也是 必要的。因此大量的金錢花在保護措施與廢料的安全處理上是有必 要的。核電廠地區祇能重建核電廠，無法再利用。煤炭和油氣的廢料直接排向大氣，沒有經過過濾和再利用。太陽能矽晶體製造過程中的廢氣及污水直接排放。
有效應用能源之道
1、 油氣和煤炭。煤炭和油氣製造能源的過程必然產生不完全燃燒和因雜質燃燒而產生的廢氣。如何令化石能源完全燃燒、袪除雜質及過濾雜質燃燒之後的廢氣是非常重要的課題，也是化石能源發電業的發展重點。考慮到這些設備的成本高昂，個人是無法做到和使用的。因此，城市減少使用化石能源在衣食住行上，鼓勵人們使用電能──真正無污染的最終能源。
2、 核電。核能發電是最低成本的，但後續的核污染所造成的代價是極其高昂的。統計學上算，核能的總成本是最貴的。發展核電的核心問題是如何減少核泄漏和減少核廢料。核廢料的原因是現在人類無法把裂變或裂解後的含有非穩態的元素（裂解產物）再利用。如果人類能夠尋找到有效的方法讓非穩態的元素不斷裂變或裂解，直至最終成為穩態元素，就能夠把整個過程的能量充分利用，且減少了核污染。
3、 太陽能的發電材料硅晶的製造是極其耗能和污染的，太陽能轉化成電能的轉換率也很低（德國低20％，中國約為5～10％）。減少原材料製造過程中的污染和耗能是很重要的。污染可以通過過濾解決，但耗能是與材料製造工藝有關。因此，尋找新材料作為太陽能的發電材料是非常重要的，此材料必須符合低耗能和低污染，其次必須符合高轉換率。
4、 水電，基本上是水庫出現的附屬產物，不是主流。如今，喧賓奪主，成為主流，水庫儲水為水利的主流反成附庸。真是本末倒置。因此，水電永遠祇能作為輔助能源，決不能成為主流能源。至於水庫與水電的主仆關係將另文表述。
4、 水電，基本上是水庫出現的附屬產物，不是主流。如今，喧賓奪主，成為主流，水庫儲水為水利的主流反成附庸。真是本末倒置。因此，水電永遠祇能作為輔助能源，決不能成為主流能源。至於水庫與水電的主仆關係將另文表述。
5、 電能如何儲存也是一個重要的課題。電能儲存率、保存率及轉化成動能的轉化率都是非常重要的。改變蓄能電池的材料和蓄能技術，提高電能儲存率和保存率就是非常重要的。製造低耗能和高效能機械或家居電器用品和交通工具也是很重要的。
能量守恆定律在地球上的應用
地球每天接受太陽的照射，每天進入地球的光能和熱能很大，但地球每天也向外界散出能量，保持地球的界限──大氣層。任何改變這種現狀的行為都會破壞能量守恆。煤炭和油氣作為能量儲存方式存在必然有其存在的價值。目前，人類不斷大量消耗化石能源，但沒有相應增加能源轉化的設施，如植樹種草等增加氧合作用和淨化空氣。這也是所謂的溫室效應的來源。有人提出外太空建立太陽能基地發電，再發回地球。這樣就更加嚴重破壞了地球的能量平衡，溫室效應就會更加嚴重了。
參攷資料
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