目前常規(guī)發(fā)電方法有哪幾種？它們各自的優(yōu)缺點及使用場合？請盡量的詳細點 因為我要寫論文

【專家解說】：利用發(fā)電動力裝置將水能、石化燃料（煤、油、天然氣）的熱能、核能以及太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能等轉(zhuǎn)換為電能，以供應(yīng)國民經(jīng)濟各部門與人民生活之需。發(fā)電動力裝置按能源的種類分為火電動力裝量、水電動力裝置、核電動力裝置及其他能源發(fā)電動力裝置?；痣妱恿ρb置由電廠鍋爐、汽輪機和發(fā)電機（慣稱三大主機）及其輔助裝置組成。水電動力裝置由水輪發(fā)電機組、調(diào)速器、油壓裝置及其他輔助裝置組成。核電動力裝置由核反應(yīng)堆、蒸氣發(fā)生器、汽輪發(fā)電機組及其他附屬設(shè)備組成。 電能在生產(chǎn)、傳送、使用中比其他能源更易于調(diào)控，因此，它是最理想的二次能源。發(fā)電在電力工業(yè)中處于中心地位，決定著電力工業(yè)的規(guī)模，也影響到電力系統(tǒng)中輸電、變電、配電等各個環(huán)節(jié)的發(fā)展。到20世紀(jì)80年代末，主要發(fā)電形式是火力發(fā)電、水力發(fā)電和核能發(fā)電，三者的發(fā)電量占全部發(fā)電量的99％以上?；鹆Πl(fā)電因受煤、石油、天然氣資源以及環(huán)境污染的影響，就全世界范圍而言，在80年代所占比重由70％左右降至64％左右；水力發(fā)電因工業(yè)發(fā)達國家的水資源開發(fā)已近90％，故所占比重維持在20％左右；核能發(fā)電的比重則呈上升趨勢，到80年末已超過15％。這反映出隨著石化燃料的短缺，核電將越來越受重視。 另外還有：潮汐發(fā)電 、光伏發(fā)電 、風(fēng)力發(fā)電、巖漿發(fā)電 、核能發(fā)電 、火力發(fā)電 、細菌發(fā)電 、生物發(fā)電、風(fēng)箏發(fā)電、牛糞發(fā)電 、水利發(fā)電 、稻殼發(fā)電 等等。 太陽能光伏發(fā)電 ； 中國太陽能熱水器網(wǎng) http://www.solar-china.cn 太陽能是一種自然資源，將太陽能進行采集、轉(zhuǎn)換，使其變?yōu)榭煽仉娔艿南到y(tǒng)，即為太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。這項技術(shù)由美國貝爾實驗室于上世紀(jì)五十年代初研究成功，最初僅用于航天等高科技領(lǐng)域。上世紀(jì)七十年代爆發(fā)的全球性能源危機，促使該技術(shù)向民用方面迅速推廣。經(jīng)過三十多年的不斷改進與發(fā)展，目前已經(jīng)形成一套完整而成熟的技術(shù)，隨著全球可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施，該技術(shù)得到了許多國家政府的大力支持，目前在美國、歐、日等發(fā)達國家已經(jīng)實現(xiàn)了普及應(yīng)用，在我國沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)也有了較廣泛地應(yīng)用。 我國是一個太陽能資源較為豐富的國家，前國家計委、國家經(jīng)貿(mào)委、科技部、建設(shè)部等部委曾多次發(fā)文，要求各地大力推廣、使用包括太陽能光伏發(fā)電在內(nèi)的多種可再生能源。然而時至今日，人們對太陽能應(yīng)用的認識還停留在“熱水器”階段，太陽能光伏發(fā)電也只在少數(shù)沿海發(fā)達省份得以應(yīng)用，內(nèi)陸省雖然太陽能資源充足，但目前仍未有效利用。就山西省而言，目前還沒有一個正式的太陽能光伏發(fā)電項目。之所以形成目前這種尷尬局面，除了經(jīng)濟實力等客觀原因之外。更多的還是人們的認識誤區(qū)，例如： 太陽能光伏發(fā)電技術(shù)還不成熟，等成熟了以后再用。 當(dāng)然，今天的太陽能光伏發(fā)電技術(shù)絕不能說是盡善盡美，但它的基本技術(shù)已經(jīng)成熟，況且任何一項技術(shù)已經(jīng)成熟，都需要在應(yīng)用過程中反復(fù)改進。 太陽能光伏電投資太大，資金、財力有限，無法應(yīng)用。 事實并非如此，以公共設(shè)施草坪燈為例，用普通照明燈，燈價200元，配套工程等約需300元，合計需500元。另需電費：（60W×10小時），每天即0.60kwh，按0.50元kwh計，需0.30元，按30計，需3285元，總計3785元。而采用太陽能草坪燈，一次性投資僅需800元，為普通話燈費用的21％。 我們現(xiàn)在用電方便，不需要太陽能。 是的，用電是方便，但是應(yīng)該看到，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力供應(yīng)已日趨緊張。同時在我國的電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)中，火力發(fā)電占主導(dǎo)地位，尤其是我們山西省，基本上全部靠火力發(fā)電，由此而造成的大氣污染是不可避免的。因此我們更應(yīng)該認識到，即使現(xiàn)在靠光伏發(fā)電解決不了多少缺電問題，但用新能源取代傳統(tǒng)能源畢竟是進步，哪怕只是用了一盞太陽能燈，就可以少用一盞燈的電，少用電就可少發(fā)電，少發(fā)電就能少污染，這正是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的基本要求。 可見，太陽能光伏發(fā)電具有環(huán)保、經(jīng)濟、時尚等多種特點，迫切需要引起全社會的高度重視。讓我們從零做起，把太陽能的光輝在夜間引入城市、引入家庭、引入每一個需要的角落，既照亮今天，更輝煌明天。 〝電〞在使用時非常方便、安全，且不會造成污染，但是在將初級能源(燃油、燃煤、燃氣、核能、水力、各種再生能源)轉(zhuǎn)換成電能的過程中，卻會對社會及環(huán)境帶來許多的沖擊。 不管采用何種初級能源來發(fā)電，均需經(jīng)由各種不同的發(fā)電裝置。發(fā)電裝置的建造需要耗費地球的資源。能量密度大的初級能源所需的發(fā)電裝置較小，能量密度小的初級能源需要較大的發(fā)電裝置，也將耗費較多的資源。任何發(fā)電裝置的建構(gòu)與運轉(zhuǎn)均會對環(huán)境帶來沖擊，沖擊的層面與特質(zhì)會因初級能源的不同而有所不同。任何發(fā)電裝置的建構(gòu)與運轉(zhuǎn)也都會有可能對從業(yè)人員或者一般民眾帶來生命的威脅及健康的影響。各類型的發(fā)電裝置所占的土地，也會因使用之初級能源的不同而有所不同。 　 理論上來說，各類型發(fā)電方法對社會及環(huán)境帶來的沖擊可換算為所謂的〝外部成本〞。但是在換算的過程中，會因地域、時間、對嚴(yán)重性的認知、甚至意識型態(tài)的差異而產(chǎn)生許多爭議，變成各說各話的局面。因此以下將不討論如何將沖擊與影響換算成外部成本，僅比較各類型發(fā)電方法所需的資源及對環(huán)境所造成的影響。 　　為了能更深入與廣泛的討論各類型的發(fā)電方法、資源的需求與所造成的影響，以下的討論將不局限于終端使用者。 　 燃煤 燃油 燃氣 水力發(fā)電 地?zé)岚l(fā)電 生質(zhì)能 風(fēng)力發(fā)電 太陽能發(fā)電 核能發(fā)電 各類型發(fā)電方式的土地需求 　　任何發(fā)電裝置的運轉(zhuǎn)均需占用地球表面的面積，根據(jù)國際原子能總署資料[5]，火力及燃煤電廠每百萬瓦(0.1萬仟瓦)約需土地面積100到260平方米，利用光電池發(fā)電，每百萬瓦約需土地面積30,000平方米，而建于陸地的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)則需75,000平方米。有人認為太陽能發(fā)電及風(fēng)力發(fā)電并不占用實際土地面積。但以風(fēng)力發(fā)電而言，一座600仟瓦之風(fēng)車實際所占的面積為36平方米[6]，如果核四裝置容量將以風(fēng)力取代，風(fēng)車實際所占的面積即為162公頃，這不包括風(fēng)車間應(yīng)該保持的距離。 　 各種發(fā)電方法所需的材料總量及工時 　　建構(gòu)任何發(fā)電裝置均需要材料及人力，以下的比較是以發(fā)電量為基準(zhǔn)，即是每產(chǎn)生1百萬瓦-年(也就是87.6億度電)電量所需之材料及工時[7]。 　 材料(公噸) 工時(小時) 太陽能發(fā)電(光電) ~3.5x104 ~2.5x104 太陽能發(fā)電(熱) ~2.0x104 ~1.0x104 風(fēng)力發(fā)電 ~5.0x103 ~1.8x104 燃氣 ~2.8x102 ~2.9x102 燃油 ~5.9x102 ~3.2x102 燃煤 ~1.5x103 ~4.0x102 核能 ~1.8x103 ~6.0x102 　 各類型發(fā)電方法的廢棄物體積 　　各類型發(fā)電方法均會產(chǎn)生廢棄物。核能發(fā)電的廢棄物包括低階放射性廢料、使用過核燃料、以及鈾-235濃縮過程中所產(chǎn)生之鈾-235含量較低的鈾；燃煤發(fā)電的廢棄物則包括煤渣、除污裝置所收集之微塵及殘余物；太陽能發(fā)電廢棄物的來源則是來自于芯片制造過程中所產(chǎn)生的廢棄物，包括許多極具毒性的氣體，例如silane, arsine, phosphine, diborane等。這些廢棄物的處理都需要特別而昂貴的技術(shù)。 　　下表所列為各種發(fā)電方法中所產(chǎn)生之廢棄物體積，計算基準(zhǔn)為1000百萬瓦電廠運轉(zhuǎn)30年所累積之廢棄物總量[5]。如果將核能產(chǎn)生后之使用過核燃料再處理，回收鈾及鈽，可以大幅減少廢棄物的總量，如果在滋生反應(yīng)器的技術(shù)可以順利的發(fā)展，亦可將U-238當(dāng)作燃料使用。表格中沒有風(fēng)力發(fā)電的數(shù)據(jù)，其廢棄物為報廢的設(shè)備。 　 發(fā)電方法 廢棄物種類 總量(公噸) 有害物質(zhì)(公噸) 核 能 使用過核燃料 1.05x103 1.05x103 低階核廢料 5.67x104 5.67x104 鈾-238 8.16x106 8.16x106 燃 煤 收集之微塵 2.03x106 2.03x106 除污設(shè)備產(chǎn)生之廢棄物 3.57x106 含量不明 煤渣 2.18x107 含量不明 太陽能發(fā)電(熱) 金屬制造 4.35x105 1.63x104 太陽能發(fā)電(光電) 芯片制造 6.86x103 6.86x103 　 　 發(fā)電對環(huán)境的沖擊 燃煤 　　一些產(chǎn)煤國利用露天開采的方式采煤，也就是直接使用重機械將巖石及泥土挖起，再做進一步的篩選。露天采煤的方式，對環(huán)境帶來相當(dāng)大的沖擊，礦區(qū)會留下數(shù)十平方公里，深達一百公尺的〝大洞〞；挖出的巖石經(jīng)過雨水的沖刷，造成巖石內(nèi)的有毒重金屬的析出，雨水再重金屬帶到礦場附近的河流或進入地下水，對生態(tài)帶來浩劫。在印度Singrauli地方[1]，超過20萬的居民(大部分是農(nóng)民)，即因為12個露天煤礦場所造成的沖擊，流離失所，喪失謀生的依靠。 　　燃煤發(fā)電方法對環(huán)境最大的沖擊來自于煤燃燒所釋放出的硫化物、氮氧化物、及微塵，其排放量與使用的煤、電廠的除污設(shè)備、及電廠容量因子有關(guān)。民國88年，臺電燃煤發(fā)電的裝置總?cè)萘繛?10萬仟瓦，總共排放了113,140公噸的硫化物[2]，46,035公噸的氮氧化物，以及1,845公噸的微塵到外界環(huán)境。燃煤電廠會釋放大量的二氧化碳氣體到外界環(huán)境，二氧化碳被認為是地球大氣溫室效應(yīng)轉(zhuǎn)強的主要原因，估計臺電810萬仟瓦的燃煤電廠每年會排放4,400萬公噸的二氧化 碳(民國89年時全國二氧化碳的排放量為22,300萬公噸)。 　　燃煤中本來就含有長半衰期的放射性物質(zhì)鈾及釷，據(jù)估計[3]全世界的燃煤電廠于1982年共使用了280,000萬公噸的煤，共排放了3,640的鈾，及8,960噸的釷到外界環(huán)境，其中包括23,450公斤的鈾-235，這些長半衰期核種的衰變會形成各種放射性物質(zhì)，對人類及生物造成輻射劑量。 燃油 　　燃油的開采也會對環(huán)境帶來沖擊，但相對于露天煤礦的開采，其影響較小。燃油的運輸也有可能對環(huán)境帶來沖擊。1967年Torrey Canyon 油輪的船難，大約3千萬加侖原油泄到英吉利海峽及附近海灘[4]。1989年美國Exxon石油公司的油輪釋放了超過1千萬加侖的原油到Prince William Sound，共花費了20億美元的清理經(jīng)費，也對環(huán)境及生態(tài)帶來了巨大的影響。 　　石油的燃燒亦會排放氮化物及硫化物。民國88年，臺電燃油電廠的總裝置容量為530萬仟瓦，總共排放了45,937公噸的硫化物，23,880公噸的氮化物，以及1,731公噸的微塵到外界，估計臺電燃油電廠的二氧化碳排放量為2,116萬公噸。 　　石油在使用前的提煉過程亦會污染環(huán)境，釋放有毒化學(xué)物質(zhì)，如鉛、水銀、鎘、及砷到外界環(huán)境，這些污染物質(zhì)會進入水源及食物鏈，對人體的健康造成影響。 燃氣 　　使用燃氣發(fā)電確實較燃煤及燃油為干凈，但是氮化物及硫化物的排放仍然不可避免。民國88年，臺電燃氣電廠的裝置容量為431萬仟瓦，總共排放了140公噸的硫化物與1,858公噸的氮化物，以及530公噸的微塵到外界環(huán)境。 水力 　　水力發(fā)電雖然不會排放污染物到環(huán)境，但水壩的建造會淹沒大片的土地，必須遷移許多居民與野生動物，水庫也會影響到附近，以及下游河川的生態(tài)。1964年 Aswan水壩修建前，Nile 河下游漁獲量為31,000公噸。1968 年水壩完成后，漁獲量銳減為500公噸，造成 4,500 名漁民失業(yè)[4]。 地?zé)岚l(fā)電 　　利用地?zé)岚l(fā)電有數(shù)種不同的方法。如果是直接抽取地下的熱水會造成地層的下陷，而自地底抽出的水含有大量的礦物質(zhì)，如不妥善的處理，會造成水污染。如果是利用水流入地底加溫，成為水蒸汽來發(fā)電，注入的水有可能引起地震，而自地底流出之水蒸汽有可能攜帶有毒的化學(xué)物質(zhì)。利用地?zé)岚l(fā)電會造成地底放射性氫氣以及硫化氫的外釋。加州的地?zé)岚l(fā)電廠所釋放的氫氣與核電所釋放的放射性核種所造成的影響差不多。 生質(zhì)能 　　利用生質(zhì)能發(fā)電將需要大片的土地。植物的種植也需要大量的肥料與殺蟲劑，植物的燃燒雖不會產(chǎn)生二氧化硫，但會產(chǎn)生微塵，植物的燃燒也會產(chǎn)生二氧化碳。 風(fēng)力發(fā)電 　　風(fēng)力發(fā)電不會造成空氣污染，但有可能會對發(fā)電裝置附近的鳥類，特別是猛禽類造成傷害。美國National Audubon Society 及U.S. Fish and Wildlife Service已知發(fā)出呼吁，希望重新檢討于猛禽類較多的區(qū)域，開發(fā)風(fēng)力發(fā)電的可能性。歐洲的國家亦有相似的相法[5]。 太陽能發(fā)電 　　太陽能發(fā)電在發(fā)電過程中，亦不會造成空氣污染，但是在光電芯片的制造過程中會產(chǎn)生大量的有毒廢棄物。 核能發(fā)電 　　核能發(fā)電的熱能來自核分裂，因此不會有空氣污染的問題，可是核分裂的過程中會產(chǎn)生大量的放射性物質(zhì)。正常運轉(zhuǎn)的核電廠，將不可避免排放非常微量的放射性物質(zhì)到外界環(huán)境，釋放到外界環(huán)境之放射性物質(zhì)所造成的劑量可能小于環(huán)境背景輻射的千分之一。但是如果核能電廠發(fā)生嚴(yán)重的事故時，會有較大量的放射性物質(zhì)釋放到外界環(huán)境，對環(huán)境及民眾造成傷害。 　 各種發(fā)電方法對人所造成的傷害 　　任何發(fā)電方法的建造與運轉(zhuǎn)過程中，從業(yè)人員都有可能受到傷害；燃料的開采與運輸也有可能產(chǎn)生意外，廢棄物的處理與環(huán)境的污染均有可能對人類帶來傷害；核電廠發(fā)生事故時，亦會對人類帶來傷害，以下之比較亦是以發(fā)電量為基準(zhǔn)，也就是每產(chǎn)生1百萬瓦-年(87.6億度電)所造成的傷害，傷害是以死亡以及受傷(或生病)所損失的工作天為基礎(chǔ)，這些估計是由Roger Bezdek 于1993年所提出的[8]。 　 發(fā)電方法 損失工作天 死亡 天然氣 2-8 1 核能 8-15 1-2 水力 60-70 2-6 太陽能發(fā)電(光電) 75-125 6-9 太陽能發(fā)電(熱) 50-90 8-9 風(fēng)力 30-90 7-9 燃油 250-825 9-20 燃煤 800-1000 20-90 　 　根據(jù)統(tǒng)計資料1930年時每億噸煤的開采要犧牲346名礦工的生命，到1977年時降低19名。煤礦的開采亦會使礦工罹患肺部疾病(Black Lung)。 Wrenn (1979)[9]估計1個1000百萬瓦的燃煤電廠使用的煤，會造成2-4名礦工的死亡，以及2-8個Black-Lung的病例。煤的燃燒會造成空氣污染，美國一個研究機構(gòu)估計，中國大陸每年會有90萬人因與空氣污染有關(guān)的疾病死亡[5]。 　 　天然氣雖然干凈，但是在運輸與儲存的過程中也有可能發(fā)生意外。1989年，前蘇聯(lián)鳥拉山的天然氣輸入管線發(fā)生泄漏[10]，因地形的關(guān)系，緩慢泄漏出的天然氣并未擴散，當(dāng)一輛客運火車通過時，車體與軌道間的火花引起天然氣爆炸，1200名乘客中，有300名立即死亡，另外700名需要住院治療。 　 　民眾對核能最大的疑慮來自核電廠的安全，擔(dān)心一旦核電廠發(fā)生事故，大量放射性物質(zhì)的外釋，會造成非常大的傷亡。到目前為止，核電廠最嚴(yán)重的事故為蘇聯(lián)車諾比爾事故，事故發(fā)生后有31人因輻射傷害死亡，145個嚴(yán)重輻射傷害的病例。1989年時，蘇聯(lián)一個民間團體宣稱：事故發(fā)生后被強制進入污染區(qū)工作的平民及軍人中有256人因輻射傷害而死亡，1990年時認為有300人因輻射傷害而死亡[5]。蘇聯(lián)車諾比爾事故發(fā)生后，大量的放射性物質(zhì)隨風(fēng)飄向歐洲大陸。但歐洲民眾所接受的劑量將不太可能高于每年所接受之背景輻射劑量。 　　 臺灣核電廠所使用的普通水反應(yīng)器不可能發(fā)生類似車諾比爾的事故，普通水反應(yīng)器發(fā)生類似三哩島事故之嚴(yán)重事故的機率非常低。到目前為止，使用普通水反應(yīng)器的核能電廠尚未對一般民眾帶來可證明之輻射傷害。 　 結(jié) 語 　　人類文明的發(fā)展與經(jīng)濟成長需要以能源為動力；在使用能源時必須藉助機械裝置；能源使用的本身與機械裝置的建構(gòu)均會對環(huán)境造成干擾。 　　到目前為止，人類對這些干擾會帶來何種影響還不是非常的了解，只能從干擾發(fā)生的〝量〞來估計各類型能源使用的優(yōu)劣，但是談到何者的影響較大或較小時，難免會因價值觀或意識型態(tài)、以及知識多寡的不同，產(chǎn)生各說各話的局面，這也使得所謂發(fā)電方法外部成本的評估更加困難，要想達到共識可能是緣木求魚。但希望能透過數(shù)據(jù)的交換與分享，讓社會大眾對各種發(fā)電方法所需資源與必須付出的代價有進一步的了解。 附 注: 　　以上的文字主要是依據(jù)參考數(shù)據(jù)[5]節(jié)譯而來。所列參考數(shù)據(jù)亦取自參考數(shù)據(jù)[5]，但為求證其正確性，曾參閱數(shù)篇可以取得的數(shù)據(jù)。 參考數(shù)據(jù) 1. Flavin, c. and Lenssen, N., 1994 Power Surge, Guide to the Coming Energy Revolution, pp 376. 2. 文中有關(guān)臺電的數(shù)據(jù)均由臺電公司提供. 3. Science News, October, 1994. 4. Moeller, Dade W., 1992, Environment Health, Harvard University Press, Cambridge, Massachusetts, p 253-281. 5. Lehman, Linda L., 1996, “Nuclear Fear The Environment Cost”, Review Copy. 6. 網(wǎng)址 http://www.eindpower.dk)/. 7. Inhaber, Herbert, 1979, “Risk with Energy from Conventional and Non-conventional Sources,” Science, Vol. 203, pp. 718~723. 8. Bezdek, Roger H., 1933, The Environment Health and Safety Implication of Solar Energy in Center Station Power Production, Energy, Vol, Vol. 18, No.6, pp. 681~685. 9. Wrenn, McDonald E., 1979, “A Comparison of Occupational Human Health Costs of Energy Production: Coal and Nuclear Electric Generation,” Energy and Health, Edited by Breslow, Norman E. and Whittemore, Alice S. Philadelphia: SIAM 10. Feshbach, Murry and Frieb=ndly, Alfred Jr., 1992, Ecocide in the USSR, pubs. Basic Books, a Division of HarperCollins Publisher, pp. 376.