很多人想知道什麼是低碳能源？你無需成為專家即可了解與低碳能源相關的基本概念。在這篇文章中，我們將討論低碳能源及其相關的主要概念。你將能夠區分低碳能源之間的主要區別、它們的工作方式以及決定它們使用的主要因素是什麼。
低碳能源
全球能源體係正處於深刻變革時期。隨著世界人口的增加，對能源的需求也在增加。根據國際可再生能源機構的項目，到2030 年，可再生能源將滿足全球能源需求總量的17%。這是一個重大的發展，這一趨勢是由提高能源安全的需要和減少溫室氣體排放的需要所驅動的。寫在牆上，對低碳能源的需求越來越明顯。
低碳能源為傳統化石燃料提供了一種更清潔、更高效、更可靠的替代品。特別是可再生能源，如太陽能和風能，在發電時不會產生煤炭、天然氣和石油的排放。
尤其是可再生能源，如太陽能和風能，可以在不排放的情況下發電。
三個主要的基本概念有助於指導你理解一般的能源系統，特別是低碳能源。這是這些概念的非技術指南。
可靠性
可靠性是能源系統中最重要的概念之一，這意味著系統能夠長時間持續交付而不會出現重大中斷。
舉一個現實世界的例子，如果你碰巧擁有一輛汽車，你就會知道傳統的內燃機(ICE) 汽車需要按一定的時間間隔進行保養。此外，由於在路上拋錨等意外事件，汽車將需要修理。本例中可靠性的概念如下：汽車需要修理或維修的次數越少，它就越可靠。這個想法適用於能源系統，系統在沒有重大中斷的情況下運行的時間越長，它就越可靠。
能源系統的可靠性對普通人的生活質量有直接影響。例如，由於電網問題，在家中斷電並不是一種好的體驗，尤其是在一年中最冷或最熱的日子裡。除了普通人的生活質量之外，在製造和工業過程的背景下，能源系統的可靠性對我們的世界有著深遠的影響。連續24/7 全天候運行需要如此高的系統可靠性，以便能夠降低生產成本，從而降低商品成本。這適用於許多經濟部門，包括食品和關鍵醫藥產品、建築材料和車輛。
重工業廠房需要高溫能源
可靠性的概念與正常運行時間和容量因素的概念密切相關。正常運行時間是系統在給定時間段（例如一年）內可以不間斷運行的小時數，系統的正常運行時間越長越好。雖然容量係數是他們需要擁有的容量，以便確定地提供一定數量的能量。 （一個說明性的例子是計算從A 點向B 點輸送一桶水需要多少桶漏水）
對於低碳能源系統，太陽能和風能等流行的可再生能源系統幾乎為零排放（範圍1），但這些技術的可靠性、正常運行時間和容量係數較低。這對於想要使用這些能源進行24/7、365 天運行的任何人來說都是不利的，因此為什麼太陽能/風能+ 儲能提供比單獨的太陽能/風能更有吸引力的選擇。例如，太陽能光伏加電池儲能係統提供了一些保證，系統可以在沒有陽光的夜晚提供電力。太陽能熱加蓄熱能保證系統全天提供熱水供暖。
然而，低碳能源並不限於太陽能和風能等技術。事實上，在可靠性、正常運行時間和容量因素方面，地熱能和核能是遠遠優於太陽能和風能的低碳能源。然而，問題在於它們需要更大的前期資本投資、冗長的監管流程以及地理因素。選擇在什麼場景下使用哪個系統以及以什麼成本使用對於低碳能源系統來說至關重要。
低碳能源不僅限於太陽能和風能等技術，還包括核能。成本
在能源系統領域，成本為王。降低前期資本成本始終是重中之重。然而，燃料成本在能源系統的總擁有成本中也發揮著重要作用，因此，燃料成本成為能源系統投資決策的關鍵因素。燃料成本越低，能源系統就越有吸引力。在運營方面，較低的系統維護成本會影響能源系統的中長期方面。
例如，建造地熱能發電廠的前期資本成本較高，還需要專門的人才來建造和運營。然而，一旦工廠投入運營，由於能源是可再生的，因此燃料成本最低。在中長期（5 到35 年）中，系統需要維護和大修，這將增加系統的總生命週期成本，但是，這些成本將在項目分析中進行計劃和考慮，因此將有對能源成本有一定的把握。重要的是要強調燃料成本的確定性是能源系統成本分析中被低估的因素。一個在其生命週期內保證燃料成本的項目可能會降低供需市場力量和相關地緣政治事件產生的風險。在這種情況下，太陽能、風能和地熱等可再生能源與化石燃料能源系統相比具有這種優勢，因此在燃料成本方面具有更大的彈性。
在可靠性、正常運行時間和容量因素方面，地熱能遠遠優於太陽能和風能，但地熱能發電廠的建設前期資本成本更高。
零碳、低碳和碳中和能源是相關的，但概念卻截然不同。風能和太陽能可以在現場產生零碳排放，但這並不意味著它們在整個項目生命週期內都是零碳能源系統。這是因為在這些能源的生產、運輸、運營、安裝和退役過程中可能會產生碳排放。這對於理解低碳能源至關重要。如果太陽能電池板和風力渦輪機是使用零碳能源開采的材料生產的，使用零碳運輸運輸，使用零排放建築工具建造，並使用零排放方法維護，那麼它們可以被視為零碳能源系統。不幸的是，一個系統要擁有所有先前的屬性並不容易，因為挖礦、加工、製造和運輸會存在一些限制，這使得難以確保此類系統中不含隱含碳。然而，這些系統優於化石燃料能源系統，它們可以被認為是低碳的，並且會比天然氣能源系統更好。地熱能係統和核能是低碳系統，它們的現場排放量非常低，但與太陽能和風能相比，系統可靠性更高，與傳統化石燃料能源系統相比，成本確定性更好。
當談到碳中和時，重要的是要了解生物質向大氣釋放碳排放。
碳中和意味著此類能源來自已從大氣中去除碳的來源，例如可持續林業、作物或廢物處理系統。碳中性能源，如生物質、沼氣、可再生天然氣以及生物柴油，在排放方面是迄今為止最具爭議的。這是因為這些能源最終會通過能源系統在現場產生碳排放，儘管這些系統可以產生比傳統化石燃料更少的碳排放，但使用這些系統並不能保證更低的碳排放。它們比傳統的化石燃料更好，但不是終極的低碳能源系統。
既然我們已經討論了可靠性、成本和排放的概念，你就可以確定哪些能源系統是優越的，哪些有一些缺點，哪些系統有更好的成本競爭機會，哪些沒有，以及哪些系統提供排放到大氣中的碳含量最低，哪些沒有。對於正在分析低碳能源系統並就使用這些系統減緩氣候變化做出決定的任何人來說，這些都是非常重要的指導原則。
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