綠色革命進行式：全球再生能源轉型先驅，如何點燃永續城市與產業的未來？
前言：城市巨獸的能源渴求——氣候變遷下的全球挑戰
超過一半的世界人口居住在城市，這個比例預計在 年將逼近七成。城市的快速擴張，意味著對水、食物和能源的需求呈幾何級數增長。在氣候變遷日益嚴峻的當下，這股龐大的資源需求，對全球研究人員和政策制定者構成了艱鉅的挑戰。城市作為全球碳排放的主要來源，其能源系統的轉型，不僅是技術革新，更是生存之戰。
DW 紀錄片《全球再生能源：開創能源轉型》深入探訪了世界各地引領這場綠色革命的先驅者。從加州的陽光城市，到德國巴伐利亞的森林小鎮，再到北歐的智慧都市和深海電網，這些案例共同描繪了一幅清晰的藍圖：能源轉型不僅可行，而且有利可圖，更是我們刻不容緩的共同使命。
一、地方驅動的綠色轉型：蘭開斯特與翁西德爾的成功方程式
能源轉型的核心，往往始於地方政府的遠見和居民的參與。
1. 美國加州蘭開斯特：從被嘲笑到綠色經濟繁榮
- 市長的遠見與文化轉變： 年，當美國加州蘭開斯特市（Lancaster）市長雷克斯·佩里斯（Rex Parris）提出將城市轉變為碳中和社區時，曾飽受嘲諷。但他堅信政府的職責是協助人民而非阻礙，因此大力推動市府內部文化轉變，將過去申辦太陽能板需耗時六個月的官僚流程，壓縮至驚人的 分鐘。
- 市政引領，全民參與： 佩里斯市長首先將太陽能板安裝於所有市政建築，將節省的電費再投入更多太陽能設施。隨後，新建築強制安裝太陽能板，並鼓勵私人住宅跟進。這種由上而下再由點到面的推廣策略，迅速形成了城市的替代能源網絡。
- 經濟效益的顯現： 蘭開斯特不僅利用多餘電力生產氫氣以供應公共交通，更因低廉的綠色電力和氫能，吸引了大量新興企業進駐。從 年 的失業率，降至 年約 ，蘭開斯特成功轉型為一個高度盈利的「綠色繁榮城市（green boomtown）」。這證明替代能源不僅環保，更能創造巨大的經濟效益。
- 共同目標的力量： 佩里斯市長認為，當城市有「讓我們的孩子生存下去」這個共同且簡單的目標時，所有分歧都能被擱置，從而成就前所未有的創舉。
2. 德國巴伐利亞翁西德爾：林業與能源的循環共生
- 在地資源的巧妙串聯： 德國巴伐利亞的翁西德爾（Wunsiedel）是一個以林業為主的鄉村地區。當地能源供應商負責人馬可·克拉瑟（Marco Krasser）設想了一個完全使用再生能源和永續原材料的供應系統。他們利用本地豐富的木材、生質能、太陽能和風能，建立了高效的循環系統。
- 多重循環利用的能源策略： 翁西德爾將太陽能和風力發電產生的剩餘電力，用於將林業廢棄物壓製成木屑顆粒。這些顆粒隨後可燃燒產生熱能，或為渦輪機供電以產生電力。這形成了一個「太陽能+風能+電池儲存+熱電聯產」的梯級系統，將建築業與林業、林業與農業緊密連結，創造了可擴展的區域性循環能源經濟，滿足電力、熱能和交通能源需求。
二、智慧城市的能源實驗室：哥本哈根與奧斯陸的實踐
城市的建設與規劃，是能源轉型最直接的試驗場。
1. 丹麥哥本哈根 Nordhavn：能源實驗室的創新模型
- 實境測試與商業模式： 哥本哈根的新建城區 Nordhavn 成為「能源實驗室」（EnergyLab）計畫的試驗場，旨在研究創新、高效的能源循環。核心理念是在真實生活中測試解決方案，並探索創新的商業模式。
- 智慧能源的部門耦合： 該區建築具備良好的隔熱功能，能有效保溫，尤其在用電高峰期節省開支。此外，商業設施能壓縮廢熱，將其供應給區域供暖系統。在風能或太陽能過剩時，更能優化壓縮機運作，將額外電力轉化為大量熱能供應建築，實現能源的多重利用和部門間的耦合。
2. 挪威奧斯陸： 零碳排放的雄心
- 機會而非限制： 挪威首都奧斯陸（Oslo）以 年實現二氧化碳零排放為目標，市長瑪麗安娜·博爾根（Marianne Borgen）強調這不是限制，而是機會。
- 全面綠色策略：
- 建築標準： 新建的幼兒園和學校均配備太陽能板，甚至能生產超過自身需求的能源，供應周邊建築。
- 電動交通： 奧斯陸被譽為全球電動交通之都，電動車普及率極高。
- 循環經濟： 建築業正朝碳中和方向發展，注重減少消耗、廢棄物，並積極推動材料的重複利用和回收。
- 企業界的參與： 挪威綠色建築委員會的董事會成員海格·肖恩·迪爾納（Hege Schøyen Dillner）成功推動其所屬的斯堪地那維亞大型建築公司，公開承諾實施《巴黎協定》的目標。她認為，設定方向至關重要，即使不知如何達成，勇於挑戰目標本身就是力量。
3. 建築材料的「升級再造」：
- 舊物新生： 不動產公司經理索尼婭·霍恩（Sonja Horn）在奧斯陸的現代辦公綜合體建設中，開創性地將舊辦公樓拆除的元素進行重複利用。例如，廢棄泳池機房的地板變成中庭欄杆。這種「升級再造（upcycling）」不僅減少了廢棄物，也賦予了材料新的生命。
- 「發電屋」（Powerhouse）： 年在特隆赫姆（Trondheim）落成的「發電屋」辦公大樓，其 平方公尺的屋頂覆蓋太陽能板，每年發電 萬度，超過自身消耗的兩倍。多餘電力供應當地微電網、電動公車和汽車。這不僅是技術先鋒，也吸引了年輕人才，因為「它感覺很好」。
三、能源網格的宏大願景：北海電網與氫能革命
實現全球能源轉型，需要超越國界的合作和前瞻性的技術突破。
1. 北海電網：跨國能源安全的新典範
- 穩定綠色電網： 自 年起，北海正在建設全球最大的可靠能源網絡。透過連接北海周邊國家的直達電纜，各國能相互平衡綠色電力的供需，邁向能源安全。
- 跨國互聯器： 年，連接挪威和英國東海岸的海底電纜「Viking Link」建成，全長 公里，是目前全球最長的海底電纜。挪威豐富的水力發電與英國蓬勃發展的海上風電，可透過該電網實現互補，確保電力穩定供應。
- 經濟效益與地方復興： 英國布萊斯港（Port of Blyth）曾因煤礦業衰落而蕭條，如今透過能源轉型，已成為主要的離岸能源樞紐，吸引投資並創造大量當地就業機會，重現經濟活力。
- 能源島的未來： 丹麥日德蘭半島（Jutland）海岸 公里處，正計劃建造一座耗資 多億歐元的「能源島」。這座人工島將成為新能源產業的多個樞紐之一，預計能為多達 萬戶家庭供電。它將整合大量離岸風電，並透過變流站實現交直流轉換，以利長距離電力傳輸。
2. 氫能的戰略潛力：未來能源載體與儲存方案
- 綠色氫能的生產： 氫氣被視為綠色電力的重要儲存介質。透過電解水產生氫氣，必須確保電力來自再生能源，才能實現永續生產。西門子能源公司正在開發模組化電解槽，以適應不同規模的氫氣生產需求。
- 氫能的多元應用：
- 儲能： 解決再生能源間歇性問題，平衡電力供需。
- e-燃料： 透過捕獲二氧化碳與氫氣結合，合成新型燃料，取代重工業中的化石燃料，實現深度脫碳。
- 清潔烹飪燃料： 亥姆霍茲中心與開普敦大學合作，利用太陽能和氫氣生產清潔烹飪燃料，為全球缺乏電力設施的地區提供永續替代方案，改善當地生活品質。
- 能源轉型的三大支柱： 西門子能源執行董事會成員安妮-勞爾·德·尚馬爾（Anne-Laure de Chammard）總結，能源轉型有三大槓桿：能源效率（減少消耗與回收再利用）、電氣化（能電氣化的地方優先電氣化以降低脫碳成本），以及在電氣化不足的情況下，使用氫能和綠色分子進行儲存和應用。
四、材料科學的突破：循環經濟與人工光合作用
實現永續能源未來，仰賴材料科學的創新與基礎研究的突破。
1. 廢棄電池的「橘皮魔法」：
- 電池回收的迫切性： 電池是重要的儲能介質，但其昂貴且日益稀缺的材料構成了一大挑戰。新加坡南洋理工大學的瑪達維·斯里尼瓦桑教授（Madhavi Srinivasan）致力於鋰離子電池及其他電子廢棄物的回收研究。
- 創新的回收技術： 她的研究團隊發現，利用橘子皮或細菌培養物，能從廢棄電池的黑色粉末中高效提取鋰、鎳、鈷、錳等元素，回收率高達 。這項技術旨在實現材料的閉環循環，最大限度減少對新材料的依賴。
2. 人工光合作用：模仿自然，創造取之不盡的清潔燃料
- 靈感源於自然： 美國加州理工學院的哈里·阿特沃特教授（Harry Atwater）是太陽能轉換領域的權威。他正引領一項相對較新的研究——人工光合作用，旨在模仿植物將太陽能轉化為化學燃料的過程。
- 「人造葉片」的潛力： 研究人員利用複雜製造的半導體結構，創造出類似「人造葉片」的裝置。透過陽光，這些裝置能將水分解為氫氣和氧氣。目前效率已達 。
- 免費能源的願景： 如果這項技術能實現工業化規模生產，氫氣的成本將比任何現有燃料都低。這意味著人類將能利用太陽能和水，幾乎「從無中生有」地生產氫氣和氧氣，提供幾乎無限的清潔能源。這將是人類從自然界獲取「自由能源」的里程碑式突破。
3. 加速創新：整合研究與產業鏈
丹麥技術大學的特吉斯·維格（Tejs Vegge）強調，基礎研究通常需要 年才能達到產業成熟，但在氣候危機下，我們必須加速。這需要重新思考材料發現和系統開發的方式，並整合從發現、生產到最終使用的整個循環。
結語：集結全球智慧，共築永續未來
這部紀錄片生動地展現了全球各地為能源轉型所做的努力與創新。從地方政策的勇敢決策，到城市規劃的智慧實踐，再到跨國電網的宏大佈局和尖端材料科學的突破，每一環都緊密相連，共同推動著這場全球性的綠色革命。
我們看到，能源轉型不僅是降低碳排放的必要之舉，更是創造經濟增長、提升生活品質、並確保地球永續的巨大機會。這是一項極為複雜的挑戰，但全球科學家、工程師、企業家和政策制定者正以前所未有的速度和協作精神，共同應對。
正如影片所傳達的：我們有足夠的物理潛力透過再生能源來供應地球和人類。這份信念正激勵著無數人投身其中。從此刻起，讓我們共同見證這場綠色革命如何引領我們走向一個更清潔、更繁榮、更具韌性的永續未來。
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