[科普中國]-陽光電城

根據(jù)國際能源總署的定義，陽光電城是以可再生能源來替代核能與化石燃料供應(yīng)電力的一個城市或社區(qū)，以降低溫室效應(yīng)所造成的傷害，達到與環(huán)境永續(xù)共存的目標。陽光電城以太陽光電系統(tǒng)容量供電，較火力發(fā)電排放較少二氧化氮。

簡介根據(jù)國際能源總署的定義，陽光電城是以可再生能源來替代核能與化石燃料供應(yīng)電力的一個城市或社區(qū)，以降低溫室效應(yīng)所造成的傷害，達到與環(huán)境永續(xù)共存的目標。陽光電城以太陽光電系統(tǒng)容量供電，較火力發(fā)電排放較少二氧化氮。1

溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)（英語：Greenhouse effect）是指行星的大氣層因為吸收輻射能量，使得行星表面升溫的效應(yīng)。由于溫室效應(yīng)，行星表面溫度會比沒有大氣層時的溫度要高。以往認為其機制類似溫室使其中氣溫上升的機制，故名為“溫室效應(yīng)”。不少研究指出，人為因素使地球上的溫室效應(yīng)異常加劇，而造成全球暖化的效應(yīng)。

太陽輻射主要是短波輻射，而地面輻射和大氣輻射則是長波輻射。大氣對長波輻射的吸收力較強，對短波輻射的吸收力較弱。白天時，太陽光照射到地球上，部分能量被大氣吸收，部分被反射回宇宙，大約47%的能量被地球表面吸收。晚上地球表面以紅外線的方式向宇宙散發(fā)白天吸收的熱量，其中也有部分被大氣吸收。

大氣層像覆蓋玻璃的溫室一樣，保存了一定的熱量，使得地球不至于像沒有大氣層的月球一樣，被太陽照射時溫度急劇升高，不受太陽照射時溫度急劇下降。一些理論認為，由于溫室氣體的增加，使地球整體所保留的熱能增加，導致全球暖化。

如果沒有溫室效應(yīng)，地球就會冷得不適合人類居住。據(jù)估計，如果沒有大氣層，地球表面平均溫度會是?18℃。正是有了溫室效應(yīng)，使地球平均溫度維持在15℃，然而當下過多的溫室氣體導致地球平均溫度高于15℃。

目前，人類活動使大氣中溫室氣體含量增加，由于燃燒化石燃料及水蒸氣、二氧化碳、甲烷等產(chǎn)生排放的氣體，經(jīng)紅外線輻射吸收留住能量，導致全球表面溫度升高，加劇溫室效應(yīng)，造成全球暖化。為了解決此問題，聯(lián)合國制定了氣候變化框架公約，控制溫室氣體的排放量，防止地球的溫度上升，影響生態(tài)和環(huán)境。1

核動力核動力（英語：nuclear power，也稱原子能或核能）是利用可控核反應(yīng)來獲取能量，然后產(chǎn)生動力、熱量和電能。該術(shù)語包括核裂變，核衰變和核聚變。產(chǎn)生核電的工廠被稱作核電站，將核能轉(zhuǎn)化為電能的裝置包括反應(yīng)堆和汽輪發(fā)電機。核能在反應(yīng)堆中被轉(zhuǎn)化為熱能，熱能將水變?yōu)檎羝苿悠啺l(fā)電機組發(fā)電。

利用核反應(yīng)來獲取能量的原理是：當裂變材料（例如鈾-235）在受人為控制的條件下發(fā)生核裂變時，核能就會以熱的形式被釋放出來，這些熱量會被用來驅(qū)動蒸汽機。蒸汽機可以直接提供動力，也可以連接發(fā)電機來產(chǎn)生電能。世界各國軍隊中的某些潛艇及航空母艦以核能為動力（主要是美國）。

根據(jù)國際能源署的資料，2007年全球電力有13.8%由核能提供。截至2014年9月，全世界共有437個核電機組處于運行狀態(tài)，總裝機容量為374.5吉瓦，雖然不是所有的核反應(yīng)堆都正在發(fā)電。超過150艘使用核動力推進的艦船已被建造，由超過180個核反應(yīng)堆提供提供動力。

核動力相關(guān)的重大事故包括三哩島核泄漏事故（1979年）、切爾諾貝利核事故（1986年）、福島第一核電站事故（2011年）和一些核動力潛艇事故。在各種能源的事故之中，按照每個單位發(fā)電的人命損失計算，核電的安全記錄優(yōu)于其他幾種主要的發(fā)電方式。

到2012年，根據(jù)國際原子能機構(gòu)，全世界有15個國家正在建造共有68個民用核電反應(yīng)堆，其中，中國已有25座核電站正在建造，并且計劃建造更多的。美國有近一半的核反應(yīng)堆的證書被延長到60年，并且認真考慮建造十幾個新核電站的計劃。德國決定在2022年前關(guān)閉所有核電站，而意大利禁止核電站。繼福島之后，國際能源機構(gòu)估計到2035年要減半新增加的核能發(fā)電能力。1

可再生能源可再生能源（Renewable Energy）為來自大自然的能源，例如太陽能、風力、潮汐能、地熱能等，是取之不盡，用之不竭的能源，會自動再生，是相對于會窮盡的不可再生能源的一種能源。

另一方面，近年來世界上有些國家也意識到可再生能源的重要性，而大力鼓吹，特別是在風電方面，風電從1990年來即每年有30%的成長速度，至2016年全球裝機容量已達486.790 GW。另外就個別國家而言：例如德國：再生能源發(fā)電從1990年占全部發(fā)電量約3.1%，發(fā)展至2010年底的17%，其中36.5%為風電；33.5%是生物質(zhì)能發(fā)電，19.7%是水力，太陽光電有12%，有37萬的就業(yè)人口。

近幾年來，由于氣候變遷對人類帶來的警訊，讓各國政府紛紛思考如何減碳節(jié)能。為減少對化石能源的依賴性，有些國家便轉(zhuǎn)而求救于核能發(fā)電，以達減碳又同時成本低廉的效果，惟自2011年3月11日發(fā)生的日本福島核災(zāi)以后，許多國家原本雄心勃勃的擴核計劃，都大大地受到質(zhì)疑，極有可能會“棄核轉(zhuǎn)再”，讓可再生能源的發(fā)展有更大的空間。

根據(jù)國際能源署可再生能源工作小組，可再生能源是指“從持續(xù)不斷地補充的自然過程中得到的能量來源”。可再生能源泛指多種取之不竭的能源，嚴謹來說，是人類有生之年都不會耗盡的能源?？稍偕茉床话F(xiàn)時有限的能源，如化石燃料和核能。1

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

李斌 - 副教授 - 西南大學