煤主要作為燃料,在 2020 年提供了全球超過 1/3 的電力,但煤的使用會破壞環境,是造成氣候變化最大的人為二氧化碳(CO₂)來源。為了實現巴黎協定將全球暖化控制在 2℃ 以下的目標,從 2020 年到 2030 年,煤的使用量需要減半。利用水力以取代燃煤來發電,是很多國家降低 CO₂ 排放量所採取的對策之一。
假設你被要求提出一個水力發電廠的規畫案,目標是要使它一年可達成的 CO₂ 減排量 M 為 10⁹ kg。已知水庫供水與下游水道排水都無問題,每部發電機提供電能的功率設定為 P₁=10⁹ W,水庫水面與發電機進水口的水位落差為 h=100 m;當水庫的水在到達發電機進水口時,每單位質量所具有的動能為 u_w。表 5 列出的甲~己(括弧內為其符號)為規劃時需要考慮的一些參數。
| 甲(c₁) | 乙(c₂) | 丙(μ) | 丁(ε) | 戊(T) | 己(N) |
|---|---|---|---|---|---|
| 燃煤發電時每單位電能耗用的煤質量 | 每單位質量的煤發電時排放的 CO₂ 質量 | 每單位時間流入發電機的水質量 | 發電機將水力轉換為電力的效率 | 每部發電機每日發電的平均時間 | 安裝的發電機數目 |
為了估計採用水力發電以取代燃煤發電時,其所發每單位的電能可減少的 CO₂ 排放量,需要取得表 5 中哪些參數的數值?