綠色風之路

摘要

風力發電和電動車都是促進城市可持續發展的綠色能源和低碳運輸工具,透過使用政府的公開數據及Arcgis Online的地理資訊系統進行調查,我們發現香港可以通過發展風力發電及電動車達到ESG(環境、社會和公司治理)目標。調查結果包括,第一,政府可以考慮在公路上安裝垂直軸風力發電機,利用車輛行駛時所產生的風力發電。根據調查結果,高速公路上車輛的行駛速度較快,我們可以預期產生的風速較大。其中,吐露港公路—粉嶺公路、深圳灣公路大橋、北大嶼山公路等路段的車輛行駛速度較高。第二,如果在公路上安裝垂直軸風力發電機,除了要考慮車輛的行駛速度外,自然風也是風力發電的重要來源之一。我們推算發現公路上的自然風速較大的地區是大嶼山地區、油尖旺及香港島沿岸區、新界西北地區,風速分別為每小時大於17公里、14-17公里及小於11公里,大部份的路段也是高於小型風力發電機的切入風速每小時10公里的要求。第三,近年政府大力推動電動車發展,分析顯示現時電動充電站主要分佈在九龍、油尖旺及香港島區,其他地區的充電站數目不足,這樣為電動車主造成不便,更有可能選擇放棄使用電動車,改用傳統化石燃料汽車,最後阻礙電動車的發展。

背景

全球暖化的危機對生活在地球任何一個角落的你影響有多少呢?然而,就算住在有「福地」之稱的香港,面對炎熱的夏天、反覆無常的氣候改變,也使我們明白處身於香港也不能從這個危機中置諸度外。為了更有效應對這個危機,我們更加需要在環境、社會、政府管治三方面共同發展,多方攜手合作,為地球出一分力。

「風」無處不在,而且他很有性格。他一時候是溫柔的,在炎熱的街道上感受到陣陣的舒暢的涼風,一時候是兇悍無情的颱風吹襲城市。但是他絕對是我們應對氣候變化的「好夥伴」,為我們在這危機中帶來「活」力去應對各種問題。

看不見的風能總時伴隨著我們左右

可再生能源 — 風力發電

利用空氣流動所產生的風力推動發電機的渦輪葉片旋轉,由動能轉換成電能生產電力。

風力發電的好處:

1.減少溫室氣體排放: 整個過程所產生的總溫室排放量較少,減少全球氣候變化。 

2.資源豐富: 可以長期供應能源,相對地減少對有非再生能源的依賴。

3.環境污染較低: 產生的污染物較少,對環境造成負面影響較低。

4.成本逐漸降低: 相對其他可再生能源,如太陽能、水力發電等成本相對較低。

5.促進地方經濟發展 : 需要大量的投資和建設,促進當地經濟發展,並創造就業機會。

風力發電是一種環保和可持續的能源,有助于推動經濟發展和减少對化石燃料的依賴。


香港風力發電的現況

於2002年機電工程署發表《香港使用可再生能源的可行性研究》報告,估算香港風力的潛在資源高達107億千瓦時(kWh),相等當時全港全年電力需求的30%有多。 "

發展時序


藏在鬧市裡的小型風力發電機

在鬧市中在我們身邊也藏著許多風力發電機,各式各樣,我們時常會以為它們是路燈等東西!

在香港出現的各式各樣的小型風力發電機

比起需要專業的長期評估的大型風力發電機,雖然小型風力發電機的電功率較低,但是較容易選定場所,適合應用對象廣泛,所以小型風力發電機更加有效的配合各需要,發展出不同的模式

城市「活」力的脈沖 - 公路風力發電

垂直軸風力發電機一般發電功率約1-3千瓦,切入風速約每小時 10 公里。能組合成分散式能源供應系統成為城市的脈絡,發出「活」力能源!

使用Arcgis Online的WebMap,我們進行調查及分析如下:

使用Tinkercad製作模擬垂直軸風力發電機的模型

  1. 地區的自然風速及公路的車速也是安裝風力發電機時要主要考慮的因素,香港那些地區或公路適合安裝呢?
  2. 所產生的電能可以如何利用呢?
  3. 結合資料及地圖分析,如何進行更好的城市規劃,以便發長可再生能源呢



為了感受高速公路的風力,我們專程到具有潛在可能性進行風力發電的公路跑了一趟......

昂船洲大橋

利用空間數據分析為公路風力發電選址

我們的建議

透過Web Scene分析結果可見,大嶼山地區的行車路段是擁有最豐富的自然風力資源, 加上車速可達至時速110 KM ,因此最適合安裝垂直軸公路風力發電機。其次是油尖旺及香港島沿岸區及新界西及新界北區。

電動車充電站分佈

風力發電產生的電能我們亦可以使用來發展電動車充電站,進一步減少對化石燃料的依賴。現時,香港的電動車充電站滿足需要嗎?

從ESG角度分析

在環境方面,風力發電和電動車都是零排放的能源和交通工具,可以減少溫室氣體排放,有助於減緩全球氣候變化。而且香港風力發電的技術成熟,近年大型風力發電基建計劃也陸續執行,未來的發展潛力是很大的。通過投資和發展可持續能源和交通發展,降低對非可再生能源和傳統交通方式的依賴,減少對環境的負面影響。

在社會方面,風力發電和電動車都需要許多不同技能的人才參與,例如工程師、技工等,可以創造就業機會,促進當地經濟發展。同時,風力發電和電動車項目可以為當地社區帶來收入和其他經濟效益,例如土地租金、優化社會環境等,有助於促進社區發展。

在政府的管治方面,政府在發展風力發電和電動車上扮演了很重要的角色。除了可以增加對風力發電和電動車的投資和制定支持政策鼓勵企業和消費者投資和使用這些可持續能源和交通方式外,更可以透過加強對風力發電和電動車的監管、教育及宣傳和加強國際合作,從而提高其運作的透明度和可靠性、提升公眾認知度和推動全球可持續能源和交通的發展。

對未來的寄望

香港在發展小型風力發電的可行性很大,因為小型風力發電機能夠更有彈性地配合在環境、社會及政府三方發展出特色的運作模式。特別是在高速公路發展垂直軸風力發電機。然而,未來需要進一步研究多方面的因素,包括:量度車輛行駛時產生的風速、不同時段的車流量等,以及進行全面的發展規劃。

最後,我們更可以考慮加入藝術元素優化小型風力發電機外觀,更可以擺放在海濱長廊、海岸公園等風速較高的休憩場地,這樣不僅能夠美化香港環境,同時,為公共設施提供潔淨能源。

AR模擬相片及實地考察的花絮

參考資料

香港可再生能源網(2023):《風能》,檢自  https://re.emsd.gov.hk/tc_chi/wind/wind.html  瀏覽日期: 20230504

香港可再生能源網(2023): 《小型風力發電機》,檢自  https://re.emsd.gov.hk/tc_chi/wind/small/small_ep.html  瀏覽日期: 20230504

香港天文台(2021):《天文台與再生能源 》,檢自  https://www.hko.gov.hk/tc/education/wind_power/windturbine-Jan2001_v2e.htm  瀏覽日期: 20230520

新高能源科技(2012):《關於小型垂直軸風力發電機》,檢自     http://www.hi-vawt.com.tw/tw/tw_about_vaswt.html 瀏覽日期: 20230520

Uddin R., Al Araf A., Khan R., Ahammed F. (2022) Smart Vertical Axis Highway Wind Turbine, International Journal of Engineering and Advanced Technology Studies, Vol.10, No.4, pp.20-36

地政總署(2022):《香港九龍東可視化三維地圖(方格形式模型)》,檢自 https://3d.map.gov.hk/mapviewer/app/map 瀏覽日期: 20230520

使用Tinkercad製作模擬垂直軸風力發電機的模型