達人專欄一、 前言
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昨天在看 TechNews (科技新報) 的網站時，翻閱到一篇 燃煤發電高污染？科學家發現煤炭新應用「環保海水淡化」 的文章，文章大致是說一個沙烏地阿拉伯的研究團隊發現煤炭不僅可以用來發電，更能用來海水淡化，甚至效率奇高。
在環保意識越來越強烈的世界裡，煤炭發電已被人們所唾棄，更環保的新能源逐漸地取代它的地位，那麼這些煤炭該何去何從呢？以煤礦為生的人們又該如何生存呢？
不知道各位看到碳這個字時，第一印象是什麼？炙熱的火焰？香噴噴的烤肉？燻人的黑煙？
其實碳還有另一層用處，過濾。碳一直以來都是過濾的主要材料，但說碳是濾材並不準確，更精確的說法應該是活性碳。
我們所熟知的木炭、果殼炭、煤等原料需經過活化作用後才能將之轉變成活性碳，而目前主要的活化法分為兩種，如下：
1. 氣體活化法：將原料經造粒後，在1000℃下用水蒸氣、二氧化碳等，進行活化作用。
2. 藥劑活化法：將乾燥後的原料用氯化鋅溶液浸漬，混合，在500~700℃下加熱，進行活化作用。
活性碳具有強大的吸附功能，能夠有效地將水中的毒素、汙染物吸附住，進而達到淨化水質的作用，而該研究團隊便是看準活性碳的這項特性而以此進行實驗。
二、 開始造水
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在介紹如何造水之前，必須先介紹其結構，首先是該設備的核心－碳化壓縮粉末，它是將原料磨成粉末狀後，再經過活化作用後，最後經過特殊設計的工藝，將這些活性化碳粉壓縮成一個碳磚，其優點就是能使之有更良好的疏水性、更強大的吸附性。
完成碳磚後，還必須加上一些道具，才能使之淡化的效率提升，首先為了避免碳磚直接接觸海水，從而吸附過大的有機或無機分子，研究團隊決定以棉線來吸收海水，於是他們將棉線穿入碳磚，而這些棉線的穿入高度都是經過計算的，在壓縮成碳磚時就設計好的，棉線的穿入一上一下，主要是為了使海水能完全的在碳磚中擴散。
結構的最後一部份便是保溫層，為何需要保溫層呢？簡單的介紹一下該設備的運作原理，其海水淡化的做法便是將該設備放在海面上，棉線會吸收海水，利用太陽光的熱將海水蒸發，最後再將水蒸氣回收便可達到淡水，為了讓熱能不被海水影響，因此有了保溫層的設計，除了保溫外，另一大好處就是能隔離海水。
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介紹完原理與結構後，研究團隊便將之置入海中進行 12 小時的測試，測試的結果指出，其海水淡化後的淡水，其鹽度從 41000 ppm 下降成 240 ppm 已低於標準的 500 ppm，符合飲用水規範，而水質的 TDS 也從 42000 ppm 下降至 355 ppm 也低於標準的 500 ppm ，但不得不說這樣的水質依然很難下口，或許再多一層過濾可能會好一些。
從數據上來看，這項設備確實有能力淡化海水，且根據研究團隊的分析，更認為該設備是所有太陽能海水淡化中最便宜，也是最有效率的一種，而我也不得不承認，這項發明確實是成本低廉、構造簡單的存在。
然而其弊端也很明顯，首先就是海水淡化後的結晶鹽，盡管他們是使用棉線吸收海水，能大大的減少結晶鹽的產生，但時間久了依然會阻礙其吸收太陽光的效率，進而影響其蒸餾的速率，然而針對這一點研究團隊卻認為可以透過海水做簡單的清洗便可。
但在我看來卻不實際，海水清洗，可以清洗表面，但內部的阻塞該如何清理呢？最後還是得將這些內部阻塞，吸附能力減弱的活性碳再一次的經過活化作用才能再次使用，而再一次的活化作用也是需要超過 400 度的高溫以及一定的壓力才能完成的，而研究團隊卻並沒有指出這一成本，更沒有思考究竟是再次一的活化成本比較低，還是直接替換的成本比較低，當然在我看來直接替換的成本肯定低於再次活化，畢竟再次活化不僅還要回收、清理成本，且再次活化後的效率是否依舊等等因素。
除了結晶鹽的問題外，更大的問題便是淡水生產量的問題，這從原理上來看，基本上淡水的產量就對應著設備的大小，設備越大產量越高，且其中最關鍵的就是太陽熱，若在冬天時其蒸餾的效率是否近乎於零？
三、 選擇
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我之前 來自海洋的淡水 的文章中曾提過各種海水淡化的技術，當時我最推崇的便是電容去離子化，而如今我依然看好該技術，但可惜的是目前仍未聽聞哪個廠商能夠將奈米孔洞碳材料實現量產。
因此在高效又環保的技術選擇上，我只能傾向正滲透，但該技術與本文所述的碳磚海水淡化相比，又顯得太過不切實際，碳磚海水淡化更便宜、建置更簡單，雖說方才提到更換材料的問題，但更換活性碳的材料怎麼樣都比更換正滲透所需要的特殊薄膜還便宜，再者溫度的問題，別忘了目前世界上最缺水的國家幾乎都集中在熱帶、亞熱帶，基本上溫度的問題並不致命。這並不意味著溫度的問題並不重要，而是指影響時間並不會太長。
結論來說，雖然我並不太支持該技術，畢竟對我而言，活性碳的大量更替便意味著環境破壞，溫室效應的持續加劇，因此若要問我這項技術環保嗎？從表面上，它的運作無須任何能源介入，只靠太陽熱進行蒸餾反應，從而得到淡水，這看起來似乎相當潔淨環保，但從這塊碳的產出、製造，乃至運作來看呢？相信你已經有了答案。
然而回到實際面來看，碳的成本依然低廉，這項技術的商業化價值應該是很高的，若是有心推動海水淡化工程的國家都很值得一試，若能成功對於國家的水資源儲備有著巨大的好處，就算失敗了煤炭還是能拿來發電的，不是嗎？
最後感謝大家的觀看，最近看到新聞上一直吵公投議題，心裡還是覺得很無奈，台灣的環保意識依然停留在不食人間煙火的境地，不支持蓋三接就算了，居然也不支持蓋核電，難道真的要用愛發電嗎？不過這也許是我的誤會，他們不希望燃氣發電也不希望核電發電，他們可能是希望用別種方式來發電，比方說煤炭、風力、水力等等，或許公投的題目應該是讓大家選擇台灣能源的方向，而不是只停留在蓋不蓋、留不留這種不是 1 就是 0 的層面上，另外也呼籲支持該三接的人好好宣導一下三接的優點跟缺點，不要都只說好的不說壞的，當然，核電的也是，別整天都說很安全，核四可不是四代核電廠。
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