當代社會基本典範

技術

能源取用技術

太陽能上限

• 大氣上界的太陽能為 1.94 cal/cm²．min ，照射 12 小時為 1396.8cal/cm²．day 。換算成m²要再乘 10⁴ ，由m²換算成km²要再乘 10⁶ ，要再換算成年要再乘 365.2422 。其中可見光(0.4~0.76μm)區，能量占50%；紅外區占43%；紫外區占7%。
• 太陽常數(大氣上界)的標準值為1353w/m²，和1.94 cal/cm²．min是等價的。
• 考慮到太陽光入射的角度，和任何時刻都有半個地球表面不會被陽光照到，因此平均的太陽入射輻射量通常不會超過太陽常數的四分之一(大約是342w/m²)。經過大氣削弱之後到達地面的太陽直接輻射和散射輻射之和稱為太陽總輻射。就全球平均而言，太陽總輻射只佔到達大氣上界太陽輻射的45%。總輻射量隨緯度升高而減小，隨高度升高而增大。一天內中午前後最大，夜間為0；一年內夏大冬小。
• 地球表面積：

  地球之長半徑＝6,378,388公尺。

  地球之短半徑＝6,356,909公尺。

  地球平均半徑＝6,370公里。

  赤道周長=40,076,687公尺。

  地球面積=510,100,800平方公里。

  地球表面百分之70.8是水,百分之29.2為陸地(或水*0.71陸地*0.29)

  總面積：5億1007萬2千平方公里

  陸地面積：1億4894萬平方公里

  海洋面積：3億6113萬2千平方公里

• 不是陸地上所有表面都有植被，不是所有波長都能行光合作用，而光合作用效率也只有 6% 。光合作用捕集的太陽能，植物自己的呼吸作用使用掉一部分，其他的才能成為自己與其他動物的生物量。人類作物只佔土地上生物量的一小部分，而作物只有一小部分可食，最後的結果是約每個人需要¼km²的農地。

人均耗能

熱量來自於 碳水化合物，脂肪，蛋白質

• 碳水化合物產生熱能 = 4 千卡/克
• 蛋白質產生熱量 = 4 千卡/克
• 脂肪產生熱量 = 9 千卡/克。

1 卡 = 4.184 焦耳

成人每日需要的熱量 = 基礎代謝 + 體力活動 + 消化食物

1.1 x (基礎代謝 + 體力活動)

消化食物所需要的熱量 =10% x （基礎代謝 + 體力活動）

成人每日需要的熱量

男性： 2210 - 2410 千卡

女性： 1910 - 2110 千卡

注意：每日由食物提供的熱量應不少於 1200 千卡 - 1800 千卡，這是維持人體正常生命活動的最少的能量

2008年人均耗能為 21283kWh

21283*3600/365*4.184=50171千卡/每人每日，約為生態人類的 22 倍。

能源使用

• 人類社會對能源的消耗
  1. 世界能源消耗量
  2. 各國每年人均能量消耗
• 人類將能源主要轉變成電，火力發電熱效率為 30%~60% ，而傳輸電力平均消耗 10% 的能量。