談能源逃不了安全性這個話題。作為能量的來源,物質本身在常態是相對安定的。否則人們大概率也見不到它的存在。
舉個例子:您一定看過鹽(氯化鈉),但許多人終其一生不會見到金屬鈉,因為它常態就不安定,根本很難以金屬鈉的面貌示人。文明中最常見的能源或燃料,蠟、油、瓦斯,都是如此。平時安安靜靜,需要主動點火才會燃燒。

燃燒是什麼?
生活經驗告訴我們,想生火要先點火。少了點火這個動作,燃料是燒不起來的。所謂的燃燒,其實就是燃料跟氧的反應。這個反應需要啟動能量(也就是點火)才能發生。一旦觸發,源源不絕的燃料跟氧可以一直燒下去。
光和熱都是伴隨燃燒的產物。傳統上人們利用的是熱能,但光其實也是能量的一種形式。
順帶一提:藍焰跟橙焰哪一個能量更高?答案是藍焰。藍焰燃燒溫度更高、燃燒更完全。橙焰通常代表燃燒不充分,有較多碳粒子釋出。
爆炸又是怎麼回事?
拿氣球來比喻。一直往裡頭吹氣,氣球皮的張力使得氣球內的氣壓一直增加。當氣壓超過氣球皮的承受能力,內部壓力較高的氣體瞬間釋放出來,於是我們看到了「爆」,也同時聽到了「炸」。
爆炸的本質,就是高壓的瞬間大量釋放。高壓差、極短時間、大量,三個條件缺一不可。
拿最常聽到的「瓦斯氣爆」來分析。瓦斯桶裡頭的壓力大到超過桶身的負荷,於是形成高壓的瞬間大量釋放。那麼,桶內壓力為何上升?
正常情況桶裡存的是液態瓦斯,加上頂部空間的氣態瓦斯,可以想成是水跟水蒸汽的關係。打開閥門時,流出的是氣態瓦斯,液態瓦斯會持續蒸發來補充。但當溫度極端上升,多半是因為桶內瓦斯被點燃,桶身炸開就只是時間的問題了。
開放空間裡,燃料會爆炸嗎?
先看汽車著火時油箱爆炸的場景。火一路燒回油箱,由於油箱屏障的關係,箱內壓力首先上升。燃燒的過程是液體受熱揮發成氣體,氣體才開始燃燒。溫度急劇上升,壓力驟升,最終達到爆炸條件。
那蠟燭呢?應該沒有人看過蠟燭爆炸。蠟要先從固態熔化成液態,再藉由燭芯形成氣態燃燒條件,這個過程限制了氣壓上升的速度。即便在密閉罐子裡燒蠟燭,蠟燭很快會熄滅。不是爆炸,是氧氣耗盡。
在完全開放的空間,洩漏的汽油會燃燒,但來不及蓄積壓力,所以不會爆炸。洩漏到開放空間的瓦斯也一樣。從瓦斯爐的日常經驗就能佐證:會燃燒,但不會爆炸。
但如果不是完全開放的空間,例如密閉的廚房,當瓦斯漏到一定程度之後點火,這時候的結局,很多電影都演給你看過了。
不過您也不必太擔心。很多人都遇過瓦斯幾次點不著、最後點著時火光特別大的經驗。這說明要漏到爆炸,其實沒那麼容易。
本文由 作者芮思 編輯團隊撰寫。Tellus Materials 深耕氫能與儲能解決方案,持續推動台灣能源轉型。

