美《大衆科學》: 擺脫石油依賴 未來能源十步走

http://www.chinareviewnews.com   2006-07-05 06:51:24  


  國際石油價格一路上揚,“石油危機”已成爲目前最流行的詞彙,很多人甚至産生了“石油還够用多久”的疑問。石油總有一天會耗盡,這毫無疑問,但這幷不意味著“世界末日”就將來臨。 

  第一步 利用風能 

  地球上的化石能源(石油)終究有限,爲了人類的持續發展,必須找到其他可替代能源,而風能就是一個很好的選擇。 

  在美國科羅拉多州博爾德南部高地上的平原,矗立著4排實驗性渦輪機,它們在冰雪覆蓋的洛基山脉的映襯下顯得更爲壯觀:150英尺(1英尺=0.3048米)的槳葉在微風吹拂下緩慢旋轉著。這裡能産生風速爲每小時100英里(1英里約合1.61公里)的風能。 

  1991年,一份有關風能的官方報告稱:堪薩斯、北達科他和得克薩斯3個州有豐富的風能,足以滿足全美國的能源需求。今天看來,這項報告不免有些估計過低。在過去的20年中,風能的價格已下降了85%,這很大程度上歸功于不斷提昇的渦輪機效率。政府還制定了很多條令,鼓勵民衆購買利用風力所産生的電能,可以想見在不久的未來,使用風力電能必成大勢所趨。 

  第二步 取消電網 

  現有的輸電系統是通過電綫,從能源中心嚮用戶單向送電。這樣做的缺點,就是輸電過程中會損失很多電能。一項很好的解决辦法是“分佈式發電”,即在住處和工作地點附近利用風能和太陽能發電,做到自給自足。 

  例如,可利用地熱系統爲建築物供暖和降溫;利用屋頂上的太陽能電池提供電力;多餘的電能還可輸入當地供電系統,零售賣出還能獲取一部分收益。這些措施簡便易行,遠好於興建發電廠和從國外進口能源。據估計,一個這樣的小型發電廠所需太陽能發電設備的造價,可在4年內回收。既然有這麽多的優點,何樂而不爲呢? 

  第三步 混合燃料汽車 

  美國陸軍宣佈將開發一種使用新型混合燃料的“悍馬”戰車,它預示著混合燃料汽車的時代已經來臨。混合燃料汽車通過內燃和電驅動,提高能源利用效率。這將大大削减汽油使用量,尾氣排放也將隨之大幅减少。 

  一種“插入式混合型”電動車夜間可在自家的車庫中被充電,由於美國夜間電費低廉,這就節省了一項不小的開支。加州大學伯克利分校可再生能源實驗室主任丹尼爾·卡門說:“如果在一夜間,美國的汽車全被這種混合型汽車所取代,石油消耗量將下降70~90%,美國進口石油的時代將徹底結束。” 

  第四步 蟲子體液驅動汽車 

  今年,美國汽車製造商將生産100萬輛“彈性燃料車”,既可添加普通汽油,也可使用乙醇。現在美國所生産的絕大多數乙醇是由玉米粒發酵而來,該過程要消耗相當數量的化學燃料。丹尼爾·卡門認爲,這種基於玉米的乙醇是一種過渡燃料,“要想使用乙醇替代石油,防止全球進一步變暖,我們需要進行一次從玉米乙醇到纖維素乙醇的大規模革新運動。” 

  纖維素乙醇的原料很豐富,木片、玉米芯和玉米秆這樣的農業廢料,都可用來生産纖維素乙醇。現在用於製造乙醇的酶的造價很高,不過這個問題幷不難解决。白蟻後腸中的微生物,可將植物纖維素轉化成碳水化合物。美國能源部聯合基因組研究所主任艾迪·盧賓說:“我們正在測定那些微生物的DNA序列,將來可以通過生物工程製造出新的機體來分泌這些酶。”這樣我們就可利用蟲子的體液來驅動汽車前進,擺脫了對化學能源的過度依賴。 

  第五步 凹鏡使陽光變電能 

  明年初,在洛杉磯東北部的一個沙漠農場中,將會出現數十個巨大的凹鏡。每個凹鏡的直徑爲37英尺,它們通過電子控制可自動跟踪太陽,將陽光反射到熱量收集器上,再利用濃縮陽光將氫加熱至1300華氏度(約704攝氏度),然後通過斯特林發動機驅動發電機發電。 

  每小時到達地球的陽光所産生的能量,可滿足全世界一整年的電力需求。 

  斯特林太陽能凹鏡可將30%的太陽能轉化爲電能,這是世界上將太陽能轉化爲電能效率最高的一種技術。科學家希望通過技術改進,可使轉化率提高至50%。   

  第六步 製造氫能源 

  氫能源潜力巨大,但將其他物質轉化爲氫幷不容易。自然界中不存在純氫燃料,從石油或天然氣中獲得氫,在今天是最便宜的方法,但會産生二氧化碳。氫燃料電池的效率,是內燃機的兩倍多。在冰島,豐富的可再生能源使“氫經濟”成爲可能。 

  第七步 用海浪發電 

  海洋蘊含著巨大能量,其中大約有1/8可以開發利用,同時還不會污染環境。 

  今年夏天,在葡萄牙,工作人員正在安裝一種近海波浪能量轉化器。這種蛇狀的鋼管一半浸沒在水中,一半露出水面,幷向遠海方向延伸了3英里,到2008年,這種裝置可爲大約1.5萬個家庭供電。海浪能量的優點是其能量密度是風能的10~40倍。 

  第八步 向地下要能源 

  美國地熱能源協會執行理事卡爾·格威爾說:“得州西部廢弃的油井里的熱水中,含有5000兆瓦的地熱能。現在因爲未加利用,它們正在被白白浪費。”地熱能可被用來發電,或給建築物供熱。夏威夷、阿拉斯加以及西部各州都分佈有豐富的地熱能。 

  可利用溫度爲160華氏度(約合71攝氏度)水溫的地熱水庫發電。一些公司正在開發溫泉,一旦成功,將可以使美國地熱發電能力在未來4~5年內翻一番。 

  第九步 開發垃圾燃氣 

  自舊石器時代,我們就一直在燃燒生物質(注:生物質,biomass,一切直接或間接利用綠色植物光合作用形成的有機物質,包括植物、動物和微生物及其排泄與代謝物),當時人們燒木頭來給山洞供暖和燒烤大型動物的肉。 

  今天絕大多數的生物質能仍來源于木材,但現在我們要做的,是怎樣利用這些農業廢料和草本植物來發電。這些物質與化石燃料一樣,燃燒時會産生二氧化碳。但生物質燃燒時釋放的二氧化碳,可通過其生長時吸收的二氧化碳獲得平衡。 

  在所有新技術中,氣化或許是最具潜力的一種。 

  第十步 節能從我做起 

  回想上世紀70年代,所謂的節能就是關燈。《家庭能源飲食》一書的作者保羅·舒基爾表示,今天,隨著科技的發展,我們節約能源可充分利用技術優勢。現在,美國平均每1美元的産出所消耗的能源,比30年前節約了47%。 

  令人遺憾的是,由於輸送電力的效率有待提高,所以,大量能源在抵達每一個家庭和辦公室前就被浪費了。對此,消費者無能爲力,但他們可以“從我做起”,在自己的家中或辦公室裡有意識地節約能源。最清潔最廉價的能源就是不用能源。

  來源:青年參考

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