十大方案应对能源危机

全世界每天消耗8400万桶石油，美国就占了其中的1／4。与此同时，大气中不断上升的二氧化碳含量导致永久冻土融化，冰架坍塌。气候学家警告说，如果排放量保持目前水平，下一代人将面临史无前例的环境灾难。解决这个问题，没有什么方案能够一招见效。几十位科学家和能源专家提出了十大方案，照此实行，到2025年，可以把美国石油消耗量减少一半，同时大大降低对煤炭和天然气等矿物燃料的依赖。

　　利用风能几十年来，涡轮机桨叶越来越轻，越来越有力，这使风力装置越来越大，越来越有效。最大的叶片比自由女神像还高。而且，涡轮机的设计可以达到满足特定风力条件这一要求，比如，为美国大平原设计的涡轮机就不同于容易刮飓风的墨西哥湾沿岸地区。

　　一些风能技术开发商还开始向天空发展。比如，天空风能公司就在研制一种飞行发电机，这种装置在1．5万英尺(约4600米)的空中自转，通过电缆与地面连接。对这种设计来说，如何固定和维护尚是一个大的难题。但是，高空中的风能风量强劲、稳定，没有理由不加以利用。

　　分布式发电现有的电网是从某个中心向所有用户单向输电，“分布式发电”更为可靠。按照这种办法，风能和太阳能一类的发电装置设在家庭或工作场所内部或附近，与复杂的数字分配系统和控制系统连通，按照高峰和非高峰期的需求输电，以实现最高能效。

　　混合动力车混合动力车集成内燃机和电动机，这种混合装置可以捕获刹车时的能量，并把闲置能量储存起来，同时减少发动机自重以提高效率。而新一代混合动力车又被称作并联式混合动力车(PHEV)，晚上在自家车库就可充电，大大减少了汽油用量。

　　目前，戴姆勒一克莱斯勒公司造出了并联式电动车的样机，而美国陆军则宣布要开发一种新型混合动力“悍马”。能源专家认为，如果目前在美国的车辆都由PHEV代替，石油消耗量将减少70％到90％。即使这些电动车的能量来自燃烧煤炭的火力发电站，二氧化碳排放量也可降低一半以上。如果这些能量来自于可更新能源，油箱里的燃料又是生物柴油或者乙醇，其效果还会大大提高。

　　无论用传统发动机还是混合发动机，减轻车辆自重在节省燃料方面的潜力经常遭到忽视。专家说，用高强度的轻型复合材料代替钢材，可以把混合动力车的燃效提高一倍左右。

　　“酿造”更好的乙醇　现在生产乙醇的原料主要是玉米，生产过程中需要消耗大量矿物燃料。以玉米为原料的制造乙醇是一种“过渡”性燃料。要想让乙醇对减少汽油消耗和缓解全球变暖等问题发挥作用，就需要完成从玉米乙醇转向纤维素乙醇。纤维素乙醇由柳枝稷、木屑和玉米穗轴一类的农业废料制成。

　　今天，用于制造这种燃料的酶价格昂贵。但是，解决办法却可能“很巧妙”。美国能源部联合基因组研究所所长埃迪·鲁宾说：“白蚁尾肠中的微生物能把植物纤维素转化为碳水化合物。我们正在对这些微生物的DNA进行排序，以便最终通过生物工程培育出新的有机体以分泌这些酶。”换句话，有朝一日，我们的汽车将由虫子的体液来提供动能。

　　打开太阳灯　洛杉矶东北部的沙漠里即将竖起几十架巨大的斯特林公司的凹面镜。这些直径达37英尺(约11米)的镜面将把阳光反射到一个热量收集装置里，再把这种热能转变成电能，推动发电机发电。待到这座全世界最大的太阳能发电厂完全建成以后，沙漠中将出现大约两万架太阳能集热器，为27．8万户居民供电。

　　斯特林太阳能集热器可以把30％的太阳能转化为电，是目前效率最高的太阳能发电技术。人们大多把太阳能等同于光电池。这些电池只能转化15％的太阳能，但好处是可以在用电的同时发电，减轻输电网络的压力，并且可以把任何一个晒到阳光的表面变成能源收集装置。在不远的将来，我们也许能用身上的衬衫或外套给手机等装置充电；我们的混合动力车也许能用自身的表面收集太阳能，以提供动力：甚至有朝一日我们也许还能坐上太阳能飞机。

　　转向氢燃料　氢能经济潜力巨大，但实施起来却绝非易事。大自然没有直接提供纯氢燃料，氢燃料提取过程中不得不依赖石油或天然气这样的化石燃料，而这丝毫无助于减少二氧化碳的排放。但是，氢动力燃料电池的效率已经比内燃发动机高一倍以上。如果利用风能、太阳能等可更新能源提取氢燃料，那么氢能经济就变得更加可行了，在这方面冰岛已经取得初步成功。研究人员甚至还可能对有机体进行基因改造，直接把太阳光转化为氢。

　　潮汐发电　潮汐蕴藏的能量强度是风的10至40倍。潮汐涡轮机技术从本质上说就是在密度更大的介质中运转的风车。在这项可持续能源的利用上，欧洲走在了前面。葡萄牙近期开始安装一个近岸潮汐能转换器，这种蛇形的钢管链将在半潜状态下向外延伸5千米。到2008年，这套装置将为大约1．5万户家庭供电。而在纽约东河，6台涡轮机也开始发电，这些缓慢转动的螺旋桨将在第一年发电52．5万千瓦时，如果试用效果满意，再逐步增加涡轮机的数量。虽然这些发电量对该地区的能源消耗几乎没有什么影响，但是，令人激动的不是项目的规模，而是技术的发展。这将是世界上第一个潮汐发电厂，一个可能带来稳定、无污染能源的原型。

　　利用地热技术利用地球内部的热量发电或给建筑供暖。美国夏威夷、阿拉斯加和西部各州一直都是公认的地热资源丰富的地区。地热能源协会的卡尔·加韦尔说：“仅西德克萨斯州废弃油井产生的热水中，就储藏着5000兆瓦地热能。但是，这些能源都白白浪费了。”

　　现在，新型地热发电厂将可以利用温度低至71摄氏度的地热水库发电。地热的运用还不局限于此。科学家正在设法利用“干热岩石”采热技术建起人造地热水库，把水压入过热水晶岩。水在流入热岩开口时加热，然后经由生产井送回地表，其热量作为能源得以开采，然后再把这些水压回去，如此循环往复。

　　利用垃圾制造煤气　人类自旧石器时代以来就在燃烧“生物燃料”——木材。今天，多数生物燃料仍然取自木材。但是，科学家正在逐渐完善利用农业废弃物甚至垃圾发电的技术。像矿物燃料一样，这些材料燃烧时也释放出二氧化碳。但是，排放出来的二氧化碳却被植物生长时吸收的二氧化碳抵消了。

　　能源部全国生物能源中心的理查德·贝恩认为，在新一代技术中，“气化”最有潜力。“气化”装置利用高热在低氧环境下把农业废料转为氢和一氧化碳的混合物，可以在锅炉中燃烧，或者在涡轮机中代替天然气。这种转换可以把能源效率提高10％，释放出的气体可用来推动蒸汽轮机，进行第二轮发电。整个过程中产生的热量则可用来给建筑物或整个城市供暖。

　　利用“负瓦特”上世纪70年代，节能意味着关灯。今天，《家庭节能方案》一书的作者保罗·舍克尔说：“现在到了利用技术把同样一件事做得更好的时候了。”美国现在每创造1美元经济产出消耗的能源比30年前减少47％，这在很大程度上要归功于技术进步。令人遗憾的是，由于供应方缺乏效率，生产出来的大量能源都在传输途中白白浪费。消费者对此无能为力，但在家里节约能源却非常简单——电费下降就是报偿。落基山研究所的艾默里·洛文斯说：“我称之为‘负瓦特’。最便宜、最清洁的能源莫过于没有制造出来的能源。”

　　[责任编辑]庞云