人類的活動(dòng)離不開能源，而能源也是當(dāng)今世界上最緊迫的問題之一。由于地球上蘊(yùn)藏的煤炭和石油等燃料日益消耗，人們也在擔(dān)心能源枯竭的危險(xiǎn)，現(xiàn)在各國科學(xué)家都在采取各種措施開辟新能源，其中包括太陽能、地?zé)崮堋L(fēng)能、海洋能以及生物質(zhì)能等綠色能源，可謂使出渾身解數(shù)，節(jié)省能源第一。
美國現(xiàn)正著手一場(chǎng)“能源復(fù)興運(yùn)動(dòng)”，右邊１０個(gè)方案教你如何戒除“油癮”。
1、風(fēng)能更受矚目
在南波爾德和科羅拉多高原上，四排試驗(yàn)用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)正對(duì)著白雪蓋頂?shù)穆浯壣矫}，它們的槳片有46米長，在風(fēng)中慢慢地旋轉(zhuǎn)著，“如果你想建一個(gè)商業(yè)用途的風(fēng)力農(nóng)場(chǎng)，肯定不會(huì)把它放在那地方，”美國國家可再生能源部門實(shí)驗(yàn)室總工程師森迪·布特費(fèi)爾德說，“但卻是再合適不過的試驗(yàn)地點(diǎn)，因?yàn)槟抢镉懈哌_(dá)100mph的狂風(fēng)，只要一陣風(fēng)吹過，我們很快就能檢測(cè)出哪一種設(shè)計(jì)更能夠承受風(fēng)力”。
1991年，美國政府根據(jù)一項(xiàng)風(fēng)力資源數(shù)據(jù)推斷出只要3個(gè)州——堪薩斯州、北達(dá)科他州和德克薩斯州，就能有足夠的風(fēng)力支持整個(gè)國家的電力需求。現(xiàn)在看來，那樣的估計(jì)過低了。用風(fēng)力發(fā)電的價(jià)格在近20年內(nèi)降低了80%——其中還要?dú)w功于，在經(jīng)過例如科羅拉多等地區(qū)的試驗(yàn)后，風(fēng)力機(jī)的效率快速提高。在美國的很多地方，用電者可以選擇購買風(fēng)力能源。不過，使用風(fēng)力發(fā)電的居民比率一直不高，因?yàn)樗麄兊扔谠谙乱粋�(gè)長期的賭注——到底是風(fēng)力更實(shí)惠還是傳統(tǒng)易污染的煤礦更好用。今天，那些下賭注的本錢已經(jīng)逐漸還清，科羅拉多和德克薩斯的風(fēng)力能源使用者開始看到他們的選擇是正確的，風(fēng)力能源的價(jià)格不斷下降，傳統(tǒng)能源的價(jià)錢卻一直上漲，而這兩者之間的差額還在日益擴(kuò)大。
在過去的幾十年里，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)身和槳片設(shè)計(jì)越見輕巧，效率卻越來越高，現(xiàn)在它們已經(jīng)可以用來為更為巨大的機(jī)器發(fā)電——其中有些機(jī)器比自由女神像更加巨型（順便說一句，“她”現(xiàn)在就是依靠風(fēng)力供電的。）
目前來說，風(fēng)力機(jī)技術(shù)上的最大缺陷就是——人為的預(yù)測(cè)再精確也常常無法戰(zhàn)勝大自然的多變性。于是，部分擔(dān)心發(fā)生事故的人置疑，風(fēng)力的運(yùn)用是否真的適用在多數(shù)地區(qū)？同時(shí)，一些勇于嘗試的人則反駁他們的過分憂慮。中西部地區(qū)的許多農(nóng)民更強(qiáng)烈要求租借風(fēng)力發(fā)電機(jī)用于農(nóng)耕，甚至愿意每年為一部風(fēng)力機(jī)付出2000～4000美元的費(fèi)用。
2、分布式的發(fā)電系統(tǒng)
現(xiàn)今的能源系統(tǒng)多是通過供電中心向周圍的用戶發(fā)送能量，然而更好的系統(tǒng)模式應(yīng)該是分布式的。太陽能和風(fēng)能就可以設(shè)置在用戶的住所或者工作場(chǎng)所附近，這樣，能源就能在控制之下更精確地發(fā)送給每一個(gè)用戶，無論在高峰或非高峰時(shí)期都能正常運(yùn)作，從而避免了能源傳輸?shù)母鞣N問題。
當(dāng)東尼·艾爾斯沃斯開始在圣地亞哥籌備建立新的自行車公司時(shí)，他決定盡可能把資金和環(huán)境對(duì)公司的影響減到最低，于是他嘗試?yán)眯履茉础，F(xiàn)在，他的公司依靠地?zé)崮茉纯刂平ㄖ餃囟龋娏Φ墓⿷?yīng)則利用屋頂?shù)奶柲埽l(fā)現(xiàn)這樣比運(yùn)用當(dāng)?shù)氐陌l(fā)電系統(tǒng)更有效率和節(jié)約成本。他預(yù)期在這樣的效率之下，4年后就能填掉原先為這個(gè)太陽能系統(tǒng)的花費(fèi)。
3、加速混合能源的利用
為什么電影明星今年都開著混合動(dòng)力汽車參加奧斯卡？當(dāng)美國軍隊(duì)宣稱，他們已開發(fā)出一款節(jié)約能源的全新混合動(dòng)力悍馬時(shí)，我們可以肯定，屬于混合能源的時(shí)代已經(jīng)來臨。混合能源被證明是行之有效的“新生兒”，這種一半用油，一半用電的混合動(dòng)力不但可以節(jié)省石油，還可令汽車的重量減小，從而使效率倍增，并減少二氧化碳的排放量。除了充電之外，這種車子還可以利用汽車行駛時(shí)的廢棄能量，如發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱和踩剎車時(shí)的額外能量等為電池充電。
“我們國家對(duì)石油非常依賴，”加州大學(xué)能源再生與合理利用研究部門的丹尼爾·卡門說道，“如果美國艦隊(duì)在一夜間轉(zhuǎn)而利用混合動(dòng)力，我國石油的消耗量將減少70%～90%，那我們?cè)趲啄陜?nèi)將可以自給自足，不用靠其他國家進(jìn)口石油”。不過，顯然這不可能在一夜間發(fā)生。
4、向白蟻學(xué)習(xí)釀造更好的乙醇
早期的福特汽車曾經(jīng)用酒精作為能源，只要能制造出更好的乙醇，美國人就不再需要把錢花在阿拉伯的石油上，而只要投資給農(nóng)民栽培農(nóng)作物來釀造乙醇就成事了。今年，美國的汽車工程師苦思冥想了成千上萬的燃料配料，而以乙醇為燃料的配置站將增加到1000間。美國的乙醇燃料都是由谷物和麥粒釀造而成的，它們?cè)谵r(nóng)場(chǎng)里從肥料變成汽油。“我們可以做得更好”，丹尼爾·卡門說，他認(rèn)為谷物燃料將成為一種過渡性的能源，“乙醇燃料的使用可以令汽油的消耗量大大減少，我們需要大規(guī)模地把谷物纖維變成乙醇”。就現(xiàn)在而言，把植物纖維轉(zhuǎn)化為燃料的花費(fèi)非常高，要解決這個(gè)問題的方法也還很渺茫，“白蟻體內(nèi)有一種細(xì)菌可以把纖維變成糖類，我們可以研究那種細(xì)菌的DNA排序，并最終把白蟻的這種能力轉(zhuǎn)化為我們適用的生物工程學(xué)，最終研究出一種便宜好用的轉(zhuǎn)變乙醇方法”。遺傳因子學(xué)家伊迪·魯賓說。
5、太陽能的無限可能
明年初，幾十個(gè)凹型的巨大鏡子將會(huì)出現(xiàn)在洛杉磯西北部的沙漠農(nóng)場(chǎng)里。這些每一個(gè)直徑有11米長的“反射器”被安置在斯特林地區(qū)用來追蹤太陽的光線，并把光線集中在一個(gè)熱能收集器中，這些光線的最高溫度可達(dá)到704攝氏度，并用來當(dāng)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行當(dāng)?shù)氐囊徊繖C(jī)器。只要這個(gè)最巨大的太陽能農(nóng)場(chǎng)完工，就會(huì)有2萬個(gè)反射器分布在莫哈韋沙漠上，為附近27.8萬戶居民提供用電。
太陽每個(gè)小時(shí)照射在地球表面的陽光如果能轉(zhuǎn)化成能源，就足夠人類用上一年。我們?cè)缇椭捞柺侨绾蝹鞑崃康模堰@些熱量轉(zhuǎn)化為瓦特?cái)?shù)卻是極為復(fù)雜的事情。斯特林地區(qū)的太陽能收集器能把大約30%的太陽能量轉(zhuǎn)化為電力，使它們成為當(dāng)今最有效益的太陽能電力技術(shù)。我們大多數(shù)人所知道的太陽能就是一塊安放在屋頂或者后院的光電效應(yīng)板，它能把太陽熱量的15%轉(zhuǎn)化為電力，但我們忽略了它的其他作用。現(xiàn)在，太陽能技術(shù)已經(jīng)允許我們用它來為手機(jī)或者ipod充電，而且可以背在背包里。在不遠(yuǎn)的將來，我們甚至可以把汽車的表面制成太陽能發(fā)電系統(tǒng)，用來提供能源，或者研制出太陽能飛機(jī)。
太陽能是環(huán)保又高效的可利用能源，過去人們能有效利用的估計(jì)１０％都不到。
6、氫氣大有潛力
除了太陽能和風(fēng)能外，氫氣的潛力也不能小覷——雖然要把它轉(zhuǎn)化成經(jīng)濟(jì)實(shí)用的能源還遠(yuǎn)著呢。純氫并不是一種天然燃料，目前，獲得純氫最便宜的途徑還是從石油或天然氣中提煉，這對(duì)降低二氧化碳的排放沒有任何幫助。不過，使用純氫作燃料的內(nèi)燃機(jī)的效率卻是普通內(nèi)燃機(jī)的二倍。在冰島，可再生能源組織正在研究更好地利用氫氣，而美國也正在開發(fā)用風(fēng)能去制造氫氣能源，說不定哪天就能實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，也有研究人員試圖利用生物工程的方式直接把太陽熱量轉(zhuǎn)化為氫氣。
7、海浪發(fā)電法
在世界各地的可再生能源開發(fā)項(xiàng)目中，歐洲一直走在前頭。今年夏天葡萄牙政府將在靠海的地方建立一個(gè)新型的海浪發(fā)電裝置Pelamis。這個(gè)如長蛇般蜿蜒盤旋的鋼制長管半淹沒在海水中，一直延伸至海面3公里范圍。2008年，一種122米長的能源管道將可以為15000戶家庭供電。
由于成本較低，水力發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電相比有著更大的優(yōu)勢(shì)，而且水流的稠密度是風(fēng)的10～40倍，“根據(jù)技術(shù)分析，這些新的流體動(dòng)力系統(tǒng)將比風(fēng)力更適用于我們的生活，接下來可能就是水力發(fā)電的時(shí)代了”。電力能源研究中心的羅杰·貝德說。
美國的海浪發(fā)電法每年大概可以生產(chǎn)２１００ＴＷｈ約２１００億度的電量，而且海浪發(fā)電法產(chǎn)生的可用能源的總額等同于現(xiàn)階段水力發(fā)電水壩的產(chǎn)量。
有關(guān)海浪發(fā)電機(jī)的研究飛速發(fā)展，在紐約東邊河流2.5米下的地方，6條水力發(fā)電系統(tǒng)正在河底隧道里“待命”，它們將在這個(gè)夏天正式運(yùn)行。預(yù)計(jì)它們將在第一年產(chǎn)出525000千瓦時(shí)的電量。根據(jù)之前一個(gè)18個(gè)月的試驗(yàn)結(jié)果證明，只要有足夠的水力發(fā)電機(jī)，它們就可以產(chǎn)生2.6千萬千瓦時(shí)的電量，并為8000戶家庭提供用電。專家認(rèn)為，這個(gè)試驗(yàn)結(jié)果是非常令人興奮的，因?yàn)樗Πl(fā)電將是一種不會(huì)污染環(huán)境而且可靠的能源。“我們把它稱為銀色能源，因?yàn)榕c雨水等相比較，海浪的形成更容易被預(yù)測(cè)，而如果是風(fēng)力發(fā)電的話，你不知道風(fēng)什么時(shí)候會(huì)停下來，但我們從1000年前開始就可以預(yù)測(cè)海浪的潮起潮落。”
8、往更深處采集能源
“西德克薩斯州被廢置的油礦里大概有5000百萬瓦的地?zé)崮茉吹却覀冮_發(fā)，而這些能源正是來自地心熱水。”地?zé)崮茉囱芯恐行牡目枴べZ維爾說道，“其實(shí)我們?cè)缇陀心芰梢园训匦臒崴D(zhuǎn)變成能量，但我們并沒有好好運(yùn)用和開發(fā)，導(dǎo)致那些能源多數(shù)都被白白浪費(fèi)了”。這些地?zé)崮茉纯梢赞D(zhuǎn)化為電力或者為房屋提供暖氣。夏威夷、阿拉斯加以及美國北部各州很早就意識(shí)到地?zé)豳Y源的好處，一種新的能源處理方式更可以使熱水在160攝氏度的“低溫”就可以通過機(jī)器轉(zhuǎn)化成電力。德克薩斯、喬治亞和西弗吉尼亞的一些公司正在研究這種低溫的地?zé)崮茉撮_發(fā)事項(xiàng)，并有望在將來四五年間使這種能源使用效率成倍數(shù)發(fā)展。
9、從垃圾中獲取氣體
從舊石器時(shí)代開始，人類就懂得利用生物能量為生活服務(wù)，他們?nèi)紵绢^取暖，并用它燒烤捕獵回來的動(dòng)物尸體。今天，有許多生物能量依然來自樹木，但我們希望能夠研制出一種更完善的方法把這些農(nóng)業(yè)廢料、植物殘根轉(zhuǎn)化成電力能源。當(dāng)我們?nèi)紵@些植物材料的時(shí)候，它們會(huì)產(chǎn)生類似于化學(xué)燃料的二氧化碳。其實(shí)植物從幾百萬年前就不斷地排放出這些氣體，科學(xué)家們決定建立一個(gè)溫室，使這些氣體在產(chǎn)生的時(shí)候能夠通過化學(xué)作用變成能源。如今新一代的技術(shù)已經(jīng)能夠非常有效地利用這些廢物產(chǎn)生的氣體能源，它們能在一個(gè)低氧環(huán)境下把農(nóng)業(yè)廢物轉(zhuǎn)變成一氧化物并最終變成有用的能量。這些能量除了被用于發(fā)電外，多余的廢置部分還可以用于為房屋提供熱量。
在弗蒙特的一個(gè)家庭農(nóng)場(chǎng)里，主人飼養(yǎng)的1500頭牛每天排出數(shù)以千計(jì)的糞便，如果把它轉(zhuǎn)化為電力資源，每年就可以產(chǎn)出大概1.8百萬千瓦時(shí)的電力。美國首個(gè)可再生農(nóng)業(yè)資源計(jì)劃正準(zhǔn)備幫助弗蒙特人民利用牛糞資源生產(chǎn)電力。
10、更好的技術(shù)可以節(jié)約能源
讓我們看看上世紀(jì)70年代的情況，那時(shí)候，一個(gè)家庭如果想節(jié)約能源，唯一的方法就是把燈關(guān)上。但是到了今時(shí)今日，家用能源協(xié)會(huì)創(chuàng)始者保羅·斯查克說道：“如今最重要的是利用更好的技術(shù)來節(jié)約用電。”隨著科技的發(fā)展，美國在技術(shù)節(jié)能方面比過去30年大有提高，美國現(xiàn)在每創(chuàng)造1美元產(chǎn)值所耗費(fèi)的能源已比30年前降低了47%。可惜的是，依然有很多能源在到達(dá)我們房屋或辦公室前就被浪費(fèi)掉了。消費(fèi)者對(duì)這是無能為力的，但你可以在家里減少用電量，既可以省錢，又可以為能源危機(jī)做出小小貢獻(xiàn)，“我把這個(gè)叫做‘負(fù)兆瓦’，”落基山學(xué)院的阿默瑞·洛溫斯說道：“你想要又便宜又環(huán)保的能源？有比不生產(chǎn)能源更好的方法嗎？”
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