未来能源知多少

来源 :发明与创新(综合版) | 被引量 : 0次 | 上传用户:peace_2009
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  目前,世界各国的能源专家都致力于寻找和开发石油的替代能源。除了广为人知的太阳能、潮汐能等能源外,还有许多种能源也被科学家设想为可以有效利用的“石油后”能源。
  
  改良煤炭
  
  虽然人类使用煤炭的历史远远长于石油,但在今天,煤炭的“可持续时间”仍然比石油长得多——据勘探数据显示,地球上的煤炭,至少还可以使用200—300年,而石油的可用时间则不到它的一半。因此,更环保、更有效地使用煤炭,将是缓解能源危机的一大良策。
  优化煤炭使用的第一步是研发煤炭的洁净燃烧方法。科学家试图通过系统化的化合方法,将煤炭在燃烧时所释放的二氧化碳、二氧化硫等有害气体量降到最低,或者在有害气体释放后将其转换。第二步则是对煤矿废弃物的利用。科学家指出,在煤矿开采时,大量的“废煤”都会被当作垃圾丢弃,事实上,对于这些开采过程中所产生的“副产品”,可以通过研发新的提炼技术进行利用,也许有朝一日,煤炭也可以像石油一样,不仅能提供能量,还能转化成化纤、塑料等衍生产品。
  
  高空气流
  
  风力一向被认为是最洁净、最经济的能源,但科学家指出,风力发电也面临很多问题——最主要的就是地面的风不会持续不断地吹,这样就不能保证风力发电的稳定性。
  有科学家正在研制漂浮在4500米以上高空的风力发电机。在4个推进器的作用下,高空风力发电机将能在空中漂浮,并通过电缆将电能传回地面。高空发电机的好处主要在于:它不占据地面空间,高层大气风力更持久也更强劲,能够满足发电的条件。现今我们对于风力发电的应用只占到了全世界发电总量的0.1%,但科学家预言,由于风力的可再生性和清洁性,高空风能将会成为未来主要的电能来源。
  
  生物能
  
  生物能是木材、农作物、动物粪便等有机物转化后释放出的能量。这些能量的制造一般是采取直接燃烧有机物获取热能,或者是对有机物进行加工后从中得到类似酒精的燃料。
  然而,和其他一些可更新的能源不同,生物能是非清洁能源,因为有机物的燃烧都会产生大量的二氧化碳,并且像树木一类的有机物生长周期较长,砍伐以后再生较慢,对环境影响大。科学家说,解决这两个问题,一是可以种植快速生长的树;木和草类作为原料,二是使用细菌将原料转变为氢气来燃烧。
  
  海洋热能
  
  许多人认为水利发电是完全无污染的发电方式,但近期研究却发现,水利发电时,被淹没在水下的植物尸体腐烂变质后会产生大量的二氧化碳。
  为了将负面影响降至最低,科学家开始将目标转向更清洁的热能——海洋热能。海洋占据了70%的地表面积,其自身就是一个天然太阳能聚场。海洋热能转换的基本原理是:使用温暖的海水将低沸点的液体(如氨水)等加热转换为蒸汽,从而推动发电机涡轮产生电能,随后用底层冰冷的海水将蒸汽冷却回液体状态再使用。科学家指出,只要能高效利用海洋的热能,那么人类将获得一个取之不尽的“热能之源”。
  
  氢能源
  
  一般认为,氢气是替代石油和天然气的最佳选择,因为氢气在氧气中燃烧能释放大量能量,并且完全无污染。
  然而,人类离对氢气的最理想应用,还有很长的路要走:首先,大部分的氢元素都和其他的分子化合,形成水和其他物质,这就意味着,要得到纯氢气,必须用电击等方式获取,而电能往往又源自石油。如此看来,当代人们对氢气的使用称不上环保;第二,氢气不易被压缩,它的安全性能较低,且需要很大的容器来储存。现在,科学界正致力于研发耗能更低、污染更少的新方法来获得氢气,同时开发更高效的氢气压缩技术,使氢气尽快成为石油的替代品。
  
  反物质
  
  反物质是由反粒子组成的物质,例如:氢原子由一个带负电的负电子和一个带正电的质子构成,反氢原子则由一个带正电的正电子和一个带负电的反质子构成。物质和反物质相遇后会释放大量能量。虽然现在只有少数国家掌握制造反物质的技术,并且其危险性和造价都高得惊人,但仍有科学家认为,反物质技术可以为人类提供永久性的高效能源,因此它将是人类长期发展规划中最重要的能源。
  
  新~闻~链~接
  
  德生物燃料已能供2成汽车用油
  德国农民协会主席盖尔特·索恩来斯纳目前表示,生物燃料目前在德国得到了较大发展,已经成为德国农业的新增长点。
  据《南德意志报》报道,索恩来斯纳日前在柏林作2007年德国农业形势报告时指出,2006年,德国生物柴油销售量已经超过300万吨,占德国汽车柴油总消费量的10%。
  报告称,德国目前共有1200万公顷农田,到2012年,将有300万到400万公顷用于种植提取生物燃料的作物,如油菜、玉米、土豆、甜菜等。
  此外,德国能源所也于日前发表报告称,德国目前已经具备能力将汽车用油总量的五分之一置换为生物燃料,而这个数字到2035年有望达到35%。
  德国政府一直将大力发展可再生能源,包括生物燃料,作为降低对石油的依赖程度和减少二氧化碳排放的主要途径。虽然目前生物柴油的生产成本高于汽油,但政府通过减免税收来鼓励生产和消费。比如,在德国,购买用油菜籽加工而成的“花油”免收能源税,价格比普通汽油能节省15欧分。
  德国是欧盟发展生物燃料的主导力量之一。根据欧盟2003年通过的《在交通领域促进使用生物燃料油或其他可再生燃料油的条例》,生物燃料在欧盟交通运输燃料中的比例应当在2005年达到2%,到201年达到5.75%,到2030年达到25%。
  
  液体煤有望成本世纪廉价环保航空燃料
  在本世纪内,飞机可能使用从煤或天然气中提炼的液体煤作燃料。这种液体煤不仅价格便宜,而且比传统燃料要清洁得多。目前适合于工业化生产的“煤变油”间接液化的方法是将煤通过高温、高压变成富含各种烃类的气体,再将这些气体提纯,经化学反应后变成成品油和其他化工产品。
  这项技术最早在上世纪上半叶由德国人发明,开发应用最成功的国家是南非,目前煤基合成油已能满足该国交通燃料需求的30%。美国也正在加快应用这项技术的步伐。
  据路透社报道,去年10月,美国蒙大拿州州长布赖恩·施魏策尔和几家能源技术公司宣布,美国首批煤基合成油厂的其中一家将落户该州。美国矿业协会发言人卢克·波波维奇说,这批煤基合成油厂日均产量将达4万桶,每家工厂年消耗850万吨煤。
  提倡使用煤基合成油的专家指出,这种用于喷气飞机的燃料每桶价值40美元,低于当前的油价,且对环境污染少。如果作为交通燃料,要比传统燃料清洁得多。
  此外,美国空军已进行多次试验,使用煤基燃料进行B-52“同温层堡垒”轰炸机的飞行。替代燃料公司合成石油公司日前表示,其清洁型喷气机燃料在加州爱德华兹空军基地的一架B-52轰炸机上试验成功。
  飞行试验是美国国防部能源保障计划的一部分。该计划旨在开发国内能源,以满足军队对能源的需求。五角大楼希望减少对原油和国外石油的依赖,以期到2016年,其所需航空燃料的一半来自替代能源。
  
  英欲打造最大“海上电厂”
  英国政府将斥资15亿英镑打造全球最大海上风电机组(离岸风机)——“伦敦编队”。该风机组位于英格兰东南部附近的海上,包括341台风电机,占地90平方英里。一旦这一宏大工程完成,每年将生产1000兆瓦的电能,并将减少至少190万吨的二氧化碳气体排放,因此颇受环保人士的好评。
  为了最大限度地利用风力这种清洁的可再生能量,减少温室气体排放,2006年12月18日,英国贸工部首次宣布将斥资15亿英镑,打造全球最大的海上风电机(离岸风机)组。
  该计划名叫“伦敦编队”,包括341台涡轮式风电机,占地面积达90平方英里,将被建在距离英格兰东南部海岸12英里的海面上,介于肯特郡马加特镇和艾塞克斯郡克拉克顿镇之间。一旦该离岸风机组落成,每年将可以发电1000兆瓦。
  据悉,英国政府希望到2010年时,风能发电量将占到可再生能源发电的10%,到2020年时达到20%。
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