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10大下一代环保技术 发表评论(0) 编辑词条

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10大下一代环保技术编辑本段回目录

编译:桃花岛主

简介

本文介绍了10种最新的能源技术,可以让人类获得太阳、水、风、潮汐等自然资源提供的取之不尽、用之不竭的清洁能源。

(图)Concentrated Solar PowerConcentrated Solar Power

1. 集中起来的太阳能

图片来源:CRISTINA QUICLER / AFP / Getty
去年,风能太阳能这样的可再生能源技术是美国增长最快的新型电力来源-尽管衰退使增长放慢,在巴拉克·奥巴马总统的政策引导下绿色能源还是开始了腾飞。但是,如果美国真的打算靠可再生能源运转-目前美国不到12%的电力来自替代能源,并且大多来自像核电和水电这样的更早类型的替代能源-我们还需要拥抱下一代技术。

当我们大部分人想到太阳能的时候,我们就会想象点缀在邻居家更环保屋顶上的硅板,它们正在把阳光直接转化成电。但是,还有另一种更简单的太阳能-利用巨大的镜子来集中太阳的热量,生产驱动发电涡轮机的蒸汽。集中起来的太阳能(也叫太阳热能)的优势在于公共事业公司可以建造大规模的电厂,这样的电厂很可能代替化石燃料发电厂,也比安装成千上万分散的太阳能电池板少花很多钱。位于加利福尼亚州莫哈韦沙漠354兆瓦的“太阳能发电系统”就是世界上规模最大的此类太阳能装置;另外,西班牙安讯能公司去年在拉斯维加斯城外建造了一座64兆瓦的新电厂。美国西南部阳光普照的广袤沙漠有着巨大的太阳热能潜力-据估计,只需要一座占地100平方英里的巨大电厂就可以为全国提供足够的电力。就算那是一大片土地,相对于供应一国电力而言也不算什么。

2. 潮汐能

(图)Tidal EnergyTidal Energy

图片来源:PETER MUHLY / AFP / Getty
遭遇过险恶暗流的人都知道潮汐的力量。就像风车可以把微风的物理能转化成电力一样,潮汐涡轮机也可以把海洋的运动转化成电力。工程原理没什么不一样-在加拿大芬迪湾这样的沿海水域找到的稳定洋流使一台水下涡轮机的转子转动。但是潮汐流远比风容易预测,这意味着公共事业公司利用潮汐时不必担心意外的无风天。设备的水下安装成本和影响海洋环境的担忧耽搁了潮汐能试验,但是这种局面正在改变。弗敦电力公司最近在纽约东河成功完成了一次试验,英国的洋流涡轮机公司正在为威尔士沿海的一个10.5兆瓦项目做准备。

(图)Smart GridSmart Grid

3. 智能电网

图片来源:Stephen Mallon / Corbis
我们用电的电视机和iPOD或许达到了最高的技术水平,可是将电送到我们千家万户的电网却几乎还是20世纪水平。美国的电网陈旧不堪、易出故障,并且浪费惊人。公共事业公司甚至要等到客户打电话给他们的时候才能知道发生了断电事故。但是,如果我们按照一个叫做“智能电网”的概念把电网和因特网的联网力量结合的话,我们可以实现巨大的能源节约,也可以排放更少的碳。联网的智能电表可以精确地追踪我们的用电量并自动调节我们的费率和使用模式以实现最大效率。智能电网可以减少整体需求,使风能和太阳能这样断断续续供电的替代电源更容易被安插进电力供应当中。零星的智能电网正在成形-艾克塞尔这样的公共事业公司正在全美各城市启动试验项目。

(图)Offshore WindOffshore Wind

4. 离岸风

图片来源:SHAUN CURRY / AFP / Getty
风能是巨大的-它完全清洁,相对可靠,可快速产业化。但也有一些缺点。首先,为了达到规模,风电厂必须扩大再扩大,对土地的需求量常常很大。但是,如果把风力涡轮机放在靠近海岸的海面上就可以利用丰富的空间和更强的风。公共事业公司正在逐渐那样做,特别是在人口稠密的欧洲,那里缺乏像美国大平原那样的大片开阔地。离岸风电厂一开始出现在丹麦的北海,现在波罗的海和英国近海也有。尽管离岸涡轮机的建设和维护成本通常比陆基涡轮机要高,由于很多大城市座落于海岸之上,因此,离岸风电厂又得益于更低的传输成本。美国还没有离岸风电厂,但是颇具争议的、靠近楠塔基特岛的鳕鱼岬海上风电厂项目即将获得批准。

(图)Algae BiofuelAlgae Biofuel

5. 藻类生物燃料

图片来源:Sherri Barber / Coloradoan / AP
来自玉米这样的食用植物的生物燃料简直是一个坏主意-它几乎无法减少碳排放,还推动粮价上涨。来自纤维素质的先进生物燃料-植物废物和木头-更好,因为他们不直接同食物竞争,但他们仍然需要适度肥沃的土地来生长。微生植物藻类就像以碳为食的能够生产可用于制造燃料的油的有机体,藻类不需要肥沃土地,这可以使他们成为完美的生物燃料。可以把藻类放在称为“生物反应器”的塑料罐里生长在荒地上,只要有太阳、热量和水就可以-并且还可以用咸水,这就把淡水留给了食用庄稼。更好的是,藻类可以有效地吸收化石燃料发电厂排放出来的碳,制造出近乎碳中和的生物燃料。藻类生物燃料离商业化还有一定的距离-一加仑这种东西值20美元-但这项技术正在取得进展。新成立阿吉罗尔公司计划在墨西哥北部的索诺拉沙漠建设一个年产1亿加仑的设施。

(图)Carbon Capture and Sequestration Carbon Capture and Sequestration

6. 碳捕捉和封装(CSS)

图片来源:MICHAEL URBAN / AFP / Getty
环保主义者梦想有一天美国所有的电力将来自于太阳、风和其他真正可再生来源。但是,不可回避的事实是煤这样的化石燃料深深扎根我们的能源体系,我们将不得不使用他们很多年。那意味着我们必须想出一个办法来花费不多地捕捉燃烧化石燃料排放出来的碳并把它封存到地下。目前还没有公共事业公司规模的碳捕捉和封存项目,并且还有突出的技术挑战-比如如何确保被捕捉的碳一直埋在地下几个世纪。但是几个试验性项目正在进行当中。值得注意的是,瑞典公用事业公司瓦腾福在去年9月份开始了一个30兆瓦的试验工厂,可以捕捉煤炭燃烧产生的碳,尽管这家公司还没有找到地方储存收集起来的碳。全球范围内,如果我们还想抱有任何减少碳排放希望的话,我们不久就会需要类似的项目。

(图)GeothermalGeothermal

7. 地热

图片来源:Fred Prouser / Reuters
地球中心充满了热能-朱利斯·威恩知道这一点。数个世纪以来,人类一直在使用地热泉作为热水的一个来源-只要到日本的一个温泉度假胜地去看看就知道了。但是地热能也可以用于发电,通过提取在地球表面某些地方下面找到的超热的水并将其转化为蒸汽,然后利用蒸汽驱动发电涡轮机。现在,地热能源主要在有非常活跃的火山表面的国家被利用,比如冰岛,这个国家四分之一的电力来自地热源。但是,为了利用地热能,你并不需要火山喷发。地热热泵几乎可以在世界任何地方生产无碳的供热和制冷。美国也有着巨大的地热发电潜力:政府估计地热可以为全国提供10%的电力供应。

(图)Lithium-ion batteriesLithium-ion batteries

8. 锂离子电池

图片来源:Regis Duvignau / Reuters
因为我们的汽车和卡车将没有汽油和其他化石燃料供应动力,电池技术将变得越来越重要。直到最近,电池大多是用镍和镉制作的,但是他们太重,缺乏为汽车正确提供动力的长使用寿命。近几年转向了锂离子电池,可以做的小很多,有着超高的重量能量比。你的笔记本电脑、iPOD和手机都使用可充电的锂离子电池。希望使用同种技术生产出充一次电就可以让汽车跑40英里又不会占据整个后座空间的电池,最终使电动汽车成为现实。泰斯拉汽车的全电动跑车靠大约7000块锂离子电池提供动力,而通用汽车创新的插入式汽车“伏特”将使用韩国乐金化学制造的重400磅的锂离子电池。现在,要制造真正经济实惠的电动汽车,锂离子电池仍然不够便宜,但是,希望随着“伏特”这样的项目达到规模,价格会大幅降低。

(图)Concentrated Solar Photovoltaic Concentrated Solar Photovoltaic

9. 集中起来的太阳能光伏发电(CSPV)

图片来源:Chip Somodevilla / Getty
 一些可再生能源的主意很复杂-要找一个哲学博士才能解释清楚纤维素乙醇复杂的生化细节。但是还有一些主意很简单-比如集中起来的太阳能光伏发电。如果你曾经用一个放大镜来聚集阳光去烧一只不幸的蚂蚁,你就知道太阳能光伏发电的要领了。CSPV电厂使用镜子或镜片集聚阳光到一行行太阳能光伏发电板上,极大地增加了可发电量。这是一种倍增太阳能电力的便宜方法;不用制造很多昂贵的太阳能电池板,使用相对便宜的镜子,你就可以得到相同数量的电。只有几个CSPV电厂在运营,包括西班牙索福克斯公司建造的一个500千瓦的试验电厂,但更多电厂正在建设当中。最具创意的一个想法来自一个叫CoolEarth Solar的新公司,他们使用薄膜塑料镜片,像一个气球一样吹起来,这样就可以很省钱的聚集阳光。

(图)Nuclear FusionNuclear Fusion

10. 核聚变

图片来源:BORIS HORVAT / AFP / Getty
能源的大白鲸,自从,噢,第一颗氢弹在1952年被投掷在马绍尔群岛以来,科学家们一直都在大肆宣传核聚变的潜力。很容易知道原因:核聚变为太阳提供能量,也为一种近乎无限的无污染的电提供了可能。但是,尽管已经进行了数十年的研究,科学家依然不能创造出一种可以用来生产可靠动力、可持续的聚变反应。然而,这种情况或许正在改变。国际热核实验性反应堆(ITER)已经开始建造,这是一个耗资150亿美元的项目,将依靠比地球磁场强10万倍的磁场来为可行的聚变创造所需条件。如果一切进展顺利的话,该电厂预定于2018年开始运转。核聚变依然希望渺茫,但是,如果世界要避免气候变化,我们也需要一些运气。

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标签: 环保技术 绿色技术

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