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生产能源方面有什么新发展?

生产能源方面有什么新发展?

生产能源方面有什么新发展?

风力:

很久以来,人类都知道利用风力去推动帆船、磨坊和水泵。可是近年来,环球各地的人对于利用风力作能源兴趣大增。现今在世界各地,高科技的风车已生产足够的电力去供应3500万人的需要。用这种方法生产电力既不会污染环境,供应也不会中断。丹麦的电力供应已有百分之20是用风力生产的。德国、西班牙和印度正急起直追,印度用风力生产的电力在世界各国居于第五位。目前美国拥有1万3000架产电风车。有些分析家估计,如果美国充分利用国内所有适宜用风力发电的地点发电,则风力发电就可以提供美国百分之20以上的电力。

太阳能:

人造的光能电池可利用阳光产生电力。电池里的电子每逢受到阳光刺激,就会把阳光化为电力。在世界各地,差不多有5亿瓦特的电力是用这个方法生产的,而太阳电池市场的增长率,每年高达百分之30。可是,目前光能电池的效率仍然不高,因此用这种电池生产电力,费用不及用化石燃料那么廉宜。除此之外,制造这种电池要采用若干有毒的化学物,例如硫化镉和砷化镓。由于这些有毒的化学品能够危害环境达数百年之久,《生物科学》杂志指出,“怎样处置和重新利用失效电池里的化学品,可能成为严重的难题”。

地热能源:

地球的核心十分炽热,据估计温度高达摄氏4000度。如果人在地球的地壳挖个洞,朝着地心挖下去,每挖深一公里,温度就平均升高摄氏30度左右。不过,住在温泉或火山口附近的人,通常能够利用地球的热力。在世上58个国家,人们利用地壳裂缝泄出的热水或蒸汽,为家居提供暖气或用来生产电力。冰岛所需的能源,大约有一半取自地热。其他国家,例如澳大利亚,则考虑另一个利用地热的方法。当地有大片炽热、干燥的岩石,埋藏在地球表面下仅数公里的地方。《澳大利亚地理杂志》报道:“有些研究者相信,我们可以把水输送到蕴藏高热的地层,加热后用高压把水送回地面,推动涡轮机,我们就能生产足供几十年甚至几百年之用的电力了。”

水力:

现今世上所需的能源,有百分之6以上由水力发电厂供应。据《国际能源展望2003》报道,今后二十年“再生性能源的增长,大部分会是由于开发中国家(尤其是亚洲各国)有多间大型水力发电厂落成的缘故”。可是《生物科学杂志》警告说:“贮存起来的水时常掩盖了富于农业价值的肥美淤积土。不但如此,水坝更会改变生态系统中的动植物和微生物。”

氢:

氢是一种无色无味的易燃气体,是宇宙中含量最多的元素。在地上,氢是动植物组织里的主要成分,蕴含在化石燃料里,也是构成水的两种元素之一。不但如此,燃烧氢比燃烧化石燃料更干净,效能也更高。

《网上科学新闻》说,“让电流通过水,可以将水分裂为氢和氧”。虽然用这种方法能够生产大量氢,该刊物却指出,“这种看来简单的程序现在还未达到经济划算的地步”。在全球各地,目前大约有4500吨氢是由工厂生产的,主要用来制造肥料和清洁剂。可是,用来提炼氢的方法需要使用化石燃料,从而产生有毒的一氧化碳和具有温室效应的二氧化碳。

即使这样,许多人仍然认为氢是最有前途的另类燃料,能够满足人类未来的能源需要。看来他们之所以有这种乐观想法,是由于一种称为燃料电池的装置,在近年来获得了惊人的改善。

燃料电池:

燃料电池能用氢产生电力,但不是借着燃烧氢,而是在受控制的化学过程中使氢和氧结合起来。如果燃烧的是纯氢而不是含有大量氢的化石燃料,唯一的副产品就是热和水。

1839年,英国法官兼物理学家威廉·格罗夫发明了第一个燃料电池。可是,制造燃料电池的费用十分高昂,而且材料也不容易采集。结果制造这种电池的技术就给搁置下来,直到20世纪中期才再次受人注意。为了供应电力给美国的航天器(太空船),科学家进一步发展燃料电池。现代的航天器仍然使用燃料电池去提供所需的电力,但现在科学家也改善了制造这种电池的技术,好拨作较适合日常生活的用途。

今天科学家正研究用燃料电池去取代汽车的内燃机,供应电力给商业大厦和住宅大楼,以及提供电力给用电量较小的电气用品,例如流动电话和电脑之类。可是,在撰写本文的时候,用固定的燃料电池生产的电力,费用仍相当于使用化石燃料的四倍。即使如此,有关方面仍乐于花费数以亿计的金钱去发展这种新兴科技。

从环保的角度来看,采用更洁净、无污染的能源显然有许多好处。可是,大规模生产无污染的能源,费用很可能会继续居高不下。《2003年国际能源展望》说:“据专家预测,未来对能源需求的增加……仍集中于化石燃料(石油、天然气和煤)方面,因为化石燃料的价格比较低廉,以其他燃料产生能源的费用仍无法与之竞争。”

[第9页的图片]

燃料电池汽车,2004年

[鸣谢]

Mercedes-Benz USA

[第8页的图片鸣谢]

DOE Photo