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深度

歐洲能源面臨變革人造太陽夢

0評論 | 6194查看 | 2012-12-03 15:11:46

　　或許下一輪的產業(yè)革命會在其他行業(yè)發(fā)生，但至少在能源行業(yè)，這樣的里程碑正在一磚一石悄然壘造。

　　世界正處于新一輪產業(yè)革命的前夜。無論是生物技術、信息技術，又或者是航天技術或者材料科技等等，每一個領域都在期待一個歷史性發(fā)明或者發(fā)現(xiàn)，來推動下一次的產業(yè)革命。然而當我們把目光投向能源領域則會發(fā)現(xiàn)不同的景象：能源革命已經悄然開始，它或許還需要時間積累來完成變革，但它已然發(fā)生，我們已然身處其中。

　　太陽之路

　　走進位于荷蘭西部小鎮(zhèn)海爾許霍瓦德南邊的住宅小區(qū)“太陽城”，一個“未來場景”居然已經出現(xiàn)在眼前：這是個家家戶戶屋頂都鋪滿太陽能電池板的小區(qū)，全球第一個二氧化碳零排放的小區(qū)。

　　海爾許霍瓦德市政廳官員萊茵特·梅勒瑪告訴記者，“我們所做的是將世人談論的夢想變成了現(xiàn)實：這里1500套住房里約4000名居民居住的小區(qū)實現(xiàn)了二氧化碳零排放?！?/div>

　　據(jù)悉，小區(qū)的供能除了周邊的三座風力機組外，最主要的就是超過5萬平方米的太陽能電池板所供電能。為了得到更多的陽光，太陽城中80%的房子是南北朝向。太陽能通過可以產生2.45兆瓦的太陽能電池板輸入每個太陽小屋。此外，小區(qū)的建筑還采用了大量節(jié)能建材和節(jié)能保溫系統(tǒng)。

　　小區(qū)居民米爾澤太太和丈夫及3個孩子剛剛搬到這里?！澳憧梢钥吹轿覀兊姆宽斏嫌性S多太陽能電池板。這也是我們買這個房子的原因之一。因為我們喜歡這個使用自己房子所產生的能源的概念。我們所使用的能源中50%都是來自于我們的太陽能電池板。”

　　居民范·恩薩德太太介紹說，“我們有兩個電表，其中一個是太陽能電表，另外一個是普通電表。我們房頂上的太陽能電池板每天清晨開始工作，直到晚上7點左右停止。在這段時間內我們使用任何電器都是免費的，并且我們可以把太陽能產生的多余電量存儲進公共供電系統(tǒng)里，到了年終我們可以計算我們的太陽小屋為公共供電系統(tǒng)生產了多少電能，并由此得到一筆收入。

”

　　“太陽城”為太陽能的利用打造了一個堪稱典范的樣板。然而那里的太陽能電池板還是以鋪設在屋頂?shù)膫鹘y(tǒng)方式出現(xiàn)，而另有科學家則提出了更為雄心勃勃的設想，將太陽能電池板鋪在普通的道路上。

　　與屋頂?shù)拿娣e相比，道路的面積無疑更為龐大。來自荷蘭應用科學院“太陽能之路”項目組的負責人德·維特對記者說，太陽光非常發(fā)散，所以需要很大的受光面來收集能量，“道路可能是個更好的選擇?！?/div>

　　實現(xiàn)這樣的創(chuàng)舉，科研人員需要解決許多難題，其中最為巨大的一個挑戰(zhàn)，就是解決路面材質的問題。為了獲得更多的太陽光，路面當然是越透明越好，然而越透明也就意味著越光滑，路面的阻力不夠將會造成許多安全隱患。

　　據(jù)悉，科研人員目前正在測試各種各樣的玻璃的摩擦力和硬度參數(shù)等，并且將在2013年開始進行試驗性的道路鋪設。

　　研究人員稱，鋪設每一平方米太陽能道路每年能生成約50千瓦時電能。以每個家庭的年均耗電量為3000千瓦時計算，60平方米的太陽能道路就能夠提供足夠一個家庭的用電量。

　　草木皆能

　　今年6月19日，一架從阿姆斯特丹飛往巴西里約熱內盧的客機，引起了媒體的興趣。這是因為，這次航班是荷蘭皇家航空公司首次利用生物燃料客機執(zhí)飛洲際航線，而客機所使用的生物燃料，來源于餐廚廢油——也就是國人所說的地溝油。

　　“我們認為，為了減少飛機航行中的二氧化碳排放，實現(xiàn)綠色航行，使用生物燃料是有效的方法”，荷航負責人之一的卡米爾厄靈斯向本刊記者介紹說，“盡管我們知道圍繞生物燃料目前也有一些爭議，諸如生物燃料可能會給糧食生產帶來問題等，但我們依然希望在此方面進行嘗試?！?/div>

　　不過，在專業(yè)人士看來，地溝油變生物燃料，并不是什么神秘的新技術。全球生物酶制劑巨頭丹麥諾維信公司的高級研發(fā)經理吳桂芳博士對本刊記者說，“生物航煤的原料來源有兩大類：廚余廢油和木本油料作物。前者由于來源分散、原料還能應用于諸多其他領域，所以發(fā)展受限比較多；而木本油料作物的種植使用荒地坡地等邊際土地，避免了與糧爭地的情況，雖然其選種育種、機械化收割運輸設備等環(huán)節(jié)還需要更多時間完善，但前景較為廣闊?！?/div>

　　陽光普照大地，為地球生態(tài)系統(tǒng)的運轉提供著生生不息的能量。在此過程中，綠色植物通過光合作用將太陽能轉化為化學能儲存在生物質內部，形成“生物質能”。對于目前面臨著經濟增長和環(huán)保雙重壓力下的人類而言，這種環(huán)保、可再生的能源自然成為開發(fā)的“新寵”。

　　生物質能是以化學能形式儲存的來自太陽的能量，是地球上儲量最豐富的可再生資源，在交通運輸行業(yè)主要能以液體燃料的形式利用，也稱液體生物燃料，簡稱生物燃料。

　　諾維信公司提供的資料顯示，生物燃料目前已經在交通運輸用燃料方面獲得了廣泛使用，包括汽車客運(燃料乙醇)、汽車貨運(生物柴油)、航空(生物航煤)、海運(生物重油)等。預測稱，到2050年生物燃料可以替代27%的交通運輸用燃料。

　　生物燃料其實也不是個陌生的字眼。而且近年來，正因為生物燃料的迅速發(fā)展，才使得“能源與人爭糧”的話題引起世人的關注。然而，在生物質能制取領域，被普遍看好的原料包括農業(yè)廢料、城市有機垃圾，以及“能源草”。

　　能源草并不是一種草的名稱，而是指專門用于生產生物燃料而種植的植物，包括甜高粱、柳枝稷、芒屬作物等高大草本植物。與傳統(tǒng)的玉米、甘蔗等作物相比，能源草多數(shù)是耐旱、耐鹽堿、耐瘠薄、適應性強的草種，不僅種植和管理簡單，而且適合于在干旱半干旱地區(qū)、低洼易澇和鹽堿地區(qū)、土壤貧瘠的山區(qū)以及半山區(qū)種植。它們對土質和氣候要求不高，不僅不會和現(xiàn)有的糧食作物種植沖突，還能為農村經濟發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境改善帶來收益。

　　可以說，在不知不覺之間，生物燃料也已經悄悄走入我們的生活，而它的背后，同樣是一個巨大的革命性產業(yè)鏈。

　　量變？質變？

　　如果說太陽能、生物質能以及風能、潮汐能、水能、地熱等等各種形式的新能源都只能以漸進的方式一點一點改變這個世界的話，那么能源這個人類社會前行所必須面對的話題，唯一的終極解決方案，或許就要等待“人造太陽”的出現(xiàn)。

　　國際社會普遍認為，熱核聚變將是人類未來能源的主導形式之一，也是目前人類認知范圍之內，被認為是能夠最終解決人類社會能源問題的同時兼顧環(huán)境問題，并且推動人類社會可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一。

　　為了探索熱核聚變的可行性，世界多國已經開始了一項名為“國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃”的科研合作項目，俗稱“人造太陽”。

　　通俗地介紹，以ITER計劃的方式生產能源，即通過從海水里提取氘發(fā)生聚變反應來獲得能源。根據(jù)測算，1升海水中提取的氘產生的能源就與300升汽油相當，從原料方面可以說是取之不盡；從清潔方面來看，它又不會產生溫室氣體及高放射性核廢料，所以無論從環(huán)保還是安全的角度來看都十分理想。

　　2006年，中國與歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國共同草簽了ITER計劃協(xié)定，這七方包括了全世界主要的核國家和主要的亞洲國家，覆蓋的人口接近全球一半，共同投入“人造太陽”的計劃。而此后于2010年，ITER組織理事會正式批準了一份《基準文件》，這標志著ITER計劃進入具體實施的決定性階段。

　　計劃實施以來，進展不斷，例如中科院合肥物質研究院今年7月宣布，中國新一代“人造太陽”實驗裝置EAST順利結束2012年度物理實驗，并創(chuàng)下兩項世界紀錄：獲得超過400秒的兩千萬度高參數(shù)偏濾器等離子體；獲得穩(wěn)定重復超過30秒的高約束等離子體放電。這分別是國際上最長時間的高溫偏濾器等離子體放電、最長時間的高約束等離子體放電。

　　無需贅言去解釋上述進展的實際科學意義，人們只需要知道，在通往“人造太陽”最終服務于人類社會、一勞永逸解決人類社會能源問題的道路上，我們正在不斷前行。有分析說，也許30年后，或者50年后，我們就能使用上“人造太陽”發(fā)出的電能，但其實無論30年、50年，我們現(xiàn)在知道，解決人類能源問題有了正確的前進方向，有了一個終極的答案。

　　回顧歷史，任何產業(yè)革命的實

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