人類的活動離不開能源，而能源也是當今世界上最緊迫的問題之一。由于地球上蘊藏的煤炭和石油等燃料日益消耗，人們也在擔心能源枯竭的危險，現(xiàn)在各國科學家都在采取各種措施開辟新能源，其中包括太陽能、地熱能、風能、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“能源復興運動”，右邊１０個方案教你如何戒除“油癮”。
1、風能更受矚目
在南波爾德和科羅拉多高原上，四排試驗用的風力發(fā)電機正對著白雪蓋頂?shù)穆浯壣矫}，它們的槳片有46米長，在風中慢慢地旋轉(zhuǎn)著，“如果你想建一個商業(yè)用途的風力農(nóng)場，肯定不會把它放在那地方，”美國國家可再生能源部門實驗室總工程師森迪·布特費爾德說，“但卻是再合適不過的試驗地點，因為那里有高達100mph的狂風，只要一陣風吹過，我們很快就能檢測出哪一種設(shè)計更能夠承受風力”。
1991年，美國政府根據(jù)一項風力資源數(shù)據(jù)推斷出只要3個州——堪薩斯州、北達科他州和德克薩斯州，就能有足夠的風力支持整個國家的電力需求。現(xiàn)在看來，那樣的估計過低了。用風力發(fā)電的價格在近20年內(nèi)降低了80%——其中還要歸功于，在經(jīng)過例如科羅拉多等地區(qū)的試驗后，風力機的效率快速提高。在美國的很多地方，用電者可以選擇購買風力能源。不過，使用風力發(fā)電的居民比率一直不高，因為他們等于在下一個長期的賭注——到底是風力更實惠還是傳統(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力能源使用者開始看到他們的選擇是正確的，風力能源的價格不斷下降，傳統(tǒng)能源的價錢卻一直上漲，而這兩者之間的差額還在日益擴大。
在過去的幾十年里，風力發(fā)電機的機身和槳片設(shè)計越見輕巧，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器發(fā)電——其中有些機器比自由女神像更加巨型（順便說一句，“她”現(xiàn)在就是依靠風力供電的。）
目前來說，風力機技術(shù)上的最大缺陷就是——人為的預測再精確也常常無法戰(zhàn)勝大自然的多變性。于是，部分擔心發(fā)生事故的人置疑，風力的運用是否真的適用在多數(shù)地區(qū)？同時，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)民更強烈要求租借風力發(fā)電機用于農(nóng)耕，甚至愿意每年為一部風力機付出2000～4000美元的費用。
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。太陽能和風能就可以設(shè)置在用戶的住所或者工作場所附近，這樣，能源就能在控制之下更精確地發(fā)送給每一個用戶，無論在高峰或非高峰時期都能正常運作，從而避免了能源傳輸?shù)母鞣N問題。
當東尼·艾爾斯沃斯開始在圣地亞哥籌備建立新的自行車公司時，他決定盡可能把資金和環(huán)境對公司的影響減到最低，于是他嘗試利用新能源�，F(xiàn)在，他的公司依靠地熱能源控制建筑物溫度，電力的供應(yīng)則利用屋頂?shù)奶柲�，他發(fā)現(xiàn)這樣比運用當?shù)氐陌l(fā)電系統(tǒng)更有效率和節(jié)約成本。他預期在這樣的效率之下，4年后就能填掉原先為這個太陽能系統(tǒng)的花費。
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力汽車參加奧斯卡？當美國軍隊宣稱，他們已開發(fā)出一款節(jié)約能源的全新混合動力悍馬時，我們可以肯定，屬于混合能源的時代已經(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的廢棄能量，如發(fā)動機的散熱和踩剎車時的額外能量等為電池充電。
“我們國家對石油非常依賴，”加州大學能源再生與合理利用研究部門的丹尼爾·卡門說道，“如果美國艦隊在一夜間轉(zhuǎn)而利用混合動力，我國石油的消耗量將減少70%～90%，那我們在幾年內(nèi)將可以自給自足，不用靠其他國家進口石油”。不過，顯然這不可能在一夜間發(fā)生。
4、向白蟻學習釀造更好的乙醇
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，它們在農(nóng)場里從肥料變成汽油�！拔覀兛梢宰龅酶谩�，丹尼爾·卡門說，他認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)化為燃料的花費非常高，要解決這個問題的方法也還很渺茫，“白蟻體內(nèi)有一種細菌可以把纖維變成糖類，我們可以研究那種細菌的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，最終研究出一種便宜好用的轉(zhuǎn)變乙醇方法”。遺傳因子學家伊迪·魯賓說。
5、太陽能的無限可能
明年初，幾十個凹型的巨大鏡子將會出現(xiàn)在洛杉磯西北部的沙漠農(nóng)場里。這些每一個直徑有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熱能收集器中，這些光線的最高溫度可達到704攝氏度，并用來當作發(fā)電機運行當?shù)氐囊徊繖C器。只要這個最巨大的太陽能農(nóng)場完工，就會有2萬個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。
太陽每個小時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。我們早就知道太陽是如何傳播熱量的，但要把這些熱量轉(zhuǎn)化為瓦特數(shù)卻是極為復雜的事情。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或者ipod充電，而且可以背在背包里。在不遠的將來，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。
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１０％都不到。
6、氫氣大有潛力
除了太陽能和風能外，氫氣的潛力也不能小覷——雖然要把它轉(zhuǎn)化成經(jīng)濟實用的能源還遠著呢。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)燃機的效率卻是普通內(nèi)燃機的二倍。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)用風能去制造氫氣能源，說不定哪天就能實現(xiàn)。同時，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新型的海浪發(fā)電裝置Pelamis。這個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)電與風力發(fā)電相比有著更大的優(yōu)勢，而且水流的稠密度是風的10～40倍，“根據(jù)技術(shù)分析，這些新的流體動力系統(tǒng)將比風力更適用于我們的生活，接下來可能就是水力發(fā)電的時代了”。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”，它們將在這個夏天正式運行。預計它們將在第一年產(chǎn)出525000千瓦時的電量。根據(jù)之前一個18個月的試驗結(jié)果證明，只要有足夠的水力發(fā)電機，它們就可以產(chǎn)生2.6千萬千瓦時的電量，并為8000戶家庭提供用電。專家認為，這個試驗結(jié)果是非常令人興奮的，因為水力發(fā)電將是一種不會污染環(huán)境而且可靠的能源。“我們把它稱為銀色能源，因為與雨水等相比較，海浪的形成更容易被預測，而如果是風力發(fā)電的話，你不知道風什么時候會停下來，但我們從1000年前開始就可以預測海浪的潮起潮落。”
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5000百萬瓦的地熱能源等待我們開發(fā)，而這些能源正是來自地心熱水。”地熱能源研究中心的卡爾·賈維爾說道，“其實我們早就有能力可以把地心熱水轉(zhuǎn)變成能量，但我們并沒有好好運用和開發(fā)，導致那些能源多數(shù)都被白白浪費了”。這些地熱能源可以轉(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到地熱資源的好處，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熱能源開發(fā)事項，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。當我們?nèi)紵@些植物材料的時候，它們會產(chǎn)生類似于化學燃料的二氧化碳。其實植物從幾百萬年前就不斷地排放出這些氣體，科學家們決定建立一個溫室，使這些氣體在產(chǎn)生的時候能夠通過化學作用變成能源。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。
在弗蒙特的一個家庭農(nóng)場里，主人飼養(yǎng)的1500頭牛每天排出數(shù)以千計的糞便，如果把它轉(zhuǎn)化為電力資源，每年就可以產(chǎn)出大概1.8百萬千瓦時的電力。美國首個可再生農(nóng)業(yè)資源計劃正準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70年代的情況，那時候，一個家庭如果想節(jié)約能源，唯一的方法就是把燈關(guān)上。但是到了今時今日，家用能源協(xié)會創(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)值所耗費的能源已比30年前降低了47%�？上У氖�，依然有很多能源在到達我們房屋或辦公室前就被浪費掉了。消費者對這是無能為力的，但你可以在家里減少用電量，既可以省錢，又可以為能源危機做出小小貢獻，“我把這個叫做‘負兆瓦’，”落基山學院的阿默瑞·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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