[摘要] 進入能源新時代的主要障礙不再是技術(shù)，而是政治和行政障礙。如果能夠克服這些障礙，將降低貿(mào)易赤字，加強國家安全，創(chuàng)造數(shù)百萬就業(yè)機會；還可以緩和難以解決的環(huán)境問題，大大提高美國的競爭力和能源自給能力。為此，科學家和能源專家提出了應對能源危機的十大方案。 　　美國《大眾科學》月刊撰文指出，全世界每天消耗8400萬桶石油，美國占了1/4，而且其中1/3來自于國家政局動蕩的地方。同時，二氧化碳排放導致凍土融化，如果保持目前排放水平，下一代人將面臨史無前例的環(huán)境災難。 美國在幾十位科學家和能源專家的幫助下，收集整理了一套能源新技術(shù)，應用這些技術(shù)，將使能源利用進入新時代。預計到2025年，可以使石油消耗減少一半，同時大大降低對煤炭和石油氣等礦物燃料的依賴。 進入能源新時代的主要障礙不再是技術(shù)，而是政治和行政障礙。如果能夠克服這些障礙，將降低貿(mào)易赤字，加強國家安全，創(chuàng)造數(shù)百萬就業(yè)機會；還可以緩和難以解決的環(huán)境問題，大大提高美國的競爭力和能源自給能力。為此，科學家和能源專家提出了應對能源危機的十大方案。 一、風能發(fā)電 幾十年來，技術(shù)使渦輪機槳葉越來越輕，風電裝置越來越大，效率越來越高。風機的設計可以滿足陸地平原、沿海地區(qū)及海上等特定的風力條件，而且規(guī)模向更大型化發(fā)展。 風能技術(shù)開發(fā)開始瞄向天空。天空風能公司在研制飛行發(fā)電機，能夠在4600米的空中利用風能轉(zhuǎn)動，通過電纜與地面連接輸送電力。當然這種設計必須克服固定和維護的難題。但是沒有人懷疑，高空中的風最強、最穩(wěn)定也最富含能量。 二、分布式發(fā)電 現(xiàn)有的電網(wǎng)是從發(fā)電中心向所有用戶單向輸電。“分布式發(fā)電”則更為有效和可靠。按照這種辦法，風能和太陽能一類的發(fā)電裝置設在家庭或工作場所內(nèi)部或附近，與復雜的數(shù)字分配系統(tǒng)和控制系統(tǒng)連通，按照高峰和非高峰期的需求輸電，以實現(xiàn)最大能效。 三、混合動力車 一種新型混合動力悍馬車可以節(jié)省燃料，可以肯定混合動力技術(shù)的時代將要到來了。 混合動力車集成內(nèi)燃機和電動機，可以捕獲剎車時的能量，并把閑置能量儲存起來，同時減少發(fā)動機自重以提高效率。而新一代并聯(lián)式混合動力車，晚上可在車庫充電，大大減少了燃料使用量。能源專家預計，如果目前美國車輛都由并聯(lián)式混合動力車代替，石油消耗量將減少70－90%，這將使美國未來能夠自給自足，無需進口石油。而且即使這些車輛的電能來自燃煤火力發(fā)電站，二氧化碳排放量也可降低一半以上。如果這些能量來自于可再生能源，燃料又是生物柴油或乙醇，其效果還會大大提高。 能源專家指出，無論用傳統(tǒng)發(fā)動機還是混合發(fā)動機，減輕車輛自重在節(jié)省燃料方面的潛力經(jīng)常遭到忽視。用高強度的輕型復合材料代替鋼材，可以把混合動力車的燃效提高一倍左右。這大概是最有效、最可行的辦法。 四、纖維素乙醇 2006年，美國將向市場投放100萬輛可變?nèi)剂宪嚕掖技佑驼疽矊⒃黾?3%，達到1000個左右。 目前美國生產(chǎn)的乙醇多數(shù)來自玉米，其生產(chǎn)過程需要消耗大量礦物燃料。能源專家認為，以玉米為原料的乙醇是一種過渡性燃料，想讓乙醇對減少汽油消耗和緩解全球變暖等問題發(fā)揮作用，需要在大范圍內(nèi)從玉米乙醇轉(zhuǎn)向纖維素乙醇。纖維素乙醇可由柳枝稷、木屑和玉米穗軸一類的農(nóng)業(yè)廢料制成，但需采用生物制酶技術(shù)，通過微生物能把植物纖維素轉(zhuǎn)化為碳水化合物。有朝一日，汽車將由生物液體燃料提供動能。 五、打開太陽燈 2007年初，洛杉磯東北部的沙漠將豎起幾十架巨大的斯特林凹面鏡，直徑約11米的鏡面將把陽光反射到一個熱量收集裝置，陽光再把氫加熱到約700攝氏度推動發(fā)電機。全世界最大的太陽能發(fā)電廠建成以后，莫啥韋沙漠將出現(xiàn)大約兩萬架太陽能集熱器，為27.8萬戶居民供電。 斯特林太陽能集熱器可以把30%的太陽能轉(zhuǎn)化為電，是今天效率最高的太陽能發(fā)電技術(shù)。太陽能不等同于光伏電池，光伏電池只能轉(zhuǎn)化15%左右的太陽能，但可以在用電的同時發(fā)電，減輕輸電網(wǎng)絡的壓力，并可以把任何一個曬到陽光的表面變成能源收集裝置。在不太遙遠的未來，不僅襯衫或外套可以給手機等裝置充電；最終混合動力車或許可以利用外表面收集太陽能，以提供動力。這一切將主要通過提高單位面積捕捉的太陽能以及降低關(guān)鍵材料的成本來實現(xiàn)。 六、轉(zhuǎn)向氫燃料 氫經(jīng)濟潛力巨大，但實施起來卻絕非易事。大自然沒有直接提供純氫燃料，目前最經(jīng)濟的辦法是從石油或天然氣中提取，而這無助于減少二氧化碳的排放。 但是，氫動力燃料電池的效率已經(jīng)比內(nèi)燃發(fā)動機高一倍以上。在冰島，可再生能源使氫經(jīng)濟變得可行。在美國有朝一日，額外的風能或許將制造出氫。科研人員甚至還可能對有機體進行基因改性，直接把太陽光轉(zhuǎn)化為氫。這或許將帶給世界一個光明的氫未來。 七、潮汐能發(fā)電 研究表明，美國近岸海域蘊藏著大約2100太瓦時的電力，其中約有1/8可以在幾乎不影響環(huán)境的條件下開發(fā)，相當于現(xiàn)有全部水電站的發(fā)電量。 潮汐能強度是風能的10—40倍。就技術(shù)而言，水動力系統(tǒng)的成熟速度也更快。潮汐能技術(shù)從本質(zhì)上說，就是在密度更大的介質(zhì)中發(fā)電，這種技術(shù)的發(fā)展速度尤其迅猛。2006年，紐約東河2.4米深處的6臺機組將開始發(fā)電，如果試運行結(jié)果令人滿意，將增加機組數(shù)量，可為8000戶居民供電。葡萄牙在近岸建設的潮汐能發(fā)電裝置，將蛇形的鋼管鏈在半潛狀態(tài)下向外延伸5公里。預計到2008年，可為大約1.5萬戶家庭供電。潮汐能利用技術(shù)的發(fā)展，將為世界帶來更多的穩(wěn)定、清潔能源。 八、向深處挖能 地熱技術(shù)利用地球內(nèi)部的熱量發(fā)電或給建筑供暖。夏威夷、阿拉斯加和西部各州是地熱資源豐富的地區(qū)。新型地熱發(fā)電廠將得以利用70攝氏度左右的地熱水庫發(fā)電。 地熱的運用大概還不局限于此。科研人員正在設法利用干熱巖石采熱技術(shù)建造地熱水庫，把水壓入過熱水晶巖加熱，將熱水經(jīng)由生產(chǎn)井送回地表，其熱量作為能源得以開采，然后再把這些水壓回去，如此循環(huán)往復。可利用地熱資源遠遠超過實際應用。 九、垃圾造煤氣 舊石器時代就燃燒木材在洞穴中取暖煮食，今天多數(shù)生物燃料仍然取自木材。但是，農(nóng)業(yè)廢棄物的開發(fā)利用技術(shù)，如生物質(zhì)和垃圾發(fā)電技術(shù)正在得到蓬勃發(fā)展。像礦物燃料一樣，這些材料燃燒時雖然也釋放出二氧化碳，但是排放出來的二氧化碳卻被植物生長時吸收的二氧化碳抵消了。 在新一代技術(shù)中，氣化最有潛力。氣化裝置利用高熱在低氧環(huán)境下把農(nóng)業(yè)廢料轉(zhuǎn)為氫和一氧化碳的混合物，在鍋爐中燃燒或代替天然氣。這種轉(zhuǎn)換可以提高能源效率10%，釋放出的氣體可用來推動蒸汽輪機進行余熱發(fā)電，整個過程中釋放的熱量則可用來給城市或建筑物供暖。 十、利用負瓦特 上世紀70年代，節(jié)能意味著關(guān)燈。現(xiàn)在利用技術(shù)可以把同樣一件事做得更好。美國現(xiàn)在單位經(jīng)濟產(chǎn)出的能耗比30年前減少了47%，這在很大程度上要歸功于技術(shù)進步。但令人遺憾的是，由于供應方缺乏效率，生產(chǎn)出來的大量能源都在傳輸途中白白浪費。對此，消費者無能為力，但在家里節(jié)約能源卻非常簡單，電費下降就是報償。專家研究認為最便宜、最清潔的能源莫過于沒有制造出來的能源，被稱之為“負瓦特”。節(jié)能意味著是更實際有效應對能源危機的方案。