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目標是供應充足、價格低廉、使用安全
國際原油價格似“脫韁野馬”連連攀升,能源供應成為近期全球關注的焦點,盡快在新能源研究開發上獲得突破的壓力比以往更大。美國斯坦福大學地球物理學教授阿莫斯·努爾稱:“世界石油產量幾乎接近極限,我們必須找到替代能源,否則將很快陷入困境。”
在油價飛漲、地緣政治不穩定、全球變暖、環境污染等背景下,全球范圍內的政府及公司正在尋求新的方法以支持經濟發展,目標就是:充足、價廉、安全的能源以及更加有效的使用方式。
美國《商業周刊》日前發表文章稱,數十年來,人類生產和消費能源的方式沒有發生太大的改變,盡管偶爾也能見到混合動力汽車或者高科技風力發動機,但對新能源的研究并不令人十分滿意。這一點也不奇怪,因為此前除了20世紀70年代爆發了短期能源危機之外,礦物燃料通常供應充足且價格相對低廉。
現在,全球新能源開發范圍甚廣:氫能源、新原子核反應堆、太陽能、海底甲烷等等。當然,有些努力也許得不償失,如美國能源部投入了近100億美元進行核子融合研究,結果卻勞而無功。
《商業周刊》的文章分析了一些能夠在未來20多年里創造奇跡的技術。
——氫,F在,許多工業化國家正試圖將氫作為21世紀的發動機燃料,主要汽車制造商已經開發出氫動力發動機,而研制出的氫氧結合燃料電池的能源效率是內燃機的兩倍。據悉,冰島已經將氫能用于公共汽車,并計劃在未來50年內實現全部機動車輛使用氫能。
然而,即使是氫動力的支持者也意識到所面臨困難的嚴峻性。獲取純凈氫的原料或者是水,或者是像甲烷那樣的碳氫化合物。而現在缺少的而且也是必需的,就是一種生產氫的低成本、無污染的方法。目前,燃料電池的成本是內燃機的5倍。
美國能源部試圖在5年內花費17億美元解決氫能源成本問題。自1990年以來,研究人員已經將燃料電池的生產成本削減了95%,如果能夠進一步獲得重大突破,那么回報將十分豐厚。據專家估算,如果美國1%的汽車和輕型卡車以氫作為燃料,那么每天將會節省400萬加侖汽油。
——新原子反應堆。一輪新的和平利用核能的競賽正在展開。中國和南非打算從明年開始,建造不同于目前設計的具有工業規模的原子反應爐,美國也將部署類似計劃,引進模塊式球床高溫氣冷堆。
現在的核能發電廠是一座龐然大物,它運用裂變的鈾棒產生過熱蒸汽,以而驅動渦輪產生電流。而模塊式球床高溫氣冷堆是小型裝置,每個都大約是臺球般大小,它通過加熱氦氣帶動發動機。試驗表明,這種設計非常安全,陶瓷外殼能夠阻止放射性的伴生物泄漏出去,并且當鉛室氣變得越來越熱時核反應會慢下來,從而起到防止設備熔毀的作用。最具吸引力的是,運用氦氣而非蒸汽可以使產能效率至少提高35%。
但模塊式球床高溫氣冷堆并不完美,仍然會產生具有放射性的工業廢料,并且會危害很多年。但在傳統能源價格飛漲之時,企業與政府只能重新考慮核能。在現有技術下,用煤作燃料既污染環境又會產生溫室效應;燃燒比較干凈的石油和天然氣也變得越來越昂貴;而核燃料鈾既便宜又不會污染空氣。
中國和南非期望在2011年左右建成模塊式球床高溫氣冷堆示范裝置,而中國打算在未來20年里建造30個這樣的反應堆以滿足對電力的強勁需求。美國能源部也計劃在愛達荷州贊助一個模塊式球床高溫氣冷堆項目,目標是在2012年啟動。
——甲烷水合物,也稱“可燃冰”。甲烷水合物深埋在大洋洋底以及懸浮在北極永久凍結帶中。美國地質勘測局估計,甲烷水合物的全球資源能量相當于已探明石油、天然氣及煤炭等能源總儲量所產生能量的兩倍。
但是沒有人知道如何開采這些能源比較經濟。甲烷水合物散布于沉淀物中,難以像石油或天然氣那樣用泵抽吸出水面。挖泥也不奏效,因為那意味著要鏟起幾噸的泥土,然后提升到洋面進行分離。
與美國能源部一起合作的雪佛龍德士古公司控制的國際財團發現,在墨西哥灣的一些地方含有大量甲烷水合物。這個石油巨頭計劃明年春天提取一些礦樣,并且從中發現如何將其恢復成氣體。能源短缺的日本和印度也正在挖掘甲烷水合物,研究人員希望到2025年之前能找到富礦。
——太陽能。太陽能利用技術也在不斷有所進展。太陽板用硅的主要生產商道康寧公司總裁伯恩斯說,隨著成本的下降以及效率的提高,太陽能將會成為“一種巨大的機遇”。
作者:王云
(來源:經濟參考報)
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