四個大膽的能源設(shè)想

或許是讓“能源危機”一詞退休的時候了。自從上世紀(jì)90年代初，人們就開始談?wù)撘粋€又一個的危機，反反復(fù)復(fù)，持續(xù)太長時間，這個詞幾乎失去了它的意義。無論如何，能源枯竭不會很快發(fā)生：這個世界上的化石燃料還足夠人類使用半個世紀(jì)。更確切地說，我們正處在一個能源轉(zhuǎn)型時期，我們使用的能源和能源生產(chǎn)方式正面臨痛苦轉(zhuǎn)變。如果繼續(xù)依靠煤炭提供照明，依靠汽油驅(qū)動汽車，我們必將為此付出沉重的代價。

為了探索能源綠色化的未來，《發(fā)現(xiàn)》雜志和美國國家科學(xué)基金會、電氣和電子工程師協(xié)會、機械工程師協(xié)會在國會山組織了一系列的簡報。讓立法者們和8名能源領(lǐng)域的重要科學(xué)家及政策專家一起討論通向新能源經(jīng)濟的道路。最終得出了4個大膽的設(shè)想。

1.移動電力

【大膽設(shè)想：圍繞電動車重新設(shè)計電網(wǎng)。】

第一批主流混合動力車和純粹電動車剛剛走向市場，雖然一開始賣得不怎么好，但美國能源部預(yù)計，到2015年，將有120萬輛電動車上路。隨著電動車革命完全展開，密歇根大學(xué)的機械工程師杰弗里·斯坦說，是時候?qū)㈦娋W(wǎng)和交通基礎(chǔ)設(shè)施整合在一起，確保國家碳排放量隨著電動車的到來減少。

交通制造了美國27%的碳排放。電力公司對煤電站的嚴(yán)重依賴意味著電力生產(chǎn)制造了33%的碳排放。“汽車電動化將有助減少碳排放，聽上去似乎違反邏輯，”斯坦說，“但事實上，電動車確實可以幫助減少碳排放。”關(guān)鍵在于限制對新電廠的需求，改造電網(wǎng)，用以增加清潔能源的使用比例。

2.縮小核電規(guī)模

【大膽設(shè)想：建造新一代小型的、模塊化的、超級安全的核反應(yīng)堆。】

去年春天，日本福島核電站的核泄漏事故給核安全蒙上了濃重的陰影。與此同時，核反應(yīng)堆依然是唯一無碳排放的規(guī)模化發(fā)電方式。小型的模塊化的反應(yīng)堆提供了更好的安全利用核能發(fā)電的方式。奧克里奇國家實驗室的高級項目經(jīng)理、核工程師丹尼爾·英格索爾說：“小型模塊化反應(yīng)堆的設(shè)計取消了所有大型反應(yīng)堆中可能導(dǎo)致事故的環(huán)節(jié)。”它們不僅更安全，而且成本（相對地）更低廉。傳統(tǒng)的1600兆瓦核電站的造價約80億至100億美元，首先還必須取得建造許可。顯然，一個8500萬美元的300兆瓦模塊化反應(yīng)堆相比之下更有吸引力。而且它可以完全依靠國內(nèi)供應(yīng)鏈建造。“這意味著給美國創(chuàng)造更多的高科技職位，”英格索爾說，“它賦予我們奪回核能領(lǐng)導(dǎo)地位的機會。”

3.取之不盡的天然氣

【大膽設(shè)想：從永久凍結(jié)帶或海床開采天然氣，用于推動超高效渦輪機。】

目前，美國使用的電力有25%來自天然氣。這是一種相對清潔的化石燃料，每生產(chǎn)1瓦電力釋放的二氧化碳只有煤炭的1/2。“如果不得不燃燒化石燃料，如果你關(guān)心環(huán)境，那么天然氣將會是你的選擇。”燃氣渦輪機制造商Pratt Whitney公司的副總裁艾倫·愛潑斯坦說。而且天然氣儲量豐富，價格低廉，日益受到歡迎。去年前5個月，美國天然氣發(fā)電增加了5%。美國探明的天然氣儲量約284萬億立方英尺，可供連續(xù)使用11年。還有更多天然氣被鎖在永久凍結(jié)帶，又稱甲烷水合物或氣水合物。全球范圍內(nèi)，甲烷水合物中含有70萬億立方英尺天然氣——按照目前的消耗水平，足夠美國使用1000年。

4.微藻燃料

【大膽設(shè)想：用微藻充當(dāng)汽車燃料。】

玉米和甘蔗都是眾所周知的生物燃料作物，但是微藻比它們更高效——甚至比大名鼎鼎的柳枝稷更高效。一些微藻含油量超過60%，遺傳工程師稱他們還可以將這一比例提高。美國的生物燃料大多來自玉米。目前的一個問題是，大量農(nóng)田被燃料作物占用，導(dǎo)致食品價格高漲。和玉米不同的是，微藻不和食物爭奪農(nóng)田。“微藻可生長在田邊地角，甚至是農(nóng)業(yè)和生活廢水中。”內(nèi)布拉斯加大學(xué)的生物化學(xué)家唐納德·維克斯說，“它們是可持續(xù)性的，產(chǎn)量高，容易培植，還可以捕捉二氧化碳。”

如果能夠規(guī)模化地培植含油豐富的微藻——至少達到其他燃料作物今天的規(guī)模——它們最終可以取代美國70%的交通用燃油（包括噴氣燃料、汽油、柴油）。在目前，“每英畝微藻可收獲5000加侖燃油。”維克斯說，如果將6000萬英畝土地（相當(dāng)于俄勒岡州面積）全部用于培植燃料微藻，“每年可收獲3000億加侖微藻生物燃料。”要完全取代美國每年消費的所有汽油則需要4600億加侖。