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深度

欧洲能源面临变革人造太阳梦

0评论 | 5307查看 | 2012-12-03 15:11:46

　　或许下一轮的产业革命会在其他行业发生，但至少在能源行业，这样的里程碑正在一砖一石悄然垒造。

　　世界正处于新一轮产业革命的前夜。无论是生物技术、信息技术，又或者是航天技术或者材料科技等等，每一个领域都在期待一个历史性发明或者发现，来推动下一次的产业革命。然而当我们把目光投向能源领域则会发现不同的景象：能源革命已经悄然开始，它或许还需要时间积累来完成变革，但它已然发生，我们已然身处其中。

　　太阳之路

　　走进位于荷兰西部小镇海尔许霍瓦德南边的住宅小区“太阳城”，一个“未来场景”居然已经出现在眼前：这是个家家户户屋顶都铺满太阳能电池板的小区，全球第一个二氧化碳零排放的小区。

　　海尔许霍瓦德市政厅官员莱茵特·梅勒玛告诉记者，“我们所做的是将世人谈论的梦想变成了现实：这里1500套住房里约4000名居民居住的小区实现了二氧化碳零排放。”

　　据悉，小区的供能除了周边的三座风力机组外，最主要的就是超过5万平方米的太阳能电池板所供电能。为了得到更多的阳光，太阳城中80%的房子是南北朝向。太阳能通过可以产生2.45兆瓦的太阳能电池板输入每个太阳小屋。此外，小区的建筑还采用了大量节能建材和节能保温系统。

　　小区居民米尔泽太太和丈夫及3个孩子刚刚搬到这里。“你可以看到我们的房顶上有许多太阳能电池板。这也是我们买这个房子的原因之一。因为我们喜欢这个使用自己房子所产生的能源的概念。我们所使用的能源中50%都是来自于我们的太阳能电池板。”

　　居民范·恩萨德太太介绍说，“我们有两个电表，其中一个是太阳能电表，另外一个是普通电表。我们房顶上的太阳能电池板每天清晨开始工作，直到晚上7点左右停止。在这段时间内我们使用任何电器都是免费的，并且我们可以把太阳能产生的多余电量存储进公共供电系统里，到了年终我们可以计算我们的太阳小屋为公共供电系统生产了多少电能，并由此得到一笔收入。

”

　　“太阳城”为太阳能的利用打造了一个堪称典范的样板。然而那里的太阳能电池板还是以铺设在屋顶的传统方式出现，而另有科学家则提出了更为雄心勃勃的设想，将太阳能电池板铺在普通的道路上。

　　与屋顶的面积相比，道路的面积无疑更为庞大。来自荷兰应用科学院“太阳能之路”项目组的负责人德·维特对记者说，太阳光非常发散，所以需要很大的受光面来收集能量，“道路可能是个更好的选择。”

　　实现这样的创举，科研人员需要解决许多难题，其中最为巨大的一个挑战，就是解决路面材质的问题。为了获得更多的太阳光，路面当然是越透明越好，然而越透明也就意味着越光滑，路面的阻力不够将会造成许多安全隐患。

　　据悉，科研人员目前正在测试各种各样的玻璃的摩擦力和硬度参数等，并且将在2013年开始进行试验性的道路铺设。

　　研究人员称，铺设每一平方米太阳能道路每年能生成约50千瓦时电能。以每个家庭的年均耗电量为3000千瓦时计算，60平方米的太阳能道路就能够提供足够一个家庭的用电量。

　　草木皆能

　　今年6月19日，一架从阿姆斯特丹飞往巴西里约热内卢的客机，引起了媒体的兴趣。这是因为，这次航班是荷兰皇家航空公司首次利用生物燃料客机执飞洲际航线，而客机所使用的生物燃料，来源于餐厨废油——也就是国人所说的地沟油。

　　“我们认为，为了减少飞机航行中的二氧化碳排放，实现绿色航行，使用生物燃料是有效的方法”，荷航负责人之一的卡米尔厄灵斯向本刊记者介绍说，“尽管我们知道围绕生物燃料目前也有一些争议，诸如生物燃料可能会给粮食生产带来问题等，但我们依然希望在此方面进行尝试。”

　　不过，在专业人士看来，地沟油变生物燃料，并不是什么神秘的新技术。全球生物酶制剂巨头丹麦诺维信公司的高级研发经理吴桂芳博士对本刊记者说，“生物航煤的原料来源有两大类：厨余废油和木本油料作物。前者由于来源分散、原料还能应用于诸多其他领域，所以发展受限比较多；而木本油料作物的种植使用荒地坡地等边际土地，避免了与粮争地的情况，虽然其选种育种、机械化收割运输设备等环节还需要更多时间完善，但前景较为广阔。”

　　阳光普照大地，为地球生态系统的运转提供着生生不息的能量。在此过程中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能储存在生物质内部，形成“生物质能”。对于目前面临着经济增长和环保双重压力下的人类而言，这种环保、可再生的能源自然成为开发的“新宠”。

　　生物质能是以化学能形式储存的来自太阳的能量，是地球上储量最丰富的可再生资源，在交通运输行业主要能以液体燃料的形式利用，也称液体生物燃料，简称生物燃料。

　　诺维信公司提供的资料显示，生物燃料目前已经在交通运输用燃料方面获得了广泛使用，包括汽车客运(燃料乙醇)、汽车货运(生物柴油)、航空(生物航煤)、海运(生物重油)等。预测称，到2050年生物燃料可以替代27%的交通运输用燃料。

　　生物燃料其实也不是个陌生的字眼。而且近年来，正因为生物燃料的迅速发展，才使得“能源与人争粮”的话题引起世人的关注。然而，在生物质能制取领域，被普遍看好的原料包括农业废料、城市有机垃圾，以及“能源草”。

　　能源草并不是一种草的名称，而是指专门用于生产生物燃料而种植的植物，包括甜高粱、柳枝稷、芒属作物等高大草本植物。与传统的玉米、甘蔗等作物相比，能源草多数是耐旱、耐盐碱、耐瘠薄、适应性强的草种，不仅种植和管理简单，而且适合于在干旱半干旱地区、低洼易涝和盐碱地区、土壤贫瘠的山区以及半山区种植。它们对土质和气候要求不高，不仅不会和现有的粮食作物种植冲突，还能为农村经济发展以及生态环境改善带来收益。

　　可以说，在不知不觉之间，生物燃料也已经悄悄走入我们的生活，而它的背后，同样是一个巨大的革命性产业链。

　　量变？质变？

　　如果说太阳能、生物质能以及风能、潮汐能、水能、地热等等各种形式的新能源都只能以渐进的方式一点一点改变这个世界的话，那么能源这个人类社会前行所必须面对的话题，唯一的终极解决方案，或许就要等待“人造太阳”的出现。

　　国际社会普遍认为，热核聚变将是人类未来能源的主导形式之一，也是目前人类认知范围之内，被认为是能够最终解决人类社会能源问题的同时兼顾环境问题，并且推动人类社会可持续发展的重要途径之一。

　　为了探索热核聚变的可行性，世界多国已经开始了一项名为“国际热核聚变实验堆(ITER)计划”的科研合作项目，俗称“人造太阳”。

　　通俗地介绍，以ITER计划的方式生产能源，即通过从海水里提取氘发生聚变反应来获得能源。根据测算，1升海水中提取的氘产生的能源就与300升汽油相当，从原料方面可以说是取之不尽；从清洁方面来看，它又不会产生温室气体及高放射性核废料，所以无论从环保还是安全的角度来看都十分理想。

　　2006年，中国与欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国共同草签了ITER计划协定，这七方包括了全世界主要的核国家和主要的亚洲国家，覆盖的人口接近全球一半，共同投入“人造太阳”的计划。而此后于2010年，ITER组织理事会正式批准了一份《基准文件》，这标志着ITER计划进入具体实施的决定性阶段。

　　计划实施以来，进展不断，例如中科院合肥物质研究院今年7月宣布，中国新一代“人造太阳”实验装置EAST顺利结束2012年度物理实验，并创下两项世界纪录：获得超过400秒的两千万度高参数偏滤器等离子体；获得稳定重复超过30秒的高约束等离子体放电。这分别是国际上最长时间的高温偏滤器等离子体放电、最长时间的高约束等离子体放电。

　　无需赘言去解释上述进展的实际科学意义，人们只需要知道，在通往“人造太阳”最终服务于人类社会、一劳永逸解决人类社会能源问题的道路上，我们正在不断前行。有分析说，也许30年后，或者50年后，我们就能使用上“人造太阳”发出的电能，但其实无论30年、50年，我们现在知道，解决人类能源问题有了正确的前进方向，有了一个终极的答案。

　　回顾历史，任何产业革命的实

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