未來(lái)十大替代能源
2009-09-25 15:24 來(lái)源：人民網(wǎng)
1.太陽(yáng)能住宅
想象一下不用交電費(fèi)的生活，太陽(yáng)能或許能將此變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)利用光電池將光能轉(zhuǎn)化為電能，而太陽(yáng)能熱水器則利用聚光面板來(lái)對(duì)水加熱。太陽(yáng)能清潔并且可再生，但這些系統(tǒng)的前期投入也相當(dāng)可觀——通常一個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)要耗費(fèi)25000到30000美元，而一個(gè)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)則需10000美元。
2.核能
盡管原子的原子核極其微小，但維持原子核穩(wěn)定的能量卻極其巨大。核能開(kāi)發(fā)就是駕馭這種能量使之安全地提供電能。目前美國(guó)有大約100座正在運(yùn)行中的核電站，供應(yīng)著全國(guó)約五分之一的電力。核電站在提供巨大能量的同時(shí)不會(huì)排放空氣污染物，但其產(chǎn)生的放射性核廢料在很長(zhǎng)的時(shí)間(甚至長(zhǎng)達(dá)數(shù)十萬(wàn)年)里仍具有潛在的危險(xiǎn)性。麻省理工學(xué)院發(fā)明的太陽(yáng)能房屋，屋頂?shù)奶?yáng)能電池為房屋提供了大部分的能源。
3.太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)
太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)有兩種運(yùn)作方式：太陽(yáng)熱能電場(chǎng)也稱(chēng)作聚光太陽(yáng)能系統(tǒng)，是利用鏡子將陽(yáng)光聚集起來(lái)，對(duì)水加熱并利用水蒸汽推動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；而光電太陽(yáng)能電池則是直接將光能轉(zhuǎn)化為電能。太陽(yáng)能是一種潛力巨大、潔凈的可再生能源，但陽(yáng)光并不是隨時(shí)存在——太陽(yáng)能發(fā)電不能在夜晚或陰天的時(shí)候進(jìn)行。同樣，太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)也需要大量的資金投入。核能1957年8月7日在內(nèi)華達(dá)試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行的斯托克斯大氣層核試驗(yàn)。該試驗(yàn)是“Plumbbob”測(cè)試項(xiàng)目的一部分。9千噸當(dāng)量的斯托克斯(Stokes)是由氣球運(yùn)到空中爆炸的。
4.風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)
現(xiàn)在，美國(guó)是世界上最大的風(fēng)能發(fā)電國(guó)，總量達(dá)18000兆瓦，足以滿足540萬(wàn)戶中等美國(guó)家庭的用電需求。美國(guó)能源部預(yù)測(cè)，到2030年，美國(guó)電力的五分之一將來(lái)自風(fēng)能。在這一點(diǎn)上，有些國(guó)家目前至少在人均水平上領(lǐng)先于美國(guó)。例如，風(fēng)能在丹麥的能源供應(yīng)中已經(jīng)占到20%。風(fēng)能是種取之不盡的清潔能源，但風(fēng)能發(fā)電場(chǎng)往往是鳥(niǎo)類(lèi)和蝙蝠的噩夢(mèng)——它們常常被風(fēng)車(chē)旋翼撕得粉碎。渦輪機(jī)的存在也使當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)變得支離破碎。
5.地?zé)崮?/STRONG>
巨大的熱能埋藏在地球的表面以下，火山噴發(fā)便是其威力的體現(xiàn)。地?zé)崮芸梢杂脕?lái)發(fā)電、為建筑物供暖、加熱道路。目前全世界的地?zé)岚l(fā)電總量約是8000兆瓦，其中美國(guó)占了2800兆瓦，還不到全國(guó)發(fā)電總量的0.5%。地?zé)崮芊浅崈?，?chǔ)量豐富，且全天24小時(shí)都能獲得，但其開(kāi)發(fā)卻需要大量的前期投入。
風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)分析家估計(jì)，至少需要26萬(wàn)臺(tái)300英尺高的渦輪機(jī)(或稱(chēng)葉輪機(jī))，才能滿足美國(guó)的電力需求。圖中的渦輪機(jī)位于是密蘇里州的金市(King City)。
6 水流和波浪能
這種流體動(dòng)力學(xué)裝置就如水下的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。來(lái)自河流、海流、潮汐以及人工水道如運(yùn)河等的水流能推動(dòng)渦輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生電能，其原理與風(fēng)力發(fā)電廠相似。流體運(yùn)動(dòng)能是可再生能源，也不會(huì)產(chǎn)生污染氣體或溫室氣體。但目前流體動(dòng)力能利用技術(shù)還落后太陽(yáng)能和風(fēng)能技術(shù)差不多15年，阻礙水流產(chǎn)生的環(huán)境影響也尚待研究。
地?zé)峋鶏u的地?zé)峋?，開(kāi)采來(lái)自地球內(nèi)部的天然能源。
7.電動(dòng)車(chē)
完全使用電能的汽車(chē)效能大約是汽油動(dòng)力車(chē)的四倍，油氣混合動(dòng)力車(chē)的兩倍。電動(dòng)車(chē)不會(huì)排放尾氣，維護(hù)成本也低，但最大的挑戰(zhàn)在于其蓄電池組：如何降低電池成本、如何改進(jìn)電池的持久性，并保證車(chē)輛能在各種條件下安全地行駛——比如，保證蓄電池組在低溫時(shí)仍能使用、避免電池在過(guò)熱時(shí)著火等。海洋浮標(biāo)發(fā)電器如圖所示，海洋浮標(biāo)發(fā)電器(Ocean-buoy generators)有望將海浪的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為能量。波浪運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致浮標(biāo)內(nèi)部的線圈與錨定的磁性中軸作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生電能。
8.氫動(dòng)力車(chē)
氫燃料電池利用氫與氧的反應(yīng)產(chǎn)生電流推動(dòng)電動(dòng)車(chē)運(yùn)行，而排氣管排放的尾氣只有一種成分：水。氫動(dòng)力車(chē)的效能約是汽油動(dòng)力汽車(chē)的兩倍，但它還要面對(duì)大把的挑戰(zhàn)。雖然氫燃料電池排出的只有水，但目前大規(guī)模生產(chǎn)氫的方法仍然是從自然界中的甲烷氣體提取，過(guò)程中同樣產(chǎn)生了大量的二氧化碳。還有，哪里能給車(chē)加氫呢？
9.住宅風(fēng)能發(fā)電
與風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)相比，小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)使用相對(duì)小巧的渦輪機(jī)便可滿足單個(gè)家庭的需要。根據(jù)美國(guó)風(fēng)能協(xié)會(huì)(American Wind Energy Association)的描述，一個(gè)典型的住宅風(fēng)能系統(tǒng)的發(fā)電量是1到10千瓦，旋轉(zhuǎn)翼直徑是10到25英尺(3到8米)，風(fēng)車(chē)塔高度為80英尺(24米)。但其實(shí)一個(gè)400瓦的渦輪機(jī)加46英寸(117厘米)直徑的旋轉(zhuǎn)翼提供的電能即可滿足泵水、照明或使用電器的需要。風(fēng)能是免費(fèi)的，許多小型渦輪機(jī)工作起來(lái)卻不像廣告中說(shuō)的那樣好，而是經(jīng)常吵得要命。
10.海洋熱能轉(zhuǎn)換
海洋熱能轉(zhuǎn)換海洋熱能轉(zhuǎn)換(Ocean Thermal Energy Conversion，OTEC)利用表層海水與下層海水之間的溫度差來(lái)產(chǎn)生能源。因?yàn)殛?yáng)光照射，表層海水溫度較高，而下層的海水溫度則低得多。海洋熱能轉(zhuǎn)換工廠(或稱(chēng)海洋溫差發(fā)電廠)利用溫暖的表面海水加熱氨水或其他低沸點(diǎn)的液體，由此產(chǎn)生氣體推動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電。之后，這些氣體用從海洋深處泵送上來(lái)的海水進(jìn)行冷卻，從而循環(huán)使用。如果海洋吸收的太陽(yáng)能有千分之一轉(zhuǎn)化成電能，便可提供相當(dāng)于美國(guó)一天耗電量20倍的電能。然而，海洋熱能轉(zhuǎn)換的設(shè)備規(guī)模龐大，需要大量資金的預(yù)先投入。
在缺乏陽(yáng)光的地方，這樣的微型風(fēng)力發(fā)電機(jī)或許能幫你解決用電問(wèn)題。