ENN 精粹

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伊朗与中东将采用完全可再生电力系统

Enn新闻精粹 2017年3月7日

伊朗可以将目前的电力系统完全的过渡到可再生电力系统，并将在 2030 年从中获益。拉彭兰塔理工大学 (LUT)的研究人员发现，中东和北非(MENA)地区的主要石油生产国家可以充分利用其丰富的可再生能源资源，在不到二十年的时间里创造丰厚的利润。

研究发现，中东和北非地区，完全可再生电力系统比其他无污染能源成本要低 50% ～ 60%。例如，目前新的核电发电成本约为每兆瓦时110欧元，化石燃料发电的成本约为每兆瓦时 120 欧元。但是，通过对 2030 年的财务和技术水平的预估，届时，完全可再生能源电力系统的成本约为 40 ～ 60欧元/兆瓦时。如果不同的能源与超级电网连接，从而允许更长距离的大量输电，那么风能和太阳能发电成本将进一步降低至每兆瓦时 37 ～ 55 欧元。而对于伊朗而言，这个价格可能甚至低至 40 ～ 45欧元每兆瓦时。这样低的成本表明，从当前的化石燃料的电力系统过渡到完全可再生电力系统后，完全可以满足未来几十年的所有电力需求。

研究者认为低成本可再生电力系统能提高生活水平，促进经济的持续增长。

伊朗电力系统完全转变为可再生能源需要49吉瓦的太阳能光伏发电，77 吉瓦的风力发电和 21吉瓦的水电,大多数水电设施已经存在，但太阳能和风能需要新的投资。

不丹正在成为地球上最绿色的国家

Enn新闻精粹 2017年3月1日

不丹正在成为我们这个地球上最绿色的国家。生态学家、摄影记者米歇尔·巴克利在他的特别报告中，探讨了该国的生态系统和令人眼花缭乱的生物多样性保持完好的原因，但是也提出了威胁这个令人钦佩的生态系统的因素。

根本的气候变化的时代需要根本的解决方案。在著述《半地球》中，在“我们的星球的生命之战”这一部分中，生物学家爱德华·威尔逊提出了一个激进的计划，他认为“第六次灭绝”的唯一解决办法是将不可侵犯的自然保护区面积增加到地球面积的一半或更大。

威尔逊的解决方案听起来似乎根本没有可行性，但不丹这个国家却已经实现了这一目标。不丹声称拥有 50%以上的土地面积都被指定划为国家公园和野生动物保护区——这些区域都通过生物走廊连接在了一起。不丹不断增加保护区，最近又宣布在 Phobjikha 和 Khotokha 增加了几个新的湿地保护区。这种巨大的绿色覆盖面积得以实现是由于几个因素促成的：最小限度地开发自然资源，大面积的皇室家庭公园，以及非常少的人口。据统计，2016 年不丹人口仅为 768577 人。

风能超过水电作为美国顶级可再生能源

Enn新闻精粹 2017年3月1日

风能产业贸易组织近期称，风能首次超过水能，成为美国占比最大的可再生能源。美国风能协会在第四季度市场报告中称，2016 年底风能装机总容量达 82183 兆瓦，能够为 2400 万住户提供电能。水电容量居于其次，装机总容量为80000兆瓦。

几十年来，水能是美国使用率最高的可再生能源。但是 2016 年，风能首次超过水能。尽管风能已摘得可再生能源组的第一，然而在美国能源结构中，风能占比仅5.5%，排在天然气、煤炭、核能之后，位居第四。美国能源信息管理局（EIA）提供的数据，2016 年，美国新增风能装机量 8.5GW，而水能新增装机量仅398MW。风能的发展速度远高于水能。

在美国各州中，爱荷华州的风能在能源占比中最高，达到 36.3%；其次是堪萨斯州，占比 30%；排在第三位的是南达科他州，占比 29%。这三个州都位于美国中部，风力资源丰富。

虽然装机总量上，风能超过水能，但从实际生成电力来看，水力发电的能效更高。因为水力发电可以24小时不间断运行，而风力发电则取决于天气和风力大小，有更多制约因素。因此水力发电总量目前仍然是美国可再生能源的第一位。

零能耗新材料可冷却屋顶

Enn新闻精粹 2017年3月9日

美国科罗拉多大学博尔德分校工程师团队研制出一种特性非凡的工程材料，目前自然界中尚未发现此种材料。这种材料具有神奇制冷作用，可以应用于建筑中的空调制冷系统。即使在阳光直射条件下，也会零能耗和零耗水量地致使物体冷却。

这种新材料是一种玻璃聚合物薄膜，比烹饪常用的铝箔稍厚，造价低，可以大量生产。研究人员发现，这种材料能够以红外辐射的方式将太阳的热能驱散，从而达到降温的效果。它可以在反射太阳光的同时散发掉建筑本身热量，起到冷却作用。这种玻璃聚合物的厚度仅为50微米（比铝箔略厚），而且制造成本相当低。测试显示，这种材料能在夏天连续 72 小时保持每平方米 110瓦的冷却功率，在正午阳光直射条件下冷却功率大于每平方米90瓦。新材料由于降温时不会耗费任何能量和水，因此除家用外，还可用在目前耗费大量水电以冷却机械的热电厂。使用这种产品不仅可为建筑物及其他物体降温，而且还可延长太阳能板的使用寿命。

研究人员已为这种新材料申请专利，计划今年晚些时候在科罗拉多大学博尔德分校校园建设一座占地 200 平方米、用这种新材料降温的建筑。虽然这种材料尚未投放市场，研究人员表示，它质量较轻，易于安装在弯曲表面，并适于大规模生产。热电厂需要消耗大量水和电才能保持机器的运行温度，而这样的薄膜可以节省能源和资金。

研究突破：在酵母细胞工厂生产汽油

Enn新闻精粹 2017年3月9日

最近，科学家们在真菌脂肪酸合酶改造研究中取得新进展：成功构建了杂合脂肪酸合酶，并扩展了脂肪酸合成机器的产物谱。脂肪酸是组成细胞的重要分子，也是生物燃料和油脂化工的基础原料，主要由脂肪酸合酶（FAS）合成。真菌FAS为多功能酶，含7个不同催化结构域和1个酰基载体蛋白（ACP）结构域，分子量约 270 万道尔顿，可组装成笼状超分子结构，被认为很难进行操控。

研究人员通过对产油酵母多组学研究发现，圆红冬孢酵母携带一种含 2 个结构域的 FAS，冷冻电镜分析表明，该FAS也组装成典型笼状结构。研究中发现只需其中一个ACP即可行使脂肪酸合成功能。因此，研究人员利用硫酯酶替换其中一个 ACP，所得杂合 FAS 主要产生中 /短链长的脂肪酸；类似地，改造另外两种真菌 FAS，也得到了预期结果；更重要的是，利用该策略引入甲基酮合酶所得杂合FAS能合成长链甲基酮。这些化学品是目前使用的运输燃料的组成部分。我们能够通过酵母细胞工厂生产汽油和喷气燃料替代品，这是从来没有做过的。

无需太阳能电池板，“叶”分子可收集和存储太阳能发电

Enn新闻精粹 2017年3月8日

美国印第安纳大学（Indiana University）的化学家在李良石（音）的领导下，在将地球大气中的二氧化碳回收为碳中性燃料和其他材料领域上取得了重大突破。他们创建了一种分子“叶片”，其功能像普通的植物叶片一样，利用太阳光就可以将大气中的温室效应气体 CO2，转化为具有广泛应用前景的CO。

众所周知，CO 被氧化形成 CO2会产生大量的能力，而要想将 CO2再转化为 CO 同样需要大量能量，然而，植物叶片的光合作用则轻而易举地将 CO2还原为 CO，并释放出氧气。印第安纳大学的乔潇潇（音）等人，他们利用纳米石墨烯-铼（Re）形成的配合物分子与二吡啶（bipyridine）连接，可以使 CO2的还原反应高效顺利进行 ,将其转换成CO。其实，此“叶片”主要由2部分组成，其中纳米石墨烯部分就是太阳能捕获器，吸收太阳能；而其中的铼原子就是产生CO的“引擎”。纳米石墨烯捕获到的太阳能来驱动铼原子的电子流向 CO2, 使其转化为稳定的 CO。

将二氧化碳转化回燃料需要至少相同量的能量，科学家的一个主要目标是减少所需的过剩能量。这正是李良石所设计的分子实现的：需要迄今为止所知的最少量的能量来驱动一氧化碳的形成。其设计原理是分子——通过称为联吡啶的有机化合物连接的纳米石墨烯——铼络合物触发了将二氧化碳转化为一氧化碳的高效反应。

由于分子的多功能性，有效且专一地产生一氧化碳的能力是相当显著的。这种使用光或电将温室气体二氧化碳转化为一氧化碳碳中性燃料源的方式，比任何其他“碳还原”方法更有效。

编译 /徐芳 夏威