美国专家提出对付能源危机九大措施

全世界每天消耗石油8 400多万桶，其中美国占1/4。与此同时，大气中不断增加的二氧化碳正导致永久冻土层融化，冰架坍塌。气候学家警告说，如果二氧化碳排放量继续以目前速度增长，下一代人将遭受前所未有的环境灾难。最近，美国几十位科学家和能源专家收集的一系列新技术表明，如采取以下措施，到2025年，美国可减少一半石油消耗，且能摆脱对煤炭和天然气等化石燃料发电的依赖。主要措施如下：

1.利用风力发电。过去几十年，更强大、更轻的涡轮叶片发展使风力发电装置越来越强大、越来越有效，且风的可变性风力发电主要障碍也被更准确的预测所克服。现在，美国越来越多的地区对风力发电表示欢迎。在美国中西部地区，农场主争着把地租给电力公司，电力公司为每台风力发电机支付2 000～4 000美元。一些风能技术开发商甚至向天空发展，如天空风能公司正在研制一种飞行发电机，该发电机能在15 000英尺空中自转，通过电缆与地面连接。虽然此设计还须克服锚定和维护带来的挑战，但没人怀疑，高空中的风最强、最稳定、能量也最高。

2.分布式发电。至今使用的电网是从某个中心向所有用户单向供电，而“分布式发电”则是将风能和太阳能一类的发电装置设在家庭、工作场所或附近，发出的电输送到复杂的数字分配系统和控制系统，系统按高峰和非高峰期需求供电，从而实现最高能效利用。

3.加速混合动力车开发。美国专家正开发一种可节省燃料的新型混合动力车。这种混合动力车集成内燃机与电动传动系统以提高效率。这种组合可捕获刹车能量、存储未使用的怠速能量、减轻发动机重量以提高效率。新一代产品称为插电式混合动力车（PHEVs），晚上在自家车库即可充电，大大减少了汽油用量。加利福尼亚大学教授丹尼尔·卡门说：“如果美国车辆都由插电式混合动力车代替，石油消耗量将减少70%～90%，将使美国在未来许多年自给自足，不需进口石油”。即使电动车能量来自火力发电，也可降低一半以上二氧化碳排放量。如果这些能量来自可再生能源，油箱里的燃料是生物柴油或乙醇，其效果还可更大提高。

4.利用乙醇作汽车燃料。美国汽车制造商今年将向市场投放100万辆乙醇燃料汽车，提供乙醇的加油站也将增加1/3，达到1 000个左右。但目前美国的乙醇多数来自玉米，其生产过程也需消耗大量化石燃料。丹尼尔·卡门教授认为，以玉米为原料的乙醇是一种“过渡”燃料。他提出：“要使乙醇对减少汽油消耗和缓解全球变暖等问题发挥作用，应在大范围内从玉米乙醇转向纤维素乙醇”。纤维素乙醇是由柳枝、木屑和玉米穗等一类的农业废料制成。

5.利用太阳能。明年初，洛杉矶东北部沙漠将竖起几十块巨大的斯特林凹面镜。这些凹面镜直径达37英尺，能自动跟踪太阳光并将阳光反射到热量收集装置，聚焦的阳光再把氢加热到1 300℉后通过斯特林发动机驱动发电机。一旦这座世界最大的太阳能发电厂建成，4 500英亩的莫哈韦沙漠将出现约两万架太阳能集热器，能为27.8万户居民供电。斯特林太阳能集热器可将30%的太阳能转为电能，是目前效率最高的太阳能发电装置。而目前太阳能的光电池，其转化率只有15%，但其优点是可在用户点安装、发电，缓解电网过度压力，并可将阳光照射到的任何表面变成能量收集装置。在不久的将来，混合动力车可利用自身表面收集太阳能以提供动力，人们能坐上太阳能飞机，这一切将主要通过提高每平方英寸获取更多能量和降低基本材料成本来实现。

6.利用氢燃料。利用氢作燃料潜力巨大，但实施起来却并非易事。大自然无法直接提供纯氢燃料，目前最廉价的方法是从石油或天然气中提取，但这不能减少二氧化碳的排放。经努力，目前氢动力燃料电池效率已比内燃机高一倍以上。不久，风能有剩余，可使用额外的风能制造氢，或对有机体进行基因改造，直接把太阳光转为氢。

7.潮汐发电。研究表明，美国拥有约2 100太瓦时潮汐能，其中约1/8可在对环境影响最小的情况下开发，相当于美国现有全部水电站的发电量。潮汐能强度是风能的10～40倍。就技术而言，水动力系统发展速度更快。潮汐涡轮机技术从本质上说就是在密度更大的介质中运转风车。目前，安装在纽约东河8英尺深的6台涡轮机已开始发电，预计第一年发电为52.5万kWh。如经18个月的试用效果令人满意，涡轮机数量还将增加，发电量将达2 600万kWh，为8 000户居民供电。

8.利用地热。地球内部热量可用来发电或给建筑供暖。夏威夷、阿拉斯加和西部各州都是地热资源丰富地区，而为地热设计的新等级的发电厂可利用温度为160℉的地热水发电。科学家正设法利用“热干岩石”采热技术建立人造地热水库：用泵将水压入过热的结晶岩，创造人工地热储层。水在流入热岩口时被加热，然后通过生产井送回地表，其热量作为能源得以利用，然后再把水压回去，如此循环往复。

9.利用农业废弃物制造燃料。现在，多数“生物燃料”仍取自木材，但我们正逐渐使用和完善农业废弃物或垃圾发电技术。像矿物燃料一样，这些物料燃烧时也释放二氧化碳，但排放出来的二氧化碳被植物生长吸收的二氧化碳抵消了。

美能源专家理查德·贝恩指出，在新一代技术中，“气化”可能最有潜力。气化系统在低氧环境下利用高热把农业废料转为氢和一氧化碳混合物，该混合物可在锅炉中燃烧，或在涡轮机中代替天然气。该转换技术可将能源效率提高10%，且释放出的气体可推动蒸汽轮机，进行第二轮发电，整个过程中的余热则可给建筑物或整个城市供暖。

李有观编译自《大众科学》