如果能收集闪电,我们还需要发电吗?
2023-07-04魅力科学君
在传说中的可控核聚变技术真正得到现实运用之前,有没有什么办法来收集更多的电能,作为对现有发电技术的补充呢?比如,收集闪电?
事实上,“收集闪电”并非异想天开。科学家早就产生过这样的想法,并为此专门对闪电进行过大量的研究。结果表明,闪电的电压和电流确实相当高,电压峰值通常可以达到上亿伏特,电流峰值也可以达到上万安培。但由于闪电的持续时间通常都极为短暂,携带的能量并没有我们想象中的那样高,平均值大约为10亿焦耳,换算下来就是一道闪电大概能提供 278度电(平均值),可供一个三口之家正常使用2个月左右。
地球上平均每年会出现14亿次闪电,这大概相当于3900亿度电,数字确实相当惊人,然而与我们人类的用电量相比,又显得小了点,因为人类平均每年的用电量高达20多万亿度,是每年全球闪电能提供总电量的50多倍。因此就算我们将地球上所有闪电都收集起来,也仅能满足全球1/50人口的用电需求,远远不够。
至此,本文所提出的问题显然就有了答案——哪怕我们真的能收集闪电,依旧需要发电!不过如果能将闪电提供的电能利用起来,作为对现有发电技术的补充,其实也是一件大好事,能减少很多因燃烧发电带来的污染,不可小觑。
但问题是,我们有这个能力吗?
想要收集闪电,首先要了解闪电的形成原理。目前学术界的普遍观点认为,闪电是云层中的冰晶、液滴、冰水混合物、尘埃颗粒等物质在复杂的气流中互相碰撞和摩擦下,产生的大量电荷。
虽然以人类目前的技术水平,完全可以测量出特定云层是否存在发生闪电的条件,甚至还可以把天上的闪电引到特定位置,然而想要将引下来的闪电能量收集并加以储存,以人类目前的电能储存技术,根本办不到。
就算将来我们研发出能高效储存闪电能量的技术,能最大程度收集到全球所有闪电的能量,依旧面临一个巨大难题——上哪儿收集?闪电可不像矿脉、石油,会静静呆在固定区域等着人类去开采,它们从天上来,来去无影,全球各地都可能出现,也可能都不出现,行踪难以捉摸。人类不可能在全球各地都建造闪电收集装置,那样的话投入的巨大成本恐怕不是收集来的电能产生的价值足以弥补的。所以只能在一些闪电相对高发的区域进行收集。
然而未来的事情谁知道呢?技术爆炸更加不可预料。没准在遥远的将来,每一栋高层建筑、海上漂泊的每一艘大船,都能成为閃电收集装置,那样的话,实现全球闪电收集将不再是梦。
●林冬冬 荐自“魅力科学君”微信公众号