編者按:隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展,人們的環(huán)保意識越來越強,越來越更傾向于使用太陽能、風能等可再生能源替代化石等不可再生資源。太陽能甲醇島能夠?qū)⒖諝庵械亩趸嫁D(zhuǎn)化為甲醇,有助于保護全球氣候。這些設(shè)施可以建設(shè)在海洋地區(qū),并且不會受大浪和極端天氣的影響。如果數(shù)量夠多,能夠抵消全球化石燃料產(chǎn)生的溫室氣體。
據(jù)科學家稱,“太陽能甲醇島”--數(shù)百萬個漂浮在海洋中的巨大島嶼,能夠?qū)⒋髿庵械亩趸嫁D(zhuǎn)化為甲醇--可以抑制化石燃料的排放,并有助于保護我們的氣候。如果這些擬建島嶼的數(shù)量足夠多,它們將集中在一起,建立大規(guī)模的設(shè)施,以抵消全球化石燃料產(chǎn)生的溫室氣體排放總量。
在《美國國家科學院院刊》(PNAS)上發(fā)表的一篇論文中,來自挪威和瑞士的一組研究人員提議建造“太陽能甲醇島”。該文章認為,建造這些設(shè)施并在海洋地區(qū)大規(guī)模部署這些設(shè)施所需的技術(shù)都是安全的,它們不受大浪和極端天氣的影響。這樣,對化石燃料的需求可能會大大減少,從而在未來將全球變暖限制在一定范圍。
“如果要避免危險的氣候變化趨勢,人類必須阻止化石燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳排放。”
他們寫道。“然而,液體碳基能量載體在重要的移動應(yīng)用中往往沒有實際的替代品。利用可再生能源將大氣中的二氧化碳循環(huán)轉(zhuǎn)化為合成燃料,提供了一個零碳能源的概念。”
該研究的作者安德烈亞斯?博舒爾特(Andreas Borgschulte)告訴《新聞周刊》(Newsweek),讓可再生能源大規(guī)模地與化石燃料競爭,是主要問題之一。在使可再生能源成為現(xiàn)實選擇的努力中,有幾個概念已經(jīng)過測試,但尚未找到實現(xiàn)的方法。他說,挪威的研究人員是在政府要求他們把養(yǎng)魚場推到公海上的時候想到建造太陽能島的。然而,這些網(wǎng)格的運作需要能量。他表示:“能源‘生產(chǎn)’島嶼的提議早在之前就已經(jīng)提出了。剩下的包括解決儲能等問題。”
“這是我們?yōu)榱丝刂茪夂蜃兓鴳?yīng)該去做的一件事,”布魯斯·帕特森說,他是蘇黎世大學的物理學家,這篇論文的作者之一。“目前,這只是一幅拼圖。”
帕特森設(shè)想,這樣一個漂浮的太陽能發(fā)電廠每年可以生產(chǎn)15,000噸或更多的甲醇,足夠為一架波音737客機提供從紐約市到鳳凰城之間300次往返航班的燃料。“我們主要想在飛機、長途卡車、輪船和非電氣化鐵路系統(tǒng)中使用這些燃料,”他補充說。
在這篇論文中,根據(jù)研究人員的說法,漂浮島嶼類似于大型的漂浮漁場。光伏電池將被用來將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,從而幫助水分子分裂成氫氣,并從海水中提取二氧化碳。然后這些產(chǎn)生的氣體將被反應(yīng)生成甲醇,最終生成一種常用的燃料,“這將方便地運送到最終消費者手上,”他們寫道。
按照團隊的設(shè)想,浮動太陽能電場將由大約一組70個圓形人造太陽能電池板島組成,面積約為一平方公里(0.4平方英里)。在陽光充足,波浪高度小于7米的中等波浪作用區(qū)域,水深小于600米的淺水區(qū)域,浮島可以拴在海底,遭遇颶風和惡劣天氣的概率很低,這些地方適合放置設(shè)施。研究團隊在全球范圍內(nèi)篩選了一些適合安裝浮島的地區(qū),包括波斯灣、紅海、南美洲海岸、澳大利亞、西班牙和東南亞的部分地區(qū)。
根據(jù)該小組的估計,320萬個漂浮島嶼的產(chǎn)出將超過全球礦物燃料的總排放量。
該團隊承認該提議是“野心勃勃的”,而且相關(guān)設(shè)計工作甚至都還沒有完成。目前,科學家們正在研究漂浮島嶼的原型。
“(最大的)挑戰(zhàn)是開發(fā)一個從海水中提取二氧化碳的大規(guī)模裝置,”博舒爾特說。“這個過程是整個體系中唯一一個尚未完全開發(fā)的過程。而其他所有的部件都已經(jīng)在工業(yè)規(guī)模上存在。”
斯坦福大學土木與環(huán)境工程學教授馬克雅各布森(Mark Jacobson)沒有參與這項研究,他說,擬議中的太陽能發(fā)電廠并不會觸及氣候危機的根源。
“有些人認為世界上唯一的問題是減少二氧化碳,但這不是全部,”他說。“問題在于空氣污染、能源安全和碳排放。你必須同時解決這三個問題。這是對氣候問題的一個非常狹隘的解決方案,所以對我來說,這個想法是錯誤的。”
沒有參與這項研究的英國牛津大學無機化學教授彼得·愛德華茲說,盡管這項研究背后的科學依據(jù)是可靠的,但要克服的技術(shù)障礙也是巨大的。他告訴“新聞周刊”,盡管作者在一定程度上認識到并承認這一點,但“我認為挑戰(zhàn)超出了他們所看到的范圍,尤其是材料 - 太陽能電池板如何在海洋環(huán)境中運作(化學和物理的問題),以及反應(yīng)設(shè)施如何在海上平臺上實現(xiàn)所需的規(guī)模。”
然而,愛德華茲認為,“只要有信譽的科學家和工程師致力于解決真正的問題”,這項提議就不應(yīng)該被忽視。
原標題:數(shù)百萬個太陽能甲醇島可以保護全球氣候