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新觀點(diǎn):可再生能源并非取之不盡

作者: 來源:新科學(xué)人 發(fā)布時間:2011-04-22 瀏覽:

  在科技日新月異的今天,人類已經(jīng)不再懼怕狂風(fēng)洋流,相反正努力去駕馭這些自然現(xiàn)象。然而,致力于自然能源開發(fā)的物理學(xué)家阿克瑟爾·克雷頓(Axel Kleidon)指出,像風(fēng)力和潮汐等能源并非真正可再生。

  克雷頓來自德國馬普學(xué)會生物地球化學(xué)研究所,他表示,人類對風(fēng)能和潮汐能的大量開發(fā),將顯著減少由太陽所帶來的可利用能源的比例,其結(jié)果可能是綠色能源將永久消失??死最D的理論基于熱力學(xué)原理,即太陽的能量只有一小部分會到達(dá)地球,并產(chǎn)生可被人類利用的能源。

  當(dāng)來自太陽的能量到達(dá)大氣層,其中的一部分轉(zhuǎn)化為風(fēng)能和潮汐能,同時使地表水蒸發(fā)到空氣中;剩余部分則以熱量的形式消耗,人類無法利用。目前,人類只利用了到達(dá)地球的太陽能的萬分之一。但克雷頓認(rèn)為,這個數(shù)字不夠確切,人類應(yīng)當(dāng)更加關(guān)注地球系統(tǒng)中可利用的能量以及人類活動對其產(chǎn)生的影響。

  克雷頓曾在英國皇家學(xué)會哲學(xué)會刊發(fā)表文章稱,人類當(dāng)前使用的能量為47萬億瓦,相當(dāng)于地球系統(tǒng)產(chǎn)生的自由能的5%到10%,其中大部分來自于燃燒化石能源和收割莊稼。

  克雷頓說:“我們很難獲得精確的數(shù)字,但可以肯定,人類利用的自由能比地球所有地質(zhì)過程都要多。”換而言之,人類對地球能源平衡的影響超過了地震、火山爆發(fā)和板塊運(yùn)動的總和。

  在人類利用的47萬億瓦能量中,17萬億瓦來自燃燒化石能源。因此,為了代替化石能源,人類必須興修大量的可持續(xù)能源設(shè)施來彌補(bǔ)這個缺口。然而,由于技術(shù)尚未成熟,風(fēng)能和潮汐能發(fā)電的部分能量會被浪費(fèi),也就是說,在修建風(fēng)能或潮汐能發(fā)電廠時,人們將一部分太陽可使用能源轉(zhuǎn)化成了無用能。

  克雷頓說:“大規(guī)模風(fēng)能開發(fā)將給大氣層帶來影響。我們使用了太多的自由能,且正在逐年增長,能源庫中的能源將會枯竭。”通過全球循環(huán)模型,克雷頓發(fā)現(xiàn)人類可使用的風(fēng)能正在減少,全世界理論上約有70萬億瓦能量可供使用,但使用這些能源可能會帶來嚴(yán)重后果。

  雖然風(fēng)力無處不在、永不停息,但從中轉(zhuǎn)化巨大能量勢必會改變降雨量、氣流和達(dá)到地球的太陽射線,其變化幅度將和二氧化碳濃度翻倍給氣候變化帶來的效果一樣。

  英國雷丁大學(xué)氣象學(xué)家馬爾滕·安博目(Maarten Ambaum)表示:“這是全新的觀點(diǎn)。與地球系統(tǒng)產(chǎn)生的自由能相比,人類對能源的利用很多。如果我們不從自由能的角度考慮,可能會被人類的能源開發(fā)潛力所誤導(dǎo)。”

  但這并不意味著可再生能源的發(fā)展遇到了瓶頸。事實(shí)上,光合作用在產(chǎn)生自由能的同時,不會產(chǎn)生無用的熱量。增加地球的綠色植被覆蓋意味著可以儲存更多的自由能。太陽能板也可以增加自由能,雖然該技術(shù)有待進(jìn)一步發(fā)展。

  在克雷頓看來,風(fēng)能工程師所要面對的終極挑戰(zhàn)是自然界到底可以產(chǎn)生多少可用能量,并非引擎效率的極限問題,而認(rèn)為人類可以無限地從環(huán)境中制造可再生能源的想法,就好像生產(chǎn)“永動機(jī)”一樣,只是個幻想而已。
 

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