用的少,效果更好。
能源效率通常有多重影響。例如,節能洗衣機或洗碗機可以使用較少的水。節能也能提供更多的舒適。比如壹個保溫性比較好的房子,可以感覺冬暖夏涼,有利於人體健康。節能冰箱噪音小,不會結霜,外殼不會凝固,可以使用很長時間。節能照明可以提供更亮的光度。所以簡單來說,節能就是:“用的少,效果更好”。
能源效率有巨大的潛力。節約能源的方法很簡單,包括在妳的屋頂安裝隔熱板,使用超隔熱玻璃窗,或者購買節能洗衣機來替換損壞的洗衣機。所有這些例子既能省錢又能節能。但是最大的節能並不是來自瑣碎的步驟。真正的收益來自於對整個概念的重新思考,比如“全屋”、“全車”,甚至“整個交通系統”。只要妳從今天開始節約能源,妳會發現真正的能源需求只有妳過去消耗的10-25%。
以房子為例。只要整個外殼(從屋檐到地下室)保溫得當,房子裏的供暖需求就會減少,妳只需要壹個更小更便宜的供暖系統。妳只需要付出少量的保溫費用,就可以節約三分之壹的能源。進壹步保溫,安裝高效通風系統,可節省90%的供暖。
再比如夏天常用的空調。或許可以提高空調系統本身的效率,但我們可以從整個系統入手,先增加建築的制冷效率,然後購買高效的電腦、復印機、照明和通風系統,這樣人們就不需要在晚上開空調了。當然,如果建築建在通風良好的區域,人甚至不需要空調!
為什麽不是所有人都願意節能?在美國,根據美國能源效率經濟協會的統計,2000年人均能源消耗已經回到1973的水平,而在這27年間,美國人均經濟生產(GDP)增長了74%。所以很多人都嘗到了節能的好處。
但這僅僅是開始。要真正發揮節能的巨大潛力,必須得到政府的配合。為了實現目標,最重要的途徑是制定房屋、辦公室、汽車和電器的最低能效標準,體現最低的生命周期成本。消費者有權知道他們購買的產品是否符合最低標準。但政府往往忽視能效標準的重要性,或者標準本身缺乏約束力。政府應該抓住機會,促進節能技術的創新和改進。風能是世界上發展最快的能源,也是壹種比較簡單的技術能源。在高聳的塔和旋轉的風扇葉片背後,是輕質材料、空氣動力學和計算機控制系統之間的壹系列復雜的相互作用。電力從旋轉的車輪發出,通過變速齒輪箱,然後到達發電機,盡管壹些渦輪機可以不通過齒輪箱直接驅動。
2005年和2006年,中國風電裝機容量實現了超過100%的年增長率,預計2007年總裝機容量將達到560萬千瓦。因為市場不斷擴大帶來的規模經濟,在過去的15年裏,風電的生產成本降低了壹半,並且隨著技術的成熟和市場的擴大,還會繼續下降。即使在壹些風能潛力大的地方,風力發電也已經可以與新建的燃煤電站相媲美。
預計到2020年,中國風電總裝機容量將達到1,226,5438+0.2萬千瓦。世界上許多角落都在使用太陽能,只要開發得當,它有潛力提供數倍於當前世界能源消耗的能源。太陽能可以直接發電,也可以用來取暖和制冷。未來太陽能有多大的潛力,取決於我們人類是否充分抓住了發展的機遇。有許多方法可以利用太陽能。植物通過光合作用將陽光轉化為化學能,所以人們通過吃植物和燃燒木材來吸收能量。而我們常說的“太陽能”,就是把太陽光直接轉化成熱能和電能供我們使用。兩種最基本的太陽能包括“太陽熱能”和“光電能”。
太陽能光伏:這是從光到電的直接轉換。發電的秘訣就是利用可以釋放電子(負粒子)的半導體材料來發電。光伏電池中最常用的半導體材料是矽,壹種常見於沙子中的元素。所有的光伏電池都至少有兩層半導體,壹層正極,壹層負極。當光線照射到半導體上時,兩層材料之間產生的電場會推動電子移動,產生直流電。光度越強,電流越大。
因此,光伏系統不需要明亮的太陽光來發電。陰天也能發電,產生的能量和雲的密度成正比。由於雲層對太陽光的反射,萬裏多雲的日子比萬裏無雲的天空產生的能量還要高。
現在常見的小電器,包括電腦,都是靠非常小的光能電池驅動的。光伏能源還可以為沒有電網供電的地區提供電力。人們開發了壹種叫做“太陽能制冷系統”的冰箱。經過測試,它已被壹些人道主義救援組織采用,以幫助無電地區儲存疫苗。壹些不想依賴電網的人也可以用它來冷藏食物。地熱供暖,也就是我們通常所說的地面和地板輻射供暖或者地熱輻射供暖。傳統的供暖方式主要是暖氣片。使用散熱器時,熱量集中在上面,使用者會感到頭暈、腳冷,使用起來很不舒服。目前地板輻射采暖比較符合“舒適家居”的理念。
冰島87%的家庭使用地熱供暖。壹種潛在的解決方案被稱為“人造火山”,即向高層大氣中註入硫粒子。如圖所示,硫磺顆粒就像壹個巨大的表面。
遮陽板阻擋陽光和熱量,並將其反射回太空。火山灰含有硫磺。本周,氣候幹預技術國際會議將在美國加利福尼亞州帕西菲克格羅夫舉行。與會者將詳細討論“人造火山”和其他應對全球氣候變化的應急方案。這次會議將試圖起草世界上第壹個地球工程研究的道德和行為準則。
美國企業研究所地球工程項目主任塞繆爾·瑟恩斯特羅姆(Samuel Thernstrom)指出,這並不意味著這些應急計劃將在不久的將來投入使用。美國企業研究所是壹個政策研究機構,總部設在華盛頓。然而,專家們應該認真考慮這些選擇,包括人為的氣候變化。瑟斯特羅姆說:“我們應該加深對地球工程的理解。氣候變化不是壹個可以在短時間內解決的問題,至少在我們的有生之年。然而,我們可以控制氣候變化。”專家說沙漠植樹造林或許可以吸收更多大氣中的溫室氣體,比如二氧化碳,這個地球工程學的思路就被綁了。
植根於非洲。例如,非洲的13個國家正在修建“綠色長城”,希望森林在阻止撒哈拉沙漠擴張的同時吸收更多的二氧化碳。“撒哈拉森林項目”的組織者計劃沿著可再生能源設施種植樹木,這些設施是專門為世界各地的沙漠地區設計的。
氣候研究所氣候項目首席科學家邁克爾·麥克拉肯(Michael MacCracken)表示,如果溫室氣體排放量繼續飆升,“綠色沙漠”可能沒有足夠的碳吸收能力來降低大氣中的二氧化碳含量。氣候研究所是壹個非營利組織,總部設在美國華盛頓。然而,麥克拉肯也指出,在壹個低碳的世界裏,沙漠造林可能是減少二氧化碳排放的好策略。“生物炭”可能和土壤壹樣古老,但專家表示,亞馬遜盆地的印第安人制作“生物炭”的做法可能是
這是對抗全球氣候變化的好方法。國際生物炭倡導組織稱,生物炭儲量豐富,滲透性強,可以通過加熱農業廢棄物制成。壹旦它們回到土壤中,它們可以吸收土壤中的碳長達數百年甚至數千年。相比之下,森林的碳吸收能力是有限的,因為如果樹木被砍伐或死亡,溫室氣體就會溜走。瑟斯特羅姆將生物炭歸為他“值得探索”的範疇,麥克拉肯也持這種觀點。他認為,除了吸收二氧化碳,生物炭還有改善土壤質量的好處。藻類可能是綠藻層(池塘浮渣)的“近親”,但在提倡培養藻類以減少二氧化碳排放的科學家看來,
他們顯然擁有更“高貴”的地位。在這張照片中,印度尼西亞巴厘島的婦女正在收割海藻。根據韓國釜山國立大學的“藻類清潔發展機制項目”,地球上壹半的光合作用發生在海洋中,而在海洋中,光合作用主要發生在壹種叫做浮遊植物的微小海洋植物中。
浮遊植物不能種在地裏。相比之下,藻類可以很容易地在沿海地區種植,科學家希望以此作為增強海洋碳吸收能力的潛在方案。麥克拉肯說,此外,人們還可以收獲海藻,將其轉化為可再生燃料,這真是壹舉兩得。在光合作用中,陽光將二氧化碳轉化為能量的過程。根據科學家的說法,如果屋頂被漆成白色,比如在百慕大漢密爾頓建造的這些房子,它們可以反射更多的光線。
陽光,這可能是應對氣候變化的最簡單的地球工程解決方案之壹。美國勞倫斯伯克利國家實驗室的研究人員表示,黑色屋頂的反射率約為10%至20%,而白色屋頂的反射率為70%至80%。美國氣候研究所的麥克拉肯(Mccracken)表示,此外,白色屋頂還有壹個好處:反射屋頂的建築不會像普通建築那樣炎熱,這將減少空調的耗電量。根據專家的說法,人工將鐵扔進海洋可以刺激被稱為浮遊植物的微小海洋植物的生長,這些植物可以吸收二氧化碳。圖為南極附近的浮遊生物。通常,鐵物質
它可以被強風吹進海洋,刺激海洋生物的生長。科學家們在世界各地進行了大量初步的鐵散射實驗,並取得了不同程度的成功。在壹個實驗中,被鐵刺激的植物很快就被蝦吃掉了,實驗效果大打折扣。
麥克拉肯說,不管人工把鐵扔進海洋的結果是什麽,找到壹種適合地球工程學的方法來對抗氣候變化是非常重要的,因為許多方案會持續很長時間:“把壹種責任強加給我們的後代。這顯然是個大問題。”然而,瑟斯特羅姆和麥克拉肯都認為,地球工程方案可能是目前唯壹可行的辦法。麥克拉肯說:“地球工程很像化療。妳不想接受這種治療,但這真的比替代療法好。”