四个大胆的能源设想

2022-04-07 10:21:09 | 浏览次数:

zoޛ)j?8uםvѨky大学的机械工程师杰弗里·斯坦说,是时候将电网和交通基础设施整合在一起,确保国家碳排放量随着电动车的到来减少。

交通制造了美国27%的碳排放。电力公司对煤电站的严重依赖意味着电力生产制造了33%的碳排放。“汽车电动化将有助减少碳排放,听上去似乎违反逻辑,”斯坦说,“但事实上,电动车确实可以帮助减少碳排放。”关键在于限制对新电厂的需求,改造电网,用以增加清洁能源的使用比例。

2.缩小核电规模

【大胆设想:建造新一代小型的、模块化的、超级安全的核反应堆。】

去年春天,日本福岛核电站的核泄漏事故给核安全蒙上了浓重的阴影。与此同时,核反应堆依然是唯一无碳排放的规模化发电方式。小型的模块化的反应堆提供了更好的安全利用核能发电的方式。奥克里奇国家实验室的高级项目经理、核工程师丹尼尔·英格索尔说:“小型模块化反应堆的设计取消了所有大型反应堆中可能导致事故的环节。”它们不仅更安全,而且成本(相对地)更低廉。传统的1600兆瓦核电站的造价约80亿至100亿美元,首先还必须取得建造许可。显然,一个8500万美元的300兆瓦模块化反应堆相比之下更有吸引力。而且它可以完全依靠国内供应链建造。“这意味着给美国创造更多的高科技职位,”英格索尔说,“它赋予我们夺回核能领导地位的机会。”

3.取之不尽的天然气

【大胆设想:从永久冻结带或海床开采天然气,用于推动超高效涡轮机。】

目前,美国使用的电力有25%来自天然气。这是一种相对清洁的化石燃料,每生产1瓦电力释放的二氧化碳只有煤炭的1/2。“如果不得不燃烧化石燃料,如果你关心环境,那么天然气将会是你的选择。”燃气涡轮机制造商Pratt & Whitney公司的副总裁艾伦·爱泼斯坦说。而且天然气储量丰富,价格低廉,日益受到欢迎。去年前5个月,美国天然气发电增加了5%。美国探明的天然气储量约284万亿立方英尺,可供连续使用11年。还有更多天然气被锁在永久冻结带,又称甲烷水合物或气水合物。全球范围内,甲烷水合物中含有70万亿立方英尺天然气——按照目前的消耗水平,足够美国使用1000年。

4.微藻燃料

【大胆设想:用微藻充当汽车燃料。】

玉米和甘蔗都是众所周知的生物燃料作物,但是微藻比它们更高效——甚至比大名鼎鼎的柳枝稷更高效。一些微藻含油量超过60%,遗传工程师称他们还可以将这一比例提高。美国的生物燃料大多来自玉米。目前的一个问题是,大量农田被燃料作物占用,导致食品价格高涨。和玉米不同的是,微藻不和食物争夺农田。“微藻可生长在田边地角,甚至是农业和生活废水中。”内布拉斯加大学的生物化学家唐纳德·维克斯说,“它们是可持续性的,产量高,容易培植,还可以捕捉二氧化碳。”

如果能够规模化地培植含油丰富的微藻——至少达到其他燃料作物今天的规模——它们最终可以取代美国70%的交通用燃油(包括喷气燃料、汽油、柴油)。在目前,“每英亩微藻可收获5000加仑燃油。”维克斯说,如果将6000万英亩土地(相当于俄勒冈州面积)全部用于培植燃料微藻,“每年可收获3000亿加仑微藻生物燃料。”要完全取代美国每年消费的所有汽油则需要4600亿加仑。

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