楊孝文

從火山到波浪能再到藻類，研究人員正在尋找各種可靠的替代能源，在石油、煤炭和天然氣枯竭之后滿足全球的能源需求。雖然現(xiàn)在新的煤炭、石油和天然氣開采和處理技術仍舊是研發(fā)的主要焦點，但這種形勢很可能在2025年發(fā)生轉變，屆時替代能源將最終摘去“替代”的帽子。

1.火山能

2012年，一項旨在從火山和周邊地下熱巖獲取熱量的新計劃正式啟動。通過往地表裂縫中注入水，研究人員希望能夠利用產(chǎn)生的水蒸汽驅動地下渦輪發(fā)電機。美國兩家公司已經(jīng)獲得許可，在美國俄勒岡州紐貝里火山周圍測試這種發(fā)電方式。但有專家擔心，這種被稱為“水力壓裂”的方式有一定危險性，有可能潛在地引發(fā)地震。

2.甲烷水合物

甲烷水合物——存在于冰中的甲烷分子——是世界上儲量最大的燃料。2013年3月，日本成為世界上第一個成功從甲烷水合物中提取出天然氣的國家。需要指出的是，甲烷水合物也是一種化石燃料，燃燒時會將大量溫室氣體排放到大氣中。

3.風能

風能發(fā)電具有很大前景，與現(xiàn)在普遍使用的固定式風力渦輪發(fā)電裝置相比，安裝了風力渦輪機的碳纖維風箏的發(fā)電量不相上下，但材料成本極低。研發(fā)出無人駕駛汽車和谷歌眼鏡的谷歌公司秘密研究團隊已經(jīng)買下了這樣一家風箏發(fā)電公司，正在努力讓風箏發(fā)電成為風能利用的重要方式。

4.細菌發(fā)電

英國科學家正在對大腸桿菌進行基因改造，使其產(chǎn)生一種能夠模擬石油的烴膜。他們認為，人類將在不久的將來建造細菌燃料廠，細菌以生物質為食并產(chǎn)生具有成本效益的燃料。

5.太空太陽能

太空中沒有云，也沒有大氣干擾，太陽能電池板可以讓所能收集的太陽能實現(xiàn)最大化。通過激光束或者微波，太陽能被傳輸回地球。這一想法早在20世紀70年代就已經(jīng)出現(xiàn)?，F(xiàn)在，美國宇航局已經(jīng)對這一想法產(chǎn)生濃厚興趣，這大大提高了太陽能發(fā)電衛(wèi)星升空的可能性。

6.生物質能

現(xiàn)有的生物質發(fā)電過程，需要對生物質如葉子和木頭進行干燥處理，而后令其分解產(chǎn)生甲烷、氫氣等氣體。丹麥發(fā)明家設計了一種新型生物質氣化爐，能夠捕獲潮濕材料中的濕氣并以熱水的形式排出。這項技術能夠讓氣化爐的效率提高30%。

7.波浪能

2008年，世界上第一家波浪能發(fā)電廠在葡萄牙波爾圖投入運營。在蘇格蘭奧克尼郡的歐洲海洋能源中心，世界上最大的波浪能發(fā)電廠于2013年初獲準動工建造。這座裝機容量40MW的發(fā)電廠的發(fā)電量可以滿足近3萬個家庭的用電需求。與風能或者太陽能發(fā)電相比，波浪能發(fā)電擁有更大的可預測性，這就意味著波能電更容易被并入電網(wǎng)。波浪能發(fā)電廠部署了大量巨型浮標，它們可將海浪的動能轉化成電能。

8.藻類

人們知道可以用藻類生產(chǎn)生物燃料，但如果不對藻類進行處理，它們仍可以產(chǎn)生能量嗎？美國科學家給出了肯定的答案。他們已成功從藻類細胞中“偷走電子”。雖然“偷走”的電子不多并且整個過程需要用電，但這項技術為研究高效綠色能源打開了一扇門。

9.微型粒子加速器

英國研究人員發(fā)明出一種微型粒子加速器——其原理與大型強子對撞機類似，但個頭小得多——能夠取代化石燃料。這種“口袋”加速器采用天然形成的放射性物質釷，能夠產(chǎn)生大量能量，只需要1噸釷便可產(chǎn)生相當于200噸鈾或者350萬噸煤的能量。

10.電池的替代者

超大容量電容器被譽為電池的替代者，可用于電動汽車及各種各樣的便攜式設備?？茖W家將進行嚴格測試，以確定能否為超大容量電容器找到一種有效存儲電量的方式，存儲各種發(fā)電方式產(chǎn)生的電量，例如太陽能和風能。