“科技視野”系列之十一
能源危機(jī)與新能源開發(fā)
21世紀(jì)，“能源”成為國家間競爭的焦點。人類的一切物質(zhì)活動，都離不開能源的支持。如今，能源短缺、資源爭奪以及過度使用能源造成的環(huán)境污染等問題，正威脅著人類的生存與發(fā)展。探索新能源，是人類面對即將到來的能源困境，尋求可持續(xù)發(fā)展的一條生路。能源危機(jī)背景下如何生存，是人類共同面對的問題，讓我們一起來找尋答案。
【正Ｅ視點】
生存只留給有準(zhǔn)備的人，大自然永不眷顧弱者！
能源危機(jī)下的世界與生存指南
吳堅
這是一個富足的時代，燈紅酒綠的城市一如晚空的星斗，閃爍寶石的光輝，照耀著人類生活的幸福！我感謝這給我幸福的光明和熱力。
一億年前，數(shù)以億萬計的微生物、植物用千萬年的時間開始收集太陽的能量，并把這能量儲藏在大地的深處，它們是煤、天然氣和石油。正是它們，賜予人類新的力量與光明，使人們獲得了從未有過的舒適與富足。在過去的100年里，世界人口從17.5億增長到70億，超過20億人移居城市。城市是人類文明的象征，但也是無止境地消耗有限能源的煉爐。據(jù)資料顯示，僅僅100年，世界所剩下能源儲量為：石油夠人類使用40年，天然氣55年，煤炭152年。一個有關(guān)能源的新名詞就此誕生——能源危機(jī)。
有很多樂觀的人士安慰我說：“現(xiàn)代科技這么發(fā)達(dá)，人類一定會找到替代能源的……”但根據(jù)我的了解，人類對能量現(xiàn)象的探索和研究，早在上世紀(jì)50年代，就到了登峰造極的程度�？衫玫哪茉�，人類都利用了，沒利用的，不是代價過高，就是無法利用。舉例來說，除水力發(fā)電有明顯的功效，迄今為止，作為主要的替代能源的新能源——燃料電池、氫能、甲醇、太陽能、生物能、風(fēng)能、潮汐能等都沒有得到有效的開發(fā)。
由此，可預(yù)見的未來是：能源危機(jī)必將到來。就連愛因斯坦也說：“我不知道第3次世界大戰(zhàn)會用什么樣的武器，但我知道，第4次世界大戰(zhàn)，人們用的武器將是石塊和木棍。”這種可怕情況，迫使我去想象和思考能源危機(jī)下的世界及人要如何生存的問題。
一、能源危機(jī)后的世界
1、能源危機(jī)可直接導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)危機(jī)，甚至經(jīng)濟(jì)崩潰，國家和區(qū)域間的沖突加劇，可能爆發(fā)大規(guī)模戰(zhàn)爭。
2、作為消耗能源最多的城市，能源危機(jī)最先從城市開始降臨，人們將會大量地從城市涌出，逃到農(nóng)村地區(qū)以獲得最基本的生存。
3、燃油的短缺使數(shù)億計的汽車無法開動，飛機(jī)無法起飛，輪船無法航行，現(xiàn)代的交通運(yùn)輸業(yè)全面癱瘓，世界將回到牛馬和人力為主要交通動力的時代。
4、能源危機(jī)使電力供應(yīng)銳減，工廠停產(chǎn)，生活品匱乏，人們的生活物資嚴(yán)重匱乏，拾荒者大量涌現(xiàn)。
5、喪失電力的城市，暖氣、熱水、照明、空調(diào)和制冷設(shè)備都將停止，過去舒適的家園變得連生活的基本保障都無法實現(xiàn)。
6、失去了農(nóng)藥和化肥支持的農(nóng)業(yè)，糧食將大量減產(chǎn)，食物短缺在全球蔓延。
7、寒冷和饑餓下的世界，為了生存的人們幾近瘋狂，國家機(jī)器可能會失去維護(hù)秩序的作用，暴力和搶劫等惡性事件會發(fā)生在有人的地方。
8、能源危機(jī)的終極后果是：大自然的意志降臨，世界將以優(yōu)勝劣汰的自然法則和不眷顧弱者的精神對待人類，平均4個人中只有一個人可能活下來，大自然會強(qiáng)力把人口數(shù)量拉回到地球沒廣泛使用能源前、可再生資源能支持的人口生存數(shù)量。面對這樣世界，你想象過怎樣度過生存的難關(guān)嗎？
二、能源危機(jī)下的生存指南
1、選擇新的生存之地
如果能源危機(jī)不可逆轉(zhuǎn)地發(fā)生了，數(shù)百萬人聚集在城市里，要吃要用，又缺少物資供應(yīng)，怎么存活呀？最好的選擇當(dāng)然是到農(nóng)村去。這里，建議你和在鄉(xiāng)村生活的親屬保持密切聯(lián)系，如果那樣的一天到來，你將不得不依靠他們，才有一個臨時避難所。
而從長遠(yuǎn)生存角度著想，已經(jīng)失去家園的你，應(yīng)該盡可能向靠近赤道的熱帶遷移，因為熱帶對能源的依賴性最低，絕不會發(fā)生因為沒有取暖而凍死人的情況。同時，這類地區(qū)植被豐富，食物獲取相對容易。這里，特別要求學(xué)好地理知識，并了解熱帶叢林環(huán)境的危險以及可以利用的生存資源。
2、吃是生存的第一要務(wù)
食物短缺的世界里，沒人會為你提供吃的，如果有，也會奇貴無比，非鈔票可以買到。尋找水源、食物、做熟飯菜將成為人最重要的能力。有遠(yuǎn)見的你現(xiàn)在就應(yīng)該自我訓(xùn)練，到農(nóng)村去，在完全不依賴現(xiàn)代電氣廚具的情況下，學(xué)會最老式的做飯方法。此外，你還要學(xué)會糧菜作物的種植與栽培，脫水食物制作，野生可食用植物的識別。因為，在饑餓的世界里，生產(chǎn)和尋找食物、儲藏食物的能力顯得比做飯本身還重要，否則，你將面臨巧婦難為無米之炊的困境。
3、徒步遷移能力是你生存的希望
背負(fù)20公斤物品徒步10公里，是你必須達(dá)到的體能底線，此外，你還要具備穿越山谷與河流的經(jīng)驗。因為，在交通癱瘓的世界里，你不可以指望任何機(jī)動車輛載你到目的地，如果有，也人滿為患，你也絕無上車機(jī)會。即便你有車，也會在半路因缺少燃油而拋錨，成為路邊的新廢鐵。自行車雖是不錯的選擇，但在那種危難的世界里，安全的公路會很少，在你和你要到達(dá)目的地之間，劫道的可能比唐僧去西天取經(jīng)遇到的妖怪還多。哪里難走走哪里，翻山、越嶺、跨河的安全系數(shù)比走公路高得多，自行車也不是最好的選擇。只有“11號自動車”是你最明智的決策。
4、為自己配備一個生存盒
它是一個體積小、重量輕、堅固、防水、便于攜帶的盒子，里面裝上關(guān)鍵時刻可以發(fā)揮大作用的小用品�；九鋫洌篈手電筒：照明用，手壓充電的那種；B地圖冊和指南針：方向識別和查地理位置；C哨子：幫助你在短距離傳遞重要信息；D取火器：不是打火機(jī)，而是火石；E放大鏡：用途多得難以想象，可聚光點火；F多功能刀：集合了扳子、起子、鋸條、小刀等眾多功能的刀；G蠟燭：照明、保留火種，發(fā)出熱量，密封防水材料；H肥皂：用來清潔，肥皂水也是食物中毒后有效的催吐劑；I手表：告知我們時間；J救生毯：小巧方便折疊、保溫效果好的；K凈水設(shè)備：微孔陶瓷的濾水器可以處理一般自然污水；L繩索：要非常結(jié)實那種，它有你想象不到的廣泛用途；M藥品：止血帶、抗生素、止瀉藥、維生素是主要必備藥品；N筆和小本子：重要的基本資料，一定要備份到紙上，因為，如果時間一長，一切用電的東西都會罷工。
5、僅為生存的防衛(wèi)
能源危機(jī)、經(jīng)濟(jì)崩潰下的世界可能沒有警察和秩序，偷盜、搶劫等暴力事件將處在失控的狀態(tài)。世界曾經(jīng)上演的人吃人的慘烈歷史警告著我們，在任何情況下，人都要學(xué)會用武力保護(hù)自己與家人的能力。因此，你要練習(xí)徒手格斗、投擲石塊的技能；還要學(xué)會匕首、槍械的基本使用方法等。
6、加入生存團(tuán)隊
可能的話，加入一個生存團(tuán)隊，畢竟團(tuán)隊的力量大于個人，什么英雄也比不上團(tuán)隊的力量。這個道理你懂的！
限于篇幅，無法更多更詳細(xì)地介紹生存方法和技能，這里推薦有關(guān)個人生存的資料和電影，供你學(xué)習(xí)和參考。資料有：英國皇家特種部隊權(quán)威教程《生存手冊》、格雷戈里·J·達(dá)文波特《野外生存完全手冊》、美國陸軍部《一招制敵：徒手格斗大全》、一本救命的書《懷斯曼生存手冊》。電影推薦：《末日危途》講述了人類在遭遇大災(zāi)難摧殘后，一對幸存下來的父子在萬戶蕭疏的廢墟里掙扎，由于其他幸存者都在忍受饑餓的困擾，人吃人的慘象不可避免地發(fā)生了……
在這個世界里，危機(jī)的事件來臨前多沒有預(yù)兆，更多的人因為缺少準(zhǔn)備而失去生存的機(jī)會。
最后，讓我們再讀這句話：生存只留給有準(zhǔn)備的人，大自然永不眷顧弱者！
（作者系翔宇昆蟲博物館館長）
【新能源詞典】
“新能源”是傳統(tǒng)能源之外的各種能源形式，指剛開始開發(fā)利用或正在積極研究、有待推廣的能源，如核能、太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎蜌淠艿取?/div>
核能
核能（nuclear energy），是由于原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而釋放出的能量。核能主要來自核分裂和核融合。核能可由很少量的燃料生成龐大的能量，如1公克的鈾-235完全分裂后所產(chǎn)生的能量，大約和燃燒2000公斤的石油，或3噸重煤炭的能量，或是看23萬小時電視（100瓦特）的電能是相同的。核能是人類最具希望的未來能源，目前人們開發(fā)核能的途徑有兩條：一是重元素的裂變，如鈾的裂變；二是輕元素的聚變，如氘、氚、鋰等。重元素的裂變技術(shù)，己得到實際性的應(yīng)用；而輕元素聚變技術(shù)，正在積極研制之中。不論是重元素鈾，還是輕元素氘、氚，在海洋中都有相當(dāng)巨大的儲藏量。
太陽能
太陽能（Solar Energy），一般是指太陽光的輻射能量。自地球形成生物就主要以太陽提供的熱和光生存，而自古人類也懂得以陽光曬干物件，并作為保存食物的方法，如制鹽和曬咸魚等。近代已發(fā)展了許多太陽能轉(zhuǎn)換能源的應(yīng)用，如太陽能熱水系統(tǒng)、太陽能暖房系統(tǒng)、太陽能發(fā)電、太陽能蒸餾法、太陽能炊具、太陽能冷房、太陽能冷凍系統(tǒng)、太陽能電池等。
風(fēng)能
風(fēng)能（wind energy），是地球表面大量空氣流動所產(chǎn)生的動能。人類很早以前就懂得利用風(fēng)力在日常生活上，如使用風(fēng)車來取水、灌溉、磨麥、木材加工等，其他如風(fēng)力推動帆船、滑翔機(jī)等。風(fēng)能作為一種無污染和可再生的新能源有著巨大的發(fā)展?jié)摿�，特別是對沿海島嶼，交通不便的邊遠(yuǎn)山區(qū)，地廣人稀的草原牧場，以及遠(yuǎn)離電網(wǎng)和近期內(nèi)電網(wǎng)還難以達(dá)到的農(nóng)村、邊疆，作為解決生產(chǎn)和生活能源的一種可靠途徑，有著十分重要的意義。
生物質(zhì)能
生物質(zhì)能（biomass energy），是太陽能以化學(xué)能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式，即以生物質(zhì)為載體的能量。目前人類對生物質(zhì)能的利用，直接用作燃料的有農(nóng)作物的秸稈、薪柴等，間接作為燃料的有農(nóng)林廢棄物、動物糞便、垃圾和藻類等，它們通過微生物作用生成沼氣，或采用熱解法制造液體和氣體燃料，也可制造生物炭。生物質(zhì)能是世界上最為廣泛的可再生能源。
地?zé)崮?/div>
地?zé)崮埽╣eothermal energy），是來自地球深處的可再生熱能，它起源于地球的熔巖漿和放射性物質(zhì)的衰變。在火山和地震多發(fā)區(qū)，因火山形成作用，地下水被加熱而形成溫泉、噴泉、地?zé)峋�，提供了豐富的地?zé)崮堋Ｈ藗冊缫牙脺厝逶�、烹飪、暖房等，近代則利用地?zé)岚l(fā)電。地?zé)崮艿姆植枷鄬Ρ容^分散，開發(fā)難度較大。
氫能
氫能(hydrogen energy),是通過氫氣和氧氣反應(yīng)所產(chǎn)生的能量。氫能是氫的化學(xué)能，氫在地球上主要以化合態(tài)的形式出現(xiàn)，是宇宙中分布最廣泛的物質(zhì)，它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75%。氫能具有燃燒熱值高的優(yōu)點，每千克氫燃燒后的熱量，約為汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。燃燒的產(chǎn)物是水，是世界上最干凈的能源。氫氣可以由水制取，而水是地球上最為豐富的資源。目前，氫能技術(shù)在美國、日本、歐盟等國家和地區(qū)已進(jìn)入系統(tǒng)實施階段。
【未來新視窗】
未來可能出現(xiàn)的新能源
現(xiàn)如今，煤炭、石油等傳統(tǒng)能源的大量使用，導(dǎo)致了化石燃料的耗竭和環(huán)境污染，于是，新能源的開發(fā)與利用成為了一種必然選擇。太陽能、風(fēng)能、核能、地?zé)崮�、海洋能、氫能是新能源大家族中的重要成員，未來可能還有一些新型能源會出現(xiàn)在人們的生活中。
人體能量
如果你生活在大城市，那么在不久的將來，你的身體也會成為一種城市能源。美國的研究者認(rèn)為，人類活動——如跑步、散步等都可以利用來產(chǎn)生能量。美國麻省理工學(xué)院建筑和規(guī)劃系的學(xué)生詹姆斯·格拉漢姆（James Graham）和撒德尤思·朱思雅克（Thaddeus Jusczyk）設(shè)計出一個可將人行走時產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為電能的“概念性城市設(shè)計”。在城市里鋪設(shè)采用壓電材料制作的地板，內(nèi)裝動作感應(yīng)系統(tǒng)，可將行人的每一個行走動作瞬間產(chǎn)生的能量都轉(zhuǎn)換成電能。他們的這種設(shè)計可以實現(xiàn)未來城市的基礎(chǔ)設(shè)施照明，是未來城市基礎(chǔ)能源的一種很有借鑒的新能源替代方法。
糧食能源
迅速增長的生物燃料讓我們得到啟示：糧食永遠(yuǎn)伴隨人類的一生，那么糧食產(chǎn)生的能量也會永遠(yuǎn)伴隨人類一生。澳大利亞的一家公司就已經(jīng)從椰子上開始生產(chǎn)能夠替代柴油的新能源“椰子油”了。椰子作為替代柴油的燃料由來已久，在第二次世界大戰(zhàn)期間，由于柴油供應(yīng)短缺，在當(dāng)時的菲律賓，椰子油就成為一種受當(dāng)?shù)厝讼矚g的替代燃料，大約半打椰子就可以生產(chǎn)出一公升汽油產(chǎn)生的能量。目前，世界各國都在開始研究糧食能源，希望從伴隨人類一生的糧食上找到未來可替代石油的能源。
藻類能源
在科學(xué)家的眼中，藻類是地球上石油和天然氣的來源，而且藻類被環(huán)保者和能源生產(chǎn)者視為最環(huán)保的物質(zhì)。有數(shù)據(jù)表明，每畝面積的藻類可以產(chǎn)生比傳統(tǒng)的乙醇來源（如玉米）高產(chǎn)15倍的能源，這些綠色植物甚至可以像海綿一樣如饑似渴地吸取二氧化碳。在過去，用藻類制造提取能源的費(fèi)用非常昂貴，加上藻類的生長受眾多條件限制，阻礙了其作為大規(guī)模生物燃料的生產(chǎn)應(yīng)用。特別是藻類需要在大量的陽光下才能生長，這制約了藻類能源的發(fā)展。但美國舊金山的Solazyme公司卻設(shè)計出了一個新的辦法，他們在黑暗的環(huán)境中用糖喂養(yǎng)海藻，然后再提取加工成各種燃料。目前該公司還在嘗試實驗轉(zhuǎn)基因藻類植物的提取和加工，一旦未來得到許可，轉(zhuǎn)基因藻類將成為重要的新能源。
垃圾能源
在上世紀(jì)80年代好萊塢影片《回到未來》中，瘋狂的科學(xué)家用香蕉皮、蛋殼和其他形式的垃圾轉(zhuǎn)變成氣體，來作為時間旅行機(jī)的燃料�，F(xiàn)在，好萊塢科幻電影中的情節(jié)變?yōu)榱爽F(xiàn)實，加拿大擬建造北美地區(qū)規(guī)模最大的汽化垃圾發(fā)電廠�？茖W(xué)家相信在經(jīng)過初期焚燒發(fā)電的簡單工藝之后，新技術(shù)的出現(xiàn)在未來有望引領(lǐng)垃圾發(fā)電進(jìn)入新階段。該新型垃圾發(fā)電廠號稱北美第一的汽化垃圾發(fā)電廠。整個項目將耗資1.25億美元，建成之后每天能吸收城市生活垃圾400噸，每天發(fā)電量可達(dá)到21兆瓦。廢物轉(zhuǎn)化為能源一直很有爭議，批評人士認(rèn)為在產(chǎn)生能源的同時會伴隨出現(xiàn)溫室氣體。但科學(xué)家發(fā)明的一種名為等離子電弧汽化發(fā)電的技術(shù)，這種技術(shù)在經(jīng)濟(jì)成本和環(huán)保指標(biāo)上具備很大優(yōu)勢。
天氣能源
刮風(fēng)下雨，也許也會成為未來人類使用的能源，這聽起來有點不可思議，不過加拿大工程師路易斯·米徹爾德（Louis Michaud）正在實驗一種新的清潔能源產(chǎn)生方式：人造龍卷風(fēng)。他提出的大氣能源轉(zhuǎn)換理論非常吸引人，這個理論并不復(fù)雜，當(dāng)氣流上升溫度升高時就會引起溫度的差異，于是空氣隨之開始形成漩渦，漩渦帶動發(fā)電機(jī)的渦輪機(jī)產(chǎn)生電能。此時的漩渦已經(jīng)是可以抵達(dá)對流層的真正龍卷風(fēng)了，其風(fēng)速高達(dá)每小時200英里。用這種發(fā)電系統(tǒng)能夠產(chǎn)生200兆瓦特的電能，這足以供給20萬戶家庭的用電需求。在日本，寒冷的天氣也不會被白白浪費(fèi)掉，日本北海道新千歲機(jī)場使用冬季的積雪為夏天機(jī)場的候機(jī)大樓降溫，機(jī)場跑道使用頂級的隔熱設(shè)備，能夠最大限度地減少積雪融化。
——來源于網(wǎng)易探索
【歷史足跡表】
人類利用能源足跡表
人類文明的每一步，都和能源的使用息息相關(guān)�；仡櫲祟惱媚茉吹臍v史，根據(jù)所使用的主要能源不同，可分為柴薪、煤炭和石油三個時期。
第一代主體能源——柴薪
柴薪是人類第一代主體能源。從火的發(fā)現(xiàn)到十八世紀(jì)產(chǎn)業(yè)革命期間，樹枝、雜草一直是人類使用的主要能源。柴薪不僅能燒烤食物、驅(qū)寒取暖，還被用來燒制陶器和冶煉金屬。人們用草飼養(yǎng)牲畜，靠人力、畜力并利用一些簡單機(jī)械作動力，從事手動生產(chǎn)和交通運(yùn)輸，馬車成為農(nóng)業(yè)文明時代最主要的交通工具。
第二代主體能源——煤炭
十八世紀(jì)歐洲產(chǎn)業(yè)革命開創(chuàng)的工業(yè)文明，逐步擴(kuò)大煤炭的利用。煤氣燈的使用，照亮了人類的漫漫長夜。蒸汽機(jī)的發(fā)明，使煤炭一躍成為第二代主體能源。以煤炭作燃料的蒸汽機(jī)的使用，使紡織、冶金、采礦、機(jī)械加工等工業(yè)獲得迅速發(fā)展。同時，蒸汽機(jī)車、輪船的出現(xiàn)，使交通運(yùn)輸業(yè)得以巨大進(jìn)步。十九世紀(jì)以來，電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，使得由蒸汽機(jī)作動力的發(fā)電機(jī)開始出現(xiàn)，煤炭作為一次能源被轉(zhuǎn)換成更加便于輸送和利用的二次能源——電能。
第三代主體能源——石油
公元前250年，中國人首先發(fā)現(xiàn)石油是一種可燃的液體。1854年，美國賓州打出了世界上第一口油井，石油工業(yè)由此發(fā)端。十九世紀(jì)末，發(fā)明以汽油和柴油為燃料的奧托內(nèi)燃機(jī)和狄塞爾內(nèi)燃機(jī)。二十世紀(jì)初，福特研制成功了第一輛汽車，此后，汽車、飛機(jī)、柴油機(jī)輪船、內(nèi)燃機(jī)車、石油發(fā)電等，將人類飛速推進(jìn)到現(xiàn)代文明時代。到1960年代，全球石油的消費(fèi)量超過煤炭，成為第三代主體能源。
上一篇：機(jī)器人，前沿與暢想（92期）
下一篇：走出 迷信 的樊籬（96期）