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[推荐]人类拯救地球的十种大胆方法

[日期:2008-06-25] 来源:南方都市报  作者:zoUFO [字体: ]

1.太空发电

构想:将巨大太阳能电池板发射进太空轨道,将无限的清洁能源传回地球。

计划:到2030年,日本希望从太空中获得能源,从而取代肮脏的煤炭。他们的想法是把卫星发射进赤道上空的对地静止轨道,在空中,卫星伸展开1.5英里长的太阳能电池板,每天24小时吸收太阳光。卫星上安装的发射装置将把太阳能转化成微波能,再传送回地面接收站。每个地面站装备有直径2英里的庞大天线,能够生产10亿瓦电能,足够50万个家庭使用。相当于普通煤炭发电站的两倍,并不会排放一丝一毫的温室气体。

设想中的空间太阳能发电系统基本上由三部分组成:太阳能发电装置、空间微波或激光转换发射装置和地面接收转换装置。太阳能发电装置将太阳能转换为电能;空间转换装置将电能转换成微波或激光并利用天线向地面发送能束;地面接收转换系统通过天线接收空间发来的能束,将其转换成电能。整个过程是一个太阳能、电能、微波或激光、电能的能量转变过程。为了提高能束传输效率,目前拟使用微波送电,将来也可能使用激光。

把太阳能电池板安装进太空有一个明显优势:在2.2万英里高的空中,永远晴朗无云。由于不受大气层和气候的影响,平均而言,太空中的日照点击查看日照及更多城市天气预报量是地面的8至10倍。现在,随着卫星发射成本的下降(今天发射卫星的价格按重量计算,约为5000美元1磅;10年前高达1.2万美元1磅)。加之能源费用的高涨(已经是2005年的两倍),科学家们最终对这个点子心动起来。

自20世纪80年代以来,空间太阳能发电系统的工作受到了国际上的广泛重视。技术实力雄厚的美国和能源资源短缺的日本,大力开展了太阳能发电卫星(SPS)的各项工作;德国、俄罗斯等也投入了相当的研究力量。

日本宇宙科学研究所于1987年成立SPS太阳能发电卫星研究组。提出了两个SPS空间发电卫星模型。一个是利用热动力机械发电的“可储存能源的轨道发电站”(ESOPS),功率为70兆瓦。另一个是利用太阳能电池发电的SPS2000,功率为10兆瓦。1993年完成了SPS2000卫星的模型设计。SPS2000卫星呈正三角形棱柱形状,像座窝棚。边长336米,柱长303米。三角柱的两侧布满太阳能电池,朝着地球的这一面的中央放置着边长为132米的正方形送电天线。其运行的轨道选择为距地1100千米,轨道倾角为0°。发电卫星的组成,除上述的发电、集电及送电部分外,还有通信、控制的部分,卫星骨架的结构部分以及用于组装和维护用的机器人等,总重量约为240吨。准备采用大型火箭分16次发射,然后再在太空将其组装起来。

今年年底,日本太空探索署(JAXA)计划首先在地面实验SPS计划:将微波束发射向170英尺外的直径6.5英尺的天线,接收器再将微波转化成为直流电。听上去远不如从太空中发射波束有意思,但却是关键的第一步。

潜在弊端:一种可能的可怕情景是,卫星发射回的微波束没有命中接受天线,而是射向其他地方———比如一座村庄———从而引发火灾。为了减少此类危险,JAXA的科学家正在研究一种自动检测系统,在卫星偏离方位的情况下能够自动关闭微波束。

估计实施时间:JAXA计划于2013年前,向太空轨道发射第一颗微波能卫星,2030年前建立一个地面接收站网络,直接并入电网。

 

2.种植多毛植物

构想:在世界各地种植数千英亩的多毛植物,用以反射太阳光,帮助降温。

计划:在研究改良作物,应对未来闷热气候的过程中,美国加州大学埃尔文分校的地球科学家克里斯托弗·道蒂发现,在炎热贫瘠条件下繁衍的植物的叶子和茎干上往往覆盖了一层似绒毛的纤维。研究发现,这些细小的毛发能够反射太阳光中几乎全部近红外光,同时允许可见光抵达叶面,形成光合作用。通过吸收较少热能,蒸发较少水分,这些多毛植物更加节省能源———更适合温热气候。这一发现引起道蒂的思考:如果让多毛植物覆盖地球相当部分面积,把近红外能反射回太空,究竟能多大程度上降低地球温度?于是,他用计算机建立起地球气候循环模式,参照几百种气候变量以及它们可能对世界各地气候的影响。当把农作物的反射能力增加10%时,道蒂发现,将多毛植物分布在南北维30°和极点之间时,效果最佳,可使区域气温下降2至3华氏度。

不幸的是,多数农作物不够多毛,无法造成这样显著的降温效果。但是,通过聪明的选择育种可以弥补这一点。“迄今为止,还没有人刻意栽种多毛植物,”道蒂说,“这是因为,直到现在都没有这样做的理由。”

潜在弊端:反射力超强的植物将导致较少水分被蒸发入大气层,导致保护性云层减少,反而造成地表温度上升。

估计实施时间:刻意繁殖多毛植物,使阳光反射率增加10%需要数十年的时间。

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