6.采集体热
构想:收集公交车站数百万乘客散发的体热,用于建筑物供暖,可减少能耗达15%.
计划:每个人无时无刻不在产生能量。静静躺在沙发上,每人每小时就可产生60瓦能量,上下班高峰期在地铁站中匆忙行走则可产生约100瓦。瑞典国营能源公司JernhusenAB计划捕捉利用人体散发的能量。位于瑞典首都斯德哥尔摩的中央车站建于1871年,现在,每天客流量高达25万。大量人体释放出的体温让车站充斥热能。JernhusenAB将在斯德哥尔摩中央地铁站安装一个汽车大小的热交换器,吸收每天经过的25万乘客散发体热加热的空气,用于提供隔壁建筑供热系统所需的15%热能。这个交换器加热水管,再将热水输入隔壁新建筑内的另一台热交换器,在那里,整个过程被逆转:热水加热空气,温暖建筑内的居民。夏季,当体热不再受欢迎时,同样的交换器将从附近湖泊抽取冷水,用于冷却地铁站和附近建筑气温。
潜在弊端:这一套热交换系统在其他城市可能不容易复制。斯德哥尔摩中央地铁站和附近建筑罕见地“亲近”,而且它们都属于瑞典国民。此外,负责该工程的卡尔·桑德霍尔姆说,“这套系统成本较昂贵,占用空间较多,”但是,1年之内就能靠节约的能源收回额外成本。
估计实施时间:2010年,斯德哥尔摩中央地铁站就可以开始收集乘客的体热
7.人造龙卷风
构想:从人造龙卷风中生产能量,用于整个城市照明。
计划:平均速度100mph(英里/小时)的龙卷风能够产生1万度电,一次强大飓风释放的能量可超过人类全年所耗费的能量,即使是一场中等强度的龙卷风,其能量也相当于一座大型电站的发电量。如果人类能够利用这种能源而不是任其摆布,那该有多好。在一家大型石油公司任职的加拿大工程师路易斯·米克霍德认为通过制造可控制利用的人造旋风就能实现这一设想。他把自己的发明称为“大气涡流发动机”。他创造了一台宽13英尺的龙卷风生成机,能够产生强大的气旋,推动发电机涡轮。去年,米克霍德展示了一台小原型机,成功造出一个6.5英尺高的龙卷风。他正在研制的更大型号的新机器将能产生迄今为止最强大的人造龙卷风。
意识到龙卷风发电潜能的不止米克霍德一人。还有科学家研究用太阳能制造龙卷风发电:建造一座面积很大的透明圆形大棚,棚顶是塑料膜,从棚的四周向中心逐渐升高,与中心烟筒状塔相连。当棚内空气被太阳加热后,流向筒状高塔。气流迅速带动塔中叶轮而发电,每小时发电功率可达70万~100万千瓦。
在海洋上空,由于太阳的照射,热空气上升,冷空气下沉,形成上下流动的风。科学家设计了一种巨大的筒状物并让它飘浮在海洋上空。然后用人工方式引导气流在筒内上升下降,从而驱动涡轮机进行风力发电。这些都是利用人造龙卷风发电的新思路。但是,所有构想中,只有米克霍德的大气涡流发动机最接近实践。
如果一切顺利,米克霍德希望开始建造完整的商用版本。它将有两个足球场大,可以产生宽150英尺,高1英里的强大旋风。这台机器的外壁装有20个风扇,用于吸取空气,吹向热水管,使空气加热,通过管道送入内部舱室。输送气体的管道弯曲,使内部空气像龙卷风一样旋转。要让这台机器运转起来需要2000兆瓦电能,但是,米克霍德计划采集电站浪费的热能,用于加热水管。一旦旋风形成,将不再需要额外能源使之保持旋转,只要风暴底部保持低压,继续吸收更多空气,涡轮发电机就会继续工作。通过涡轮的空气最终推动发电机,把旋风的机械能转换成200兆瓦电能,足够满足20万个家庭的用电。
潜在弊端:如果人造龙卷风失控怎么办?如果它从发电站逃跑怎么办?米克霍德说,他只需要关闭内部舱室的输气管道,阻断空气供应,或者逆转吸入空气的方向。
估计实施时间:5年内龙卷风生成机将可能投入生产。
8.沼气巴士
构想:将人类文明最卑贱的副产品———包括人体排放的废物、动物尸体———变成清洁燃料。
计划:沃伦·魏斯曼领导的俄勒冈生物气公司正在试验一个新计划,根据该计划,美国第一辆以沼气为燃料的巴士将从俄勒冈尤金市的一家污水处理厂获得燃料。魏斯曼相信,城市污水加上农作物废料和餐厅剩菜剩饭生产的沼气最终将满足所有公共汽车的燃料需求。
沼气通过厌氧消化产生,在这一过程中,细菌在缺氧条件下,分解有机废料。将沼气中的氰化硫和二氧化碳分离出后,剩下天然气(多为甲烷),再经过压缩处理。
下水道产生的沼气虽然不足以驱动公路上的每一辆汽车,但至少可以取代柴油等不可更新的高污染燃料,用于公共交通。不同于从地下深井采集的天然气,沼气不释放导致气温升高的二氧化碳。
瑞士、法国、西班牙和冰岛已经开始采集下水道沼气,用作公交车燃料。在瑞典林雪平市,所有公交巴士都采用用有机材料(比如废料、屠宰场垃圾)产生的沼气。林雪平还拥有世界第一列(可能也是唯一一列)沼气燃料列车。
潜在弊端:沼气产量取决于废料成分。仅仅依靠城市污水处理系统获得沼气有限,因此必须添加其他废料。此外,运送材料到处理厂需要消耗燃料,削减了该系统的效率。
估计实施时间:俄勒冈能源部的清洁城市计划准备给沼气巴士工程提供100万美元资金,但当地官员说首先必须改进污水处理厂,因此巴士计划不得不延后。
