大小解決方案

應對美國能源挑戰需要多種雄心

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由於石油價格逼近每桶100美元,大氣溫室氣體濃度穩步上升,美國必須認真致力於一項長期計劃,以提高國家的能源安全並應對氣候變化威脅。迄今為止,國家領導人在這些目標的重要性上花費了大量口舌,但相對於美國作為能源消費國和二氧化碳生產國的規模而言,他們為實現這些目標採取的實際步驟卻寥寥無幾。美國需要走出觀望,真正投入其中。

照常營業的做法行不通。隨著時間的推移,經濟和政策可能會自發地轉向更高效、更環保的能源技術,但這些反應幾乎肯定太慢,無法避免大規模的氣候破壞,而氣候破壞要求在50年內控制溫室氣體排放。本雜誌長期以來一直認為,最佳策略可能需要呼叫所有可用的選項:不僅包括太陽能、風能、核能和其他能源,還包括更清潔的煤炭和更廣泛的節能。儘管如此,即使只是為了展示可能實現的目標,有時也值得思考一下,一組相關的技術能發揮多大的作用。

在第64頁開始的“太陽能宏偉計劃”中,肯·茨威貝爾、詹姆斯·梅森和瓦西里斯·弗瑟納基斯概述了美國如何構建太陽能基礎設施,該基礎設施到2050年可能提供美國三分之二的電力和三分之一的總能源——足以使美國擺脫對海外石油的依賴,並將二氧化碳排放量降至目前的三分之一多一點。作者沒有援引太陽能技術的假設性突破;他們依賴現有技術及其漸進式改進。據他們估計,該計劃需要在40年內補貼4200億美元。但就能源和環境安全而言,這筆款項可能是一筆劃算的交易——正如他們所指出的,這與其他主要支出(如農業補貼(我們可能指出,還有伊拉克戰爭的資金))相當。他們的分析是否正確,以及這樣的太陽能計劃是否真的是最佳選擇,這些都有待商榷,但這正是重點:我們所有人都應該大膽思考應該做什麼,而不是被問題的大規模性嚇倒。


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鍾林王在第82頁開始的“自供電奈米技術”中描述了一種非常不同的獲取和節約能源的方法。他和他的同事們正在開發的微型壓電元件系統可能是為微型裝置供電的理想選擇。它們可以利用周圍環境中的環境能量——例如,未來的醫療裝置可能會從血液流過血管的衝力中獲取能量。預計這種自供電系統將在未來的技術中發揮普遍作用。王的文章與茨威貝爾、梅森和弗瑟納基斯的文章形成了很好的對比:為了應對我們的能源和環境挑戰,我們不能害怕思考大問題,但我們也不應忽視小問題。

約翰·雷尼 總編輯

大眾科學 Magazine Vol 298 Issue 1本文最初以“大小解決方案”為標題發表於大眾科學 Magazine 第298卷第1期(
doi:10.1038/scientificamerican012008-4i3Tjt0NCiUevHaZXm3bjc
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