讀者回應“2030年實現可持續能源的路徑”

致編輯的信,來自2009年11月刊的大眾科學

變革之風
我感到驚訝的是,在“2030年實現可持續能源的路徑”中,馬克·Z·雅各布森和馬克·A·德魯奇沒有提及建議的能源來源對氣候的影響。作者提議從風中可用的約60太瓦能量中吸收約6太瓦的能量,約佔其總能量的10%。因為風,至少在美國附近,通常圍繞高壓或低壓流動,在那裡速度和相關的科里奧利力傾向於維持壓力差,我可以很容易地想象到,吸收能量將改變壓力中心崩潰的速度。這將如何改變天氣,我不知道,但這肯定會做出改變,給我們一些能量。可能天氣變化會是一種改善,但作為一個墨菲定律的信奉者,我會感到驚訝。大約100年前,將垃圾傾倒到海洋中是合理的,因為與影響相比,海洋是無限的,所以沒有人計算允許傾倒多少。這次讓我們變得更聰明!為什麼不在造成更多問題之前進行計算呢?
保羅·羅特林 紐約州大島

雅各布森和德魯奇有一個大膽的願景,並且對機遇和困難進行了總體平衡的描述。然而,有三個值得關注的問題應該進一步探討。首先,沙漠中 vast 的太陽能陣列會因沙塵暴而遭受嚴重的效率損失。其次,20世紀70年代發表了大量關於液氫動力飛機設計的研究,主要機場所需的大規模能源系統以及維修系統溫度為3開爾文的飛機的困難。儘管這些問題最終可能會得到解決,但認為這可以在2030年之前完成是非常樂觀的。第三,也是可能最大的擔憂是,該計劃將要求的新能源系統的建設速度。所有新的全球能源系統在一個世紀左右的時間裡平均以每年1%到2%的速度增長;這篇文章暗示的速度是每年5%。誠然,作者將之前的新穎建設速度與他們的提議進行了比較,但這些都不是在全球範圍內的。不達到市場份額約2%到3%的新技術會失去動力,陷入“蛇坑”並被遺忘。
約翰·E·艾倫 金斯頓大學 倫敦

作者回復:沙塵暴主要限於撒哈拉沙漠、波斯灣國家和戈壁沙漠,但與南北美洲或澳大利亞相比,幾乎不會導致太陽輻射減少。在嚴重的事件中,沙塵暴地區的太陽能發電會減少,但這些地區年平均地面太陽輻射仍然很大,因為這些事件是週期性發生的。關於第二點,我們建議大多數交通方式使用電力。只有在不能使用電力的情況下,我們才建議使用氫氣或氫電混合動力汽車。航空運輸可能是最難解決的部門;然而,最近一份歐盟委員會報告表明,液氫飛機機隊的“實施沒有關鍵障礙”(http://ec.europa.eu/research/transport/news/article_786_en.html)。儘管液氫需要的體積是航空燃料的四倍多,但對於相同的能量,它的重量約為航空燃料的三分之一,這完全彌補了燃料箱增加的重量。因此,一架裝滿液氫的飛機將產生更大的阻力,但重量比一架裝滿航空燃料的飛機輕。關於第三點,我們的計劃是政府以快速的速度動員基礎設施變革。信中給出的例子是基於典型的市場滲透率,而不是積極的努力。


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垂直與水平
迪克森·德斯波米耶的“垂直農場的興起”中描述的系統的一些方面對我來說似乎有問題。我確實喜歡營養迴圈利用和多物種農業的概念。我做了一些有機水培的實驗,但我使用自然光在室外種植植物。對於一棟30層樓高、每邊300英尺的建築,您無法收集到足夠多的自然光來種植整棟建築中的植物。在六月,在生長季節的高峰期,入射到建築物南、西和東牆上的陽光量約為入射到具有30個300x300英尺地塊的農場上的陽光量的三分之一。此外,沒有價格合理的 technology 將光線分配到建築物的內部。

如果光線不足要由光伏供電的燈來彌補,則每平方英尺的種植面積將需要約20平方英尺的面板。面積的這種差異是面板和電燈效率低下的結果。如果建築物中央部分的光線不足要由電燈來彌補,則建築物中的熱負荷將是巨大的。呼吸植物也會產生巨大的水分負荷,從而需要一個巨大的通風系統。如果高質量的農業用地不可用,更可行的方法可能是使用回收的養分在質量較差的地面上種植食物。
拉里·施盧斯勒 太陽霜 加利福尼亞州阿卡塔

拯救地球
在“女性如何拯救地球”中引用的支援女性教育的幾個理由中,勞倫斯·M·克勞斯正確地指出,受過教育的女性“不太可能接受原教旨主義極端主義”。我認為,對於塔利班等穆斯林團體來說,尤其重要的是要知道伊斯蘭教的創始人先知穆罕默德在1400年前告訴他的追隨者,他們可以透過教育女兒來獲得天堂。透過重新發現教育我們星球上的女性的智慧,我們難道不能更接近一個更和平的社會,一個人間天堂嗎?
索海爾·侯賽因 耶魯大學醫學院

大眾科學雜誌 第302卷 第3期本文最初以“可再生能源 垂直農場 受過教育的女性”為標題發表於大眾科學雜誌 第302卷 第3期 (), 第 8 頁
doi:10.1038/scientificamerican032010-6xCrpCL51QtTmkPdneHx43
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