《未來(lái)科技:能源領(lǐng)域最受重視的未來(lái)技術(shù)是什么?》
2020年底,《麻省理工科技評論》做了一個(gè)新的調查,根據各個(gè)領(lǐng)域專(zhuān)家的意見(jiàn)總結出10項未來(lái)可能非常重要的技術(shù)。
1.信使RNA(mRNA)技術(shù);
2.GPT-3生成式預訓練的變形器,這項技術(shù)是和人工智能有關(guān);
3.數據信托,這項技術(shù)和數據資產(chǎn)有關(guān);
4.鋰電池技術(shù);
5.數字化接觸和追蹤,這與大數據有關(guān);
6.超高精度的全球定位系統;
7.事務(wù)遠程化處理;
8.多技能的人工智能;
9.基于算法的內容推薦;
10.“綠色氫”計劃及相關(guān)技術(shù),這項技術(shù)與能源問(wèn)題有關(guān)。
其中“綠色氫”計劃:
應對能源問(wèn)題的兩種構想:綠色氫計劃的發(fā)起者是比爾·蓋茨。
蓋茨現在最關(guān)注的不是他的老本行IT技術(shù),也不是他大量投資的生命科學(xué)領(lǐng)域,而是應對氣候變化所需要的新能源和材料技術(shù)。2015年,蓋茨辦了一家新的投資基金,叫做突破能源(Breakthrough Energy Ventures fund,“BEV”)。這家基金專(zhuān)門(mén)投資有可能從根本上解決溫室氣體排放的能源技術(shù),包括核聚變、利用微生物生產(chǎn)生物燃料、存儲可再生能源的大容量電池等技術(shù)。這家投資基金的合伙人中包括一大堆大名鼎鼎的人物,比如貝佐斯、布隆伯格和馬云等等。
不過(guò),這家公司并不是一家標準的風(fēng)險投資公司,更像是一家慈善基金,它所支持的研究,都是可能20年后才能看到結果的研究。蓋茨強調,必須找到足夠“大”的技術(shù),從根本上解決能源問(wèn)題、取代現有的化石能源,才有可能抑制全球氣候變化。言外之意是,光靠太陽(yáng)能和風(fēng)能是不行的。到目前為止,蓋茨最關(guān)注的就是“綠色氫”計劃,這其實(shí)是一項以氫氣作為媒介,改變全世界碳循環(huán)的大工程。
綠色氫計劃的概念并不復雜,大體來(lái)說(shuō)包括以下六個(gè)環(huán)節:
用太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源發(fā)電;
發(fā)電所獲得的的多余電量,用來(lái)電解水獲得氫氣和氧氣;
電解水得到的氧氣直接用于工業(yè);
電解水得到的一部分氫氣,作為工業(yè)燃料和汽車(chē)燃料直接使用;
與此同時(shí),把工業(yè)產(chǎn)生的二氧化碳收集起來(lái);
電解水得到的氫氣中,燃料之外的部分用于和二氧化碳發(fā)生化學(xué)反應,生產(chǎn)天然氣和水。
如果你對中學(xué)化學(xué)還有印象,就能理解這是一個(gè)至少在理論上很完美的碳氫氧循環(huán)。理論上這可以讓人類(lèi)使用能源發(fā)展工業(yè)的同時(shí),不產(chǎn)生額外的二氧化碳。蓋茨的這個(gè)想法是否可行,現在還不知道,不過(guò)《麻省理工科技評論》將它列為未來(lái)20年一個(gè)重要的技術(shù)方向。當然,在能源問(wèn)題上,未來(lái)的重要技術(shù)方向不止這一個(gè)。物理學(xué)家、諾貝爾獎獲得者朱棣文教授和目前斯坦福大學(xué)普雷考特能源研究所的主任崔屹教授是合作伙伴。
在能源問(wèn)題上,朱棣文教授和崔屹教授的想法是類(lèi)似的,就是要大力發(fā)展儲電設備。朱教授給出了一些具體數字:他認為,人類(lèi)要想真正讓太陽(yáng)能和風(fēng)能成為主要能源(占到人類(lèi)使用電能的80%以上),一個(gè)基本的要求就是,人類(lèi)的儲電設備需要能夠存儲足夠全人類(lèi)4天使用的電量,需要能夠接受100億千瓦的電力輸入。這是什么概念呢?現在全世界所有電池的儲電能力加在一起,大概能夠接受0.25億千瓦的電力輸入。而三峽水電站的裝機容量是0.225億千瓦,這是它的極限發(fā)電能力。也就是說(shuō),現在全世界的儲電設備加在一起,大約能接受一個(gè)三峽水電站的發(fā)電量。但如果要求存儲全人類(lèi)4天的用電量,儲電設備需要能夠接受444個(gè)三峽水電站的峰值電量。
從蓋茨和朱棣文想法的對比之中我們就可以看出,對于同一個(gè)問(wèn)題,他們所思考的解決方案的側重點(diǎn)是不一樣。朱棣文作為美國前能源部長(cháng)、諾貝爾獎獲得者,更多地是考慮用傳統的電池方法來(lái)解決儲能問(wèn)題,而蓋茨這些年在做投資,他更多地考慮使用全新的方法來(lái)應對能源問(wèn)題。符合綠色氫的儲能技術(shù):超級電容器的現狀及應用
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