五大创新性能源技术突破 改变人类获取能源的方式

据英国《经济学家》杂志网站近日报道，以下5大创新性能源技术突破将有助于改变目前人类以化石能源为主的现状，改变我们获取能源的方式，确保我们的能源安全。

藻类制造的生物燃料：能效高

用玉米或甘蔗等可食用的农作物来制造生物燃料存在两大弊端：一是与粮争地，与人争食，对现在人类业已不堪重负的粮食危机来说无疑是雪上加霜；另一方面也将给淡水供应带来巨大压力。藻类受命于危难之中，挺身而出。海藻不会占用土地和淡水，不与人争粮，不与粮争地，只要有阳光和海水就能生长，甚至在废水和污水中也能生长。

科学家们的测算表明，每英亩藻类能生成数千加仑的汽油，而同样大小的土地种植出来的农作物才能生产区区数百加仑汽油，完全不可同日而语。不过，现在科学家们面临的问题是，如何以更经济可行的办法进行规模化生产。

液态金属电池：个头小 储能强

目前，科学家们还没有研制出在电网中大规模存储电能的高性价比方法，这成为各种可再生能源发展的桎梏。美国麻省理工学院（MIT）的液态金属电池似乎是一种比较好的解决办法。

据国外媒体报道，MIT材料科学与工程教授唐纳德·沙德维领导的研究团队，已经成功制造出了液态金属电池。液态金属电池的构造其实很简单，两边为液态金属电极，中间夹着熔盐。在未来某一天，液态金属电池有望产生像太阳能这样的可再生能源，使太阳能电池板和风力涡轮机上的能量存储变得更容易，有助于科学家们建造更可靠的电网。

锂空气电池：蓄电能力为锂电池的10倍

目前人们广泛使用的锂离子电池在化学组成上缺乏汽油的能量密度，当电动汽车使用这种电池时，一次充电只能行驶有限的里程，因此，锂离子电池需要更好的化学组成成分。

锂空气电池——用空气中的氧气取代了金属氧化物——应运而生。锂空气电池的蓄电能力为性能最好的锂离子电池的10多倍。锂空气电池的发电原理是，将锂金属氧化产生锂离子和电子，锂离子、电子与空气中的氧分子进行还原反应，从而产生电能。由于空气随处可得，人们可把锂空气电池做得更轻、更小，不必再担心燃料储存空间的问题。

高效的太阳能电池：转化效率高

目前商用的太阳能电池板将太阳能转化为电能的效率不足25%。美国国防部高级研究计划局（DARPA）正在进行的“超高效太阳能电池(VHESC)”研发项目或许可以让人们得到转化率高达40%甚至更高的太阳能电池，彻底改变电力的生产方式。

先进的核能：惰性气体做冷却剂

要让核反应堆工作并确保安全，冷却是一个必不可少的过程。大部分核反应堆都使用大量水做冷却剂。而新的核反应堆则可能用惰性气体代替水做冷却剂或者用对流代替水泵。

等车太无聊？高中生发明新能源候车厅 发电又健身

让脖子感到舒服的多功能桌子，不掉盖的磁化茶壶，智能服装搭配系统……第28届广东省青少年科技创新大赛赛果新鲜出炉，在全省55个一等奖项目中，有17个被广州学生包揽。2013年广州的入围项目中，除个别属于“高精尖”项目，其余大部分与日常生活有关，实用性很强。交通成为学生的关注点之一，如一等奖项目中就有“高效BRT站台”设计及“‘天人合一’候车亭”两个与交通相关。

高中生王正洋发明出“天人合一”新能源模块化候车亭，解决候车亭功能单一、耗能高、需要大量市电支持等缺点。王正洋说，自己在等车过程中发现，乘客常常是采用听音乐、玩手机或刷微博等方式消磨时间，时间利用率十分低。与此同时，他还发现，在夜晚等车的过程中，背后的候车亭是彻夜亮着的，耗电量大。

为此，王正洋想出通过新能源发电的方法，发明出“风、光、人供电系统”。所谓“风”就是在车站站牌上方安装数个垂直轴风力机，利用风能发电。“光”就是在候车亭的顶部安装太阳能板，利用光能发电。“人”就是通过在候车亭安装健身设施，人在转动转盘的过程中，就能通过切割磁感线的原理来产生电流。通过这三种方式得到的电量，可以满足照明、车辆进站信息显示等功能，达到环保目的。

王正洋说，根据已有资料显示，传统公交车候车亭，若按照每天照明时间12小时来算，每天需要消耗10.08KW/h的电量，一年需要消耗3679元电费，加上每年2000元左右的维修费，10年的累计成本就是10.679万元。而他设计的“风光人”候车亭，经推算成本约为8.27万元，虽然建设成本比传统候车亭高3.27万元，但是每年维修费只需500元，且没有耗电成本，10年累计成本为8.77万元，10年可节省费用1.909万元。除此之外，候车亭还能引导忙碌的上班族在等车之余，放下手机，锻炼身体，达到双赢效果。

中国工程院院士、原暨南大学校长刘人怀2013年继续担任青少年创新大赛的评委，他表示，自己对其中一个小发明——“不夹衣服的拉链”就印象深刻。

“学生能观察到生活中没有解决的问题，想办法解决，这让人感到高兴。其实科学就是这样子，能够关心生活，关心实际，才能有所发明。科学关键是‘找问题’，能够找问题的孩子就有培养前景，敢想、敢做。”

刘人怀表示，每次创新大赛都能看到惊喜，不过让人遗憾的是，高考后他们少有选择自然科学和工程科学作为专业的。“他们不愿意学‘硬科学’，只愿意学‘软科学’，比如管理、经济等以后就业工资高的专业。我觉得这是社会的问题，社会过于重视金钱，已经对下一代的选择产生了不好的影响。”

化石能源也能焕发生机

在当前世界能源格局重塑之际，可再生能源因短期内仍无法满足全球的能源需求，因此推进传统化石能源的清洁高效利用，在很长一段时间内仍是中国未来能源战略的重点。

业内专家指出，由于中国太阳能、风能等行业纷纷遭遇发展瓶颈，重视化石能源的清洁与高效利用方式，寻找适于中国国情和发展阶段的综合能源方案，不失为一种现实而经济的视角。

能源格局重塑

当前，美国奥巴马政府力推的能源新政正悄然改变着全球的能源格局。

与之同时，随着能源全球化进程的加速，世界能源新格局也已初露端倪，其中尤以美国页岩气革命带来的“能源独立”最为突出。

国际能源署2012年发布的《国际能源展望》报告指出，从现在到2035年全球能源需求将增长1/3以上，其中，60%的需求增长来自中国、印度和中东地区。世界能源消费的重心呈现出从经合组织转向新兴经济体，特别是亚洲地区的趋势。

国际能源署原署长田中伸男指出，新兴经济体变得越来越重要，特别是在消耗能源资源方面。“页岩气革命正在创造一个大变革，只有理解这个变革的人才能最终获利。对任何国家、任何公司来说，这都是一个巨大的挑战。”

工信部原部长李毅中在近日举行的第三届全球智库峰会分论坛上指出，美国石油和天然气生产的回升正在重构全球能源版图。

李毅中表示，由于中国能源需求长期增长较快，已接近难以支撑，因此新形势下节能减排是转变经济发展方式的必要途径。

2013年年初国务院发布的《能源发展“十二五”规划》已明确指出，“十二五”期间要实施能源消耗强度和总量双控制，要求单位GDP能耗降低16%。

李毅中说：“2011年中国并没有完成规定指标，总能耗增长了7.1%；2012年由于放缓了GDP增幅，节能减排有所好转，总能耗增长4%。”

他指出，必须坚持不懈进一步加强节能减排的措施与力度，将GDP增速控制在7%左右的预期值之内，使能源消费弹性系数由0.7降到0.5以下、能源消费总量年增速控制在4%以下，这样到2015年中国总能耗才有望控制在40亿吨标煤之内。

清洁利用是关键

当前中国能源消费总量呈现直线上升趋势，2012年已消费36.2亿吨标准煤。尽管2012年是中国近十年经济增速最低的一年，但仍比2011年多出1.4亿吨标准煤，能源总量控制所面临的压力非常严峻。

在新能源仍难挑大梁之际，推进传统能源的清洁高效利用，无疑是中国今后较长时期内节能与能源战略的重中之重。

目前煤炭满足了中国70%以上的能源资源消费需求，但同时也是80%以上环境的主要污染源；电力既是重要的二次能源，又是一次能源的消耗大户。

在这种矛盾中，重新审视传统能源的利用模式至关重要。中国工程院院士杜祥琬表示，当前中国能源结构中化石能源的比重高达90%。

他认为，在短期内中国无法摆脱传统化石能源的情况下，必须提高化石能源的高效洁净利用率。

不少业内专家均指出，由于中国经济快速起步与发展的时间较晚，相比之下具有一定的后发优势，可借鉴发达国家的经验如节能与降低能耗的技术。

在当前新能源行业难以在短期内壮大的情形之下，重视传统能源的清洁与高效利用方式，寻找适于中国国情和发展阶段的能源方案，不失为一种现实而经济的视角。

须提高重视程度

在推进节能以降低中国能源消费总量外，目前另一对化石能源清洁利用最迫切的需求，来自愈发严重的空气污染。

杜祥琬指出，在当前雾霾天气频现的情形下，“节能就是减排”。

但是，当前中国化石能源清洁利用的技术仍然存在不小的障碍。

南方电网公司副总经理王久玲表示，化石能源的清洁利用是未来能源，尤其是电力发展面临的主要技术问题。“火力发电生产的效率过低，仅为30%-40%，有60%-70%的能源在转换过程中消耗而没有得到利用，遗憾的是这个问题一直没能引起应该的重视。”

以前全国火电厂平均发一度电要消耗370克煤，现在已经降至330克煤，甚至上海一些火电企业只需消耗270余克煤。

“如果全国火电厂都能像上海一样，那么将减少20%的煤炭消耗。而推进高碳能源低碳化，就不可避免要投入资金，进行技术与产业升级。”杜祥琬说。

李毅中也表示，今后中国合理开发、科学利用传统化石能源要依靠技术进步，加大资金投入，发展先进的综合采煤、三次采油与低渗透油藏开发等先进技术。

王久玲呼吁，要重视常规能源消费中被浪费部分的再利用以及化石能源的清洁利用，理性看待可再生能源发展，杜绝盲目的大规模超前发展，否则势必推高中国总体能源价格。

“目前我们在可再生能源开发上投入了大量资金与科研资源，我认为这是走偏了。若能将其中一部分用于火电厂的排烟和冷却水以及核废料的再利用，全球的总体能源效率将大幅提高，将获得更大收益。”王久玲说。

同时，他表示天然气分布式综合供能技术是高效利用的典范，值得大力推广。