感知未来之绿
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你梦想中的未来城市,该是怎样的……
是一睁眼后的拉闸限电,和城市“共抢”能源,还是住在生态住宅、开着零排放汽车?
“能源”这一术语,过去人们谈论得很少,正是两次石油危机使它成了人们议论的热点。而在未来的很长时间里,我们将不是为开放能源而奋斗,却是为找到新能源而努力。因为我们留给下一代的能源,已经不够他们活了!世界上已探明的石油储量约12580亿桶,按2008年的产量算仅能够用42年;天然气仅能够用60年,煤炭仅能够用122年……为了给下一代留下一点“活下来的能源”,几乎每个国家都正为之奋斗,寻找城市生活的“未来之绿”。
生活之绿
我们一天中的任何时刻,都没有停止对能源的消耗,甚至包括我们去厕所、上床睡觉。生活中的我们,无时无刻不和消耗能源捆绑在一起,一直在家吞噬能源的电冰箱、待机的电视或机顶盒、很少关机的手机,甚至正在为我们下载高清电影的电脑或下载器。这些未关机或者不节能的电器,正在时时刻刻大量吞噬我们的能源,造成温室效应、光化学烟雾、酸雨等环境问题。

燃料电池
这个名词,或许有朋友还记得,自己在某节化学课上有听到过吧!和课本中提到过的大块头和理论不同,在未来,我们可能会经常使用到这种靠“氧化”带来的神奇能源。
燃料电池(FuelCell),其实并不是电池,它没有“储电”功能,而是一块能够“发电”的神奇电池。虽然,从外表上看,它也有类似普通电池上标记的正负极,并充有电解质,但它却是一种依靠存储在其中的燃料与氧化剂,通过化学作用直接转化为电能的发电装置。这种电池在使用时,仅需将燃料和空气分别填进燃料电池中,电就被奇妙地生产出来。这种能源极度“干净”,不会产生任何废气,也不会污染环境,笔记本、相机、手机等设备的电池续航时间会大幅度提高,而且电用完的时候加入燃料就可以立刻继续供电使用了。

在众多公司为未来开发的各种新型的燃料电池中,索尼(Sony)公司将可充电锂电池和甲醇燃料电池二合一的新型燃料电池最有意思。索尼设计的燃料电池,能根据使用需求,同时或单独进行供电。
为了更大效能合理利用电能,索尼将优先使用甲醇燃料电池发出的电力,而不动用锂电池,并且同时提供具有供电功能的USB端口,进行电能输出。通过这块小巧燃料电池,它能为大多数便携式电子产品充电。
而其中一款看上去像香水一样的燃料电池,则可以为我们的手机提供紧急充电。这款燃料电池,补充一次甲醇就可以为手机充电一个月。并且同时提供两个USB端口,能同时为两台设备提供充电服务。
无线电力传输
无线电力传输,其实我们已经用了100年时间了。
我们所常见的被动式无线标签(RFID标签)、无绳电话等非接触充电技术,都已经直接或间接地运用到该原理。
实际上这些玩意儿,早在爱迪生时代,就已经被拿出来研究了。1889年,和爱迪生同时代的尼古拉·特斯拉就开始研究无线电力传输了。尼古拉·特斯拉构想的无线输电方法,使得整个系统只有很少的有功损耗,而如果是一般的无线电广播,发射的能量则全部在空间中损耗掉了。但他却未能在有生之年,使用足够的财力完成自己的构想。后人又从理论上完全证实了这种方案的可行性,并且这种方案不仅可行,而且效率极高,能保证生态安全,并且不会干扰无线电通信。
无线电力传输,不仅能避免因为铺设电网而使用巨大数量的电线,还会减少因为建设电线杆而对环境造成的破坏。
和尼古拉·特斯拉构想不同,赫赫有名的麻省理工学院(MIT)研发出了一种短程的无线电力传输技术,并运用到海尔“无尾电视”中。这台电视能够在不借助电线的情况下利用“非辐射性磁耦合共振”原理实现远距离高效无线电力传输,这也是索尔贾希克理论的实现。

比如“无尾电视(No-tail TV)”,不仅省去了电源线,甚至还省去了视频线、音频线、信号线、网线,还能够在5GHz频段传送最高达到1080P规格的高清信号。另外其有效距离超过100英尺,相当于30.48米。不仅如此,还具备穿墙能力,信号延迟不超过1毫秒。
既然在电视上都能实现,那么在笔记本、台式机、数码相机及摄像机上应用起来也不会复杂,这么一来不仅应用电脑等设备更自由,而且能源损耗低,也不需要满世界到处铺设电线,对环境的影响更小,对电线等材料的消耗也更少了。
光能电池棒

电池始终都有被用完的时候,爬到电线杆上偷电又不现实。要环保,又要现实,既然那么麻烦还不如弄一个自己发电的装备。将太阳能电池摊在地上充电,又显得不太雅观,于是一个叫做Solar Tree的长得像拐杖的太阳能充电棒就出现了。
这款“棒子”上,配有两个插口,可供两台数码设备同时充电。当需要充电时,我们仅需将“棒子”插在沙滩或者自家阳台上,即可在阳光充足的条件下,享受从天得电的感觉。
电风扇“电池”
这不是需要上电池的风扇,相反这是能为手机充电的“电池”。听上去有点绕,不过当你看到它被连接到iPhone上时,你就豁然开朗了。这款不会消耗手机的电力,却能为手机提供电力的便携式手机风力充电器——iFan,能为手机提供一个清洁、环保的能源。

你可以将这玩意,固定在交通工具上,比如说自行车上,甚至你在回家的公车上等等。iFan借助交通工具带来的高速气流,推动这款风扇上的扇叶转动。iFan的结构是风力叶片带动发电机发电,看上去就像是把CPU的散热芯片反着装了,从而更有效地发电。通过外壳,可以把手机和iFan合二为一。
远程会议
虽然我们也有QQ视频,可以进行远程聊天,但视频聊天中,我们面对结结巴巴的通信质量,超高的延时,在应对大型会议时,是无法承受的。
在大型会议中,我们需要真人大小的图像、超高清晰度的视频(1080P)、具有立体感的音频和特殊设计的环境,营造出一种“房间中的房间”式的会议场所。而类似思科网真的专业视频会议系统,解决了这个问题。这使得来自全球的雇员无需乘坐飞机、汽车、火车等交通工具,在任何有网络设备的地方,跨越时空地域,进行会议。这无疑大大减少了由于会议需要的“人口流动”带来的碳排放。与此同时,也能大大减少与出差有关的费用支出。
网络计算节能

要知道,即使我们在睡觉,现在也有数以亿计的大大小小服务器在飞速运行着,处理着来自全球各地的信息。这些越来越多的吞噬着我们身边电能的服务器,早已引起了各国科学家的注意,最好的减少能量消耗的办法,就是减少服务器的数量。

一台PC服务器一年排放二氧化碳量相当于一辆汽车的排放量。IT科学家们,通过分布式电源管理、瘦虚拟化硬盘等工具、计算机网络虚拟技术,将原有电源利用率从10%提高到60%,而先进的“瘦虚拟化硬盘”技术让空间的占用缩小,运行效率大幅度提高,这样一来我们就能将原来需要10~20台服务器的计算,可以缩小至4~5台。这就意味着,每年通过这种虚拟技术,将可以减少50%~70%的排放量。
城市之绿
用拉闸限电的方式来为未来城市节能减排,就好比用不上厕所的方式来让城市低碳环保。城市中的任何“部件”都在大量地消耗着我们的能源。而20世纪对能源的浪费和利用率低,已经严重阻碍了城市的发展。怎样才能节约资源,合理利用资源已经成为一个城市,甚至一个国家持续发展的首要问题。
未来小镇
在未来,日照充足的小镇或许应该有着这样一套先进的太阳能能源系统:小镇上某片空旷的田野上,有一个由许许多多的光伏电池板,拼出的巨大太阳能电池,通过公用电网,为整个小镇提供基本电力。而在这个镇上的每个家中,都有一套小型的太阳能电池板,通过电线接入公用电网,为自己提供辅助供电的同时,也在夜里或人不在家时,为公用电网提供部分供电。
这套系统最为关键的是:这种太阳能并网发电系统是将光伏阵列电池产生的能源,不经过蓄电池储能,而直接通过并网逆变器反向馈入电网的发电系统。因为直接将电能输入电网,免除配置蓄电池,并且整个流程上省掉了蓄电池储能和释放的过程,能减小能量损耗,更充分利用可再生能源所发出的电力,降低系统成本。
不仅如此,这种太阳能并网系统可以对公用电网起到调峰作用。而这种高效,节能的太阳能并网发电系统,代表了21世纪最具吸引力的能源利用技术。

未来公路
你能想象,在未来的城市中,被你踩在脚下的不再是仅仅由水泥构成的路面,而是一块块由玻璃制成的太阳能板拼接而成的太阳能电池吗?
现在这一切都将成为可能,已经有多家公司投入巨资来研发这种节能公路。这种太阳能公路能创造出巨大的能量,在城市中,大量铺设这样公路的路面,不但能承载交通运输的任务,还能为当地社区提供电力,节省能源。

一家叫做Solar Road(太阳能之路),将这一构想部分实现,他们开发一种像地砖一样的太阳能电池板。将它们铺设在城市公路和人行道中,或铺设在郊外的高速公路中,把电线埋在太阳能电池板之下。最后,在一块块太阳能电池板铺设好之后,再在上面铺设高强度的高分子透明塑料板。但这并不是普通的透明塑料板,玻璃具有浮凸结构以产生附着摩擦力,内嵌加热元件以融化冰雪,而且可以承受数年的碾压。
这种每块大小为12英尺×12 英尺的太阳能公路面板,若将其铺设到路面上,按每天平均4小时的光照时间计算的话,一天就可以产生约7600瓦时的电能。以这样的转换速率,铺上一英里四车道的公路,就可以为500多户家庭供电。
若铺设几英里,再将其获得的电能直接导入国家电网,或卖给在路边充电的电动车,在郊区的麦当劳的停车场上,安装该太阳能公路面板,就可以使得麦当劳很大程度上或是完全脱离电网,甚至还能充当电动汽车的充电站,当车主进入用餐时,汽车会完成自动充电。
另一方面,这种太阳能公路面板,还能产生马赛克效果的灯光,在晚上,点亮的小灯可以作为交通标志和警告信息。另外,公路下还可以“嵌入”加热器,这样在冬天的时候,公路上就不会再有积雪和薄冰。
未来微车
未来的微型汽车(下文简称:微车),不仅仅是使用电能,甚至为了节省能源和空间,在结构上都会被加以改进。面对日益减少的停车位问题,众多设计师都在微型汽车的结构上,进行着五花八门的创意,有坐三个人的,也有仅供两人坐的。GM(通用汽车)的P.U.M.A(是Personal Urban Mobility and Accessibilit,而不是PUMA彪马),就是其中一款未来微车。

虽然,和摩托车一样,都有两个轮子,但这款微车的轮子更像是我们儿时玩的拖斗。不仅如此,它还长得像Segway。实际上,它就是GM和Segway合作开发的双轮汽车P.U.M.A。
它采用了和Segway一样的平衡系统,不用担心会倒掉,能够自己保持平衡。时速最高能达到56公里。
虽然是采用的和Segway一样的并列双轮设计,但外表上,更像一部汽车,具有普通汽车带有的可以遮风挡雨的风挡玻璃和雨棚,配备的一套共两个人坐的座椅,你和老婆一起出去逛街买菜的时候,也不需要一直“站”在车里行驶了,可以舒服地坐着。
P.U.M.A.提供了一款超前的线传操纵方向盘。操作手感,就像玩《极品飞车》一样轻松自如。驾驶者可以通过推拉方向盘来实现加速和减速,而在应付拐弯时,驾驶技巧又回归传统,通过转动方向盘来实现转弯。
被最大限度缩小的车身,能在一个普通停车位中停放多部P.U.M.A.,能节约大量停车位。甚至在没有停车位的时候,由于其车身重量非常轻便,自重仅有136kg,你甚至可以一个人将它拽到合适的地方,进行“停靠”,比如小巷子、楼梯过道,你甚至还可以将它推进电梯,带回家停放,够酷够低碳。而车身前后分别设计有辅助小滚轮,以便停车时可以获得支撑。
P.U.M.A.使用锂电池作为电力,汽车本身不会产生任何废气,当然除了开车的本人和乘客呼出的二氧化碳。
未来游艇
实际上,这个充满丰富潮汐能、风能的海面,每分每秒都疯狂的消耗着我们赖以为生的能源。据统计,平均一艘货船航行0.008英里就要耗费1加仑燃料,而每航行1英里得消耗燃料舱里120加仑的燃料,若要穿越太平洋到达美国,得消耗至少72万加仑燃料。
不仅如此,轮船不仅每天都在消耗着我们的能源,更是每时每刻都在“放毒”。美国《环境科学与技术》的调查结果表明,如今我们全世界每年有约6万人,因船运产生的污染致死。沿海城市污染微颗粒物中,约44%的硫酸盐源于船运废气。

未来我们可能将更多地依赖太阳能等新型能源,进行我们的海上之旅。比如这艘瑞士籍,碳纤维双体太阳能动力船——Turanor Planet Solar。这艘船一经诞生,就成为了世界上最大的太阳能船。它由新西兰LOMOcean设计,并交由德国基尔Knierim Yachtbau船厂建造。
这艘名为Turanor Planet Solar的太阳能船,外身由碳纤维增强外壳制作而成,不仅坚硬,而且轻巧。整艘船长为30米,宽15米,外壳厚度为4毫米,船舱可容纳50多人。虽然船体不小,但其排水量仅约60吨。最为关键的是,和其他普通船体不一样的是,这艘船在顶层铺设了面积约为600平方米的太阳能电池板。
参与制造这艘船的Knierim Yachtbau造船厂说,Turanor Planet Solar装配号称全世界最大的锂电池组,当船通过太阳能电池板吸收并充满电后,可以在缺少阳光的情况下继续航行3天,且最高航速可达15海里每小时。驾驶Turanor Planet Solar进行环球旅行,预计大约花费160天,要航行5万公里,整艘船在航行中,除消耗太阳能和电池组里的电能以外,不会消耗任何外界能源,更不会对空气和海水产生任何污染。
未来:绿色的能源多元化时

未来,我们将有更多方式来获取电能,比如自家的各种太阳能设备,依靠各种风能设备直接获得能源,甚至依靠化学能等新型能源带来的电能。种种迹象表明,我们正开始进入一个能源多元化时代。我们期待,迎接我们的是一片绿色的未来……