你也許沒有想過，除了石油、天然氣等化石燃料以及太陽能、風能等清潔可再生能源，世界上還有很多東西可以用來生產(chǎn)能源，而且它們就在你身邊。在早些時候就已經(jīng)報道過這些隨處可見，但卻總被人忽略的“寶貝”，如西瓜、尿液、洋蔥等，它們也許會讓你更加驚訝，因為它們可能就在你身邊。

?人造龍卷風

龍卷風中所含能量足以與一家發(fā)電廠相媲美，但卻難以安全收集。因此有人想到了在受控環(huán)境下制造人造龍卷風。

加拿大工程師路易斯·米肖將自己發(fā)明的人造龍卷風命名為“大氣漩渦引擎”。米肖說，利用該龍卷風至少可以采集到200兆瓦的電力，足夠一座小型城市使用。為制造這樣一個含能豐富的人造龍卷風，米肖將高層空氣加熱，使高層空氣與低層空氣產(chǎn)生溫度差，形成漩渦。然后米肖將風力渦輪機安裝于龍卷風底部，吸收里面所蘊含的能量。米肖已經(jīng)試驗了許多小型龍卷風模型。據(jù)他統(tǒng)計，建造一個裝機容量為200兆瓦的龍卷風發(fā)電廠僅需花費6000萬美元，比任何現(xiàn)有的發(fā)電廠成本都要低很多，因此他對自己的發(fā)明十分有信心，正等待公司或者政府的投資。

??海水溫差

一些科學家及工程師正用一種全新的眼光看待海上的能源潛力。他們把注意力集中在海水表面與深海的溫度差，希望利用這一差別來發(fā)電。其實關(guān)于這一想法的試驗早在上世紀30至70年代就已經(jīng)開始，但當時由于成本高、技術(shù)有缺陷最終被放棄。如今，不論是工程技術(shù)水平還是市場條件都有了很大的改進，因此又有部分人開始支持一家名為能源島的公司提出的海水利用新理念。

能源島公司的設(shè)想如下：海面溫水在真空中蒸發(fā)，產(chǎn)生蒸氣推動渦輪機發(fā)電；同時，深海冷水還可以被制成淡水，供人類使用：冷水被抽至海面，受熱產(chǎn)生蒸氣，蒸氣凝結(jié)變成淡水。公司稱，海上的小島最適合應用這一技術(shù)，讓其成為能源島。如果有幾個這樣的小島相連，便能產(chǎn)生足夠的能量為一座小城市供電，同時每天還能為該城市提供大量的淡水。

??巧克力

美味的巧克力用來生產(chǎn)燃油！這樣的想法會令喜愛巧克力的朋友發(fā)瘋。不過請放松，因為這里所指的可再生能源并非巧克力本身，而是生產(chǎn)巧克力剩下的可可豆殼?？煽啥箽づc煤炭混合之后便能制成相對而言較綠色的燃料。

從今年年末開始，美國Lindt公司（一家巧克力生產(chǎn)商）將會把公司生產(chǎn)巧克力所剩的可可豆殼捐獻給新罕布什爾州的公共服務(wù)部門，用來生產(chǎn)清潔燃料。這個點子雖然聽起來很棒，但是由于可可豆殼在混合物中所占比例太小，因此和普通煤炭相比，減排效果不會特別明顯。

??屠宰場動物殘余

說到屠宰場可能會給人一種不好的感覺，但你也許想不到，那些廢棄的動物（如火雞）內(nèi)臟也可以用來產(chǎn)油，并當作能源使用。這絕非杜撰。用動物廢棄內(nèi)臟產(chǎn)油的方法與化石燃料天然形成的方法相同：通過高壓、高溫處理。只是前者來得更快一些，而后者需要上百萬年甚至更長的時間。

一家名為改變世界的科技公司正在美國密蘇里州卡西基市（Carthage）進來試驗，將來自屠宰場的垃圾，如已經(jīng)腐爛的動物四肢、內(nèi)臟混合起來放進熱轉(zhuǎn)換器內(nèi)制成油。除了屠宰場垃圾，公司還嘗試了其他令人稱奇的物品，如舊輪胎、塑料、城市污水等。不過公司表示，這一轉(zhuǎn)化過程目前仍需要改進才能投入商業(yè)使用。在美國，每年感恩節(jié)都會有大量的食物殘余，其中很大一部分是火雞身上的某一部分。雖然要想將感恩節(jié)的殘羹冷炙變成可用能源的過程很復雜，但總體上來說還是可能的。

??垃圾

關(guān)于垃圾是否屬于可再生能源的爭論一直沒有停止過。垃圾本身當然并不“干凈”。事實上，一些綠色環(huán)保組織（如綠色和平組織）警告，如果將垃圾歸類為可再生能源，潛在危害可能有二。首先，這樣的分類會導致垃圾年產(chǎn)量大幅增加。其次，垃圾焚化爐（將垃圾轉(zhuǎn)化成能源的裝置）會成為劇毒化學物質(zhì)二氧芑的最大排放者。

現(xiàn)代的垃圾焚化爐通過焚燒產(chǎn)生的熱量加熱冷水，產(chǎn)生蒸氣，最后用來發(fā)電。雖然它比傳統(tǒng)焚化爐更加清潔，但仍然會造成一定程度的空氣污染。有人認為，災難式氣候變化的可能性一直在威脅著人類，用這種方法生產(chǎn)能源就等于預示著將來我們一定會在骯臟的空氣中生存。

日前，為解決空氣污問題，一家位于加拿大渥太華、名為Plasco能源集團的公司正研究如何將垃圾轉(zhuǎn)化成一種合成燃氣，同時不產(chǎn)生溫室氣體。但要想將這一方法大規(guī)模投入使用，還必須首先攻克幾個技術(shù)以及財政上的難關(guān)。

??病毒

一些對人體無害的病毒可以用來制造鋰電池的正、負極。來自美國麻省理工學院的研究人員就通過遺傳學的方法成功地使用病毒制造出了電池的正、負極。該電池的儲電能力以及其他性能與最先進的充電電池相當。此外，用病毒生產(chǎn)電池的過程相當環(huán)保，生產(chǎn)出來的電池也不會對環(huán)境造成任何危害，因為它使用的是無毒材料，不需要用到任何有害溶劑。

目前，雖然這枚與硬幣大小相當?shù)碾姵啬Ｐ椭荒苁褂?00次，但研究人員已經(jīng)在繼續(xù)努力，爭取通過使用更好的材料以及高電壓生產(chǎn)技術(shù)制造出更好的病毒電池。一旦新一代病毒電池生產(chǎn)出來，將會馬上被投入商業(yè)生產(chǎn)。

??細菌

細菌糞便聽起來最不像燃料來源，然而已有科學家尋找到遺傳學的方法，利用微生物細菌生產(chǎn)可再生汽油。位于美國硅谷的LS9公司聲稱，公司生產(chǎn)的“燃油2.0”燃燒不會產(chǎn)生溫室氣體。他們使用的細菌是一種單細胞組織，只有螞蟻的十億分之一大小。就是這么小的東西也能經(jīng)過改造之后能“排泄”出原油，前提是為其提供農(nóng)業(yè)廢料作為給料。

從本質(zhì)上講，使用細菌生產(chǎn)能源的方法與自然界中細菌發(fā)酵產(chǎn)生乙醇的過程一樣。目前LS9公司面臨的最大挑戰(zhàn)就在于，雖然已經(jīng)通過實驗證明了病菌生產(chǎn)燃油的可行性，但要想用這種方法滿足美國每周的石油需求，公司將需要一個面積如芝加哥市大小的工廠。

??波浪中的“蛇”

2006年，好萊塢大片《空中有蛇》曾引起一時轟動，創(chuàng)造票房神話。如今，來自英國的研究人員希望他們發(fā)明的“波浪中的蛇”能夠復制那段神話，創(chuàng)造新能源領(lǐng)域的奇跡。研究人員說，他們想到了利用一根長長的、兩端封口、內(nèi)部充滿水的橡膠管發(fā)電。將橡膠管放至海平面以下，一端朝向海洋中迎面而來的波浪。當巨浪不停地拍打橡膠管的同時，會擠壓橡膠管，產(chǎn)生“膨脹波”，形狀就像蛇吃飽后鼓鼓的肚子一樣。隨著巨浪對橡膠管膨脹部分的擠壓越來越嚴重，膨脹塊會變得越來越大。在橡膠管的另一端，“膨脹波”會推動渦輪機發(fā)電，并通過海底電纜運至陸地。

英國的研究人員將這一工程稱為“水蟒工程”，由南安普敦大學開發(fā)。研究人員表示，一根“水蟒”有182.88米長，直徑7.62米，可生產(chǎn)1兆瓦電量，足夠2000戶英國家庭使用。

??太空太陽能

利用外太空的豐富太陽能造福人類并不是遙不可及的夢想。美國加利福尼亞州公共事業(yè)部門太平洋天然氣與電力公司最近剛與新成立的Solaren公司簽訂協(xié)議，從2016年年中開始通過安裝在地球軌道上的太陽能電池板向地球供電，預計整個項目的總發(fā)電量可達200兆瓦。兩公司稱，如果該技術(shù)性能優(yōu)越、價格合理的話，與其他形式的能源相比將十分具有競爭性。

與地面太陽相比，空間太陽能的最大優(yōu)勢就在于它能24小時不間斷發(fā)電，不受地球上陰天或日夜更替的影響。

??海洋流

根據(jù)美國密歇根大學工程師邁克爾·柏尼薩斯的描述，安裝在海底的圓柱體可以捕捉海底或河底緩慢移動的洋流，用來發(fā)電，而這個點子正是受到了魚的啟發(fā)。當水流流過圓柱體時，會產(chǎn)生漩渦，導致震動。這些漩渦會形成一種交替模式，對在其中的物體不停地上下左右推拉，產(chǎn)生機械能。這一機械能就是柏尼薩斯及其同事想要捕捉的對象。柏尼薩斯解釋說，他們之所以能想到這一奇妙的方法，全是魚的功勞?！爱斠蝗呼~在海中或河里前行時，處于隊伍后面的魚為更好利用前邊的同伴游行時產(chǎn)生的漩渦，更加自由地暢游，會將身體彎曲到一定的弧度。在水里，魚兒是無法單憑自己的力量快速前行的，他們必須借乘彼此的浪潮?！?

工程研究人員稱，面積如跑道大小、高度有兩層樓的圓柱體陣可以產(chǎn)生足夠的電力，供10萬戶家庭使用。

風箏發(fā)電

風在大自然界中至少目前看是一直存在的，且海拔較高的風（超過500米）會更強勁、更持久，風能發(fā)電也是被看好的一個新能源行業(yè)。風力發(fā)電只需要一個簡約的渦輪機裝置，僅包含直徑為幾厘米的葉片和系繩等重要組件就可以搞定了，Makani公司于2006年成立，專門致力于這種高海拔風力發(fā)電的研究。

由于該公司的前景被一致看好，Makani于2013年被Google收購，主要項目是機載風力渦輪機，基本上就是一種上面提到的發(fā)電風箏。

2015年設(shè)計的該原型機——機載風力渦輪機(AWT)能生產(chǎn)高達600千瓦的電力，足以為300個家庭供電。它有一個被系在地面上的翼型，它在250-600米高空的強風中繞著一個大的垂直圈飛行，旋翼既充當渦輪又充當螺旋槳，就像風箏一樣。然后，直接驅(qū)動發(fā)電機將電力通過纜繩輸送到地面站。

當然，在長時間的低風、惡劣天氣或維護期間，AWT可以收回纜繩，然后再釋放。

Makani公司認為，鑒于高海拔地區(qū)的風速，他們的AWT每單位容量所能產(chǎn)生的能量大約是傳統(tǒng)渦輪機的兩倍，也就是說，它的負載系數(shù)大約是60%，而不是30%。這將使它在生產(chǎn)電力時，可以節(jié)約一半的成本，而且不需要塔身，這樣可以減少90%的材料，從而降低成本。

由于典型的海上風電場需要建設(shè)深入海床的平臺，這需要昂貴的成本，而且無法在風力充足的深海區(qū)域作業(yè)。因此，Makani公司被收購后，Google 試圖通過 Makani “風箏”發(fā)電的方式來解決上述問題。

具體來說，這個項目致力于開發(fā)可以附著到浮標上的機載風力旋渦機，浮標一般高出水面 1000 英尺（約 300 米），機載風力旋渦機繞著浮標自行飛行轉(zhuǎn)圈，產(chǎn)生的電力通過纜繩輸送，遠遠看上去就像一只“風箏”。

Makani 項目確實取得了一些成績。2019 年 8 月，Makani 的“風箏”首次在挪威沿海地區(qū)“試飛”：

除此之外，Makani 還將產(chǎn)生 20kW 功率的“風箏”演示裝置優(yōu)化成一種更加實用的模型，從而能夠產(chǎn)生 600kW 功率。

探索新技術(shù)的道路上總是充滿了曲折和困難，大家都知道，海上的氣候多變，這種發(fā)電方式用在海上有優(yōu)勢，但也要克服氣候的變化，這需要新的技術(shù)作為支撐。另外，Google自從收購該項目后一直是砸錢的，據(jù)《金融時報》報道：2018 年Google為這一項目砸了34 億美元，2019 年的研發(fā)成本更是高達 48 億美元。Makani公司領(lǐng)導者Fort Felker也承認，將其風能風箏轉(zhuǎn)變成商業(yè)上可行的東西將花費更長的時間。

可惜的是，谷歌母公司Alphabet于2020年2月19日宣布將放棄風箏發(fā)電項目——Makani。他們認為：Makani商業(yè)化的路程比所希望的要更加漫長且風險更大，而再讓Makani繼續(xù)保留在Alphabet公司內(nèi)，已經(jīng)沒有任何意義。所有與氣候相關(guān)的想法都值得投資，盡管這種話聽上去很有誘惑力，但時刻保持頭腦清醒并將資源分配到更有前景的項目上才是關(guān)鍵。

然而，這并不是Makani及其技術(shù)的終點，因為它將繼續(xù)獨立存在。它只需要找到一個愿意為此愿景進行投資的新合作伙伴，而最早的合作伙伴之一殼牌，似乎已經(jīng)在考慮各種可能性。

文章來源： 中國能源報， 直觀學機械