《未來科技:能源領(lǐng)域最受重視的未來技術(shù)是什么?》
2020年底,《麻省理工科技評論》做了一個新的調(diào)查,根據(jù)各個領(lǐng)域?qū)<业囊庖娍偨Y(jié)出10項未來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(yù)訓(xùn)練的變形器,這項技術(shù)是和人工智能有關(guān);
3.數(shù)據(jù)信托,這項技術(shù)和數(shù)據(jù)資產(chǎn)有關(guān);
4.鋰電池技術(shù);
5.數(shù)字化接觸和追蹤,這與大數(shù)據(jù)有關(guān);
6.超高精度的全球定位系統(tǒng);
7.事務(wù)遠(yuǎn)程化處理;
8.多技能的人工智能;
9.基于算法的內(nèi)容推薦;
10.“綠色氫”計劃及相關(guān)技術(shù),這項技術(shù)與能源問題有關(guān)。
其中“綠色氫”計劃:
應(yīng)對能源問題的兩種構(gòu)想:綠色氫計劃的發(fā)起者是比爾·蓋茨。
蓋茨現(xiàn)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(yīng)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”)。這家基金專門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,這家公司并不是一家標(biāo)準(zhǔn)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(jié)果的研究。蓋茨強調(diào),必須找到足夠“大”的技術(shù),從根本上解決能源問題、取代現(xiàn)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,這其實是一項以氫氣作為媒介,改變?nèi)澜缣佳h(huán)的大工程。
綠色氫計劃的概念并不復(fù)雜,大體來說包括以下六個環(huán)節(jié):
用太陽能、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)燃料和汽車燃料直接使用;
與此同時,把工業(yè)產(chǎn)生的二氧化碳收集起來;
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(yīng),生產(chǎn)天然氣和水。
如果你對中學(xué)化學(xué)還有印象,就能理解這是一個至少在理論上很完美的碳?xì)溲跹h(huán)。理論上這可以讓人類使用能源發(fā)展工業(yè)的同時,不產(chǎn)生額外的二氧化碳。蓋茨的這個想法是否可行,現(xiàn)在還不知道,不過《麻省理工科技評論》將它列為未來20年一個重要的技術(shù)方向。當(dāng)然,在能源問題上,未來的重要技術(shù)方向不止這一個。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。
在能源問題上,朱棣文教授和崔屹教授的想法是類似的,就是要大力發(fā)展儲電設(shè)備。朱教授給出了一些具體數(shù)字:他認(rèn)為,人類要想真正讓太陽能和風(fēng)能成為主要能源(占到人類使用電能的80%以上),一個基本的要求就是,人類的儲電設(shè)備需要能夠存儲足夠全人類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(xiàn)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(jī)容量是0.225億千瓦,這是它的極限發(fā)電能力。也就是說,現(xiàn)在全世界的儲電設(shè)備加在一起,大約能接受一個三峽水電站的發(fā)電量。但如果要求存儲全人類4天的用電量,儲電設(shè)備需要能夠接受444個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,對于同一個問題,他們所思考的解決方案的側(cè)重點是不一樣。朱棣文作為美國前能源部長、諾貝爾獎獲得者,更多地是考慮用傳統(tǒng)的電池方法來解決儲能問題,而蓋茨這些年在做投資,他更多地考慮使用全新的方法來應(yīng)對能源問題。符合綠色氫的儲能技術(shù):超級電容器的現(xiàn)狀及應(yīng)用