使用新能源化解能源危机

      蒸汽和燃煤时代失宠。在经济萧条时期这种情况一直持续，直到1973年能源危机，促使人们对商业规模的风能进行新的研究。

      最新的风力涡轮机较之帆船的风帆式样吸收了更多的航空航天技术——的确，一些早期的研制工作是由美国国家航空航天局为美国政府完成的。最早的大规模生产的、高效能的新型风力涡轮机，在20世纪80年代初期出现在丹麦。涡轮机能产生动力，取决于叶片直径的大小和风速。大叶片的最大机组能提供超过一兆瓦电量，但许多小机组（每个能产生大约200千瓦电量）时常组合在一起，成千上万个安置在“风力农场”，快速地成为世界上的一种景观特征。欧洲在这个成长着的产业方面起着带头作用——丹麦13％的电力来自风源；美国则有最庞大项目计划，要在加利福尼亚州边界附近的“内华达州试验场”建立装有300台涡轮机的“风力农场”，到2005年将产生超过250兆瓦的电量。

      水力发电曾经是最古老的又是所有可再生能源的技术中最高度发展的技术。现今水力发电占世界发电总量的19％，工作效率达90％。

      水力发电站按照简单的原则运作。当水向下流进一条河时，涡轮机从流动的水中提取能量，并用这种能量来转动发电机。水力发电的工程问题是规模问题。现今最大的水电站，如巴西巴拉那河上的伊泰普水电站有一万多兆瓦的发电容量——相当于10个矿物燃料发电站——以每秒9000吨的速率控制水流。

      太阳是一个巨大的聚变反应堆，在一次反应中每秒钟把50亿公斤的物质转换为能量。太阳的输出能量仅有很少部分到达地球，大部分能量散射到空间，或者被地球外层的大气吸收或反射回去。但是即使这样，一年中落在美国的太阳能总量，也比所有国家燃煤发电站产生的能量还多2000倍。

        很多科学家认为太阳能将会长期成为惟一最重要的可再生技术。部分原因是其普遍存在。它不同于风能、波能或潮汐能（它们只能在有利的位置才能有效地开发），而阳光却无处不在，它甚至能在多云温带发挥作用。小型的、适合家庭使用的装置就可利用阳光，从而使直接用户避免依赖中心电站。20世纪工程师们在一些国家（如西班牙、意大利）以及在美国加利福尼亚用同样的原理，建造了巨大的熔炉和太阳能发电站，因为这些地方阳光充足。这些发电站用数百个平面镜或定日镜将日光引导到一个中心接收器上（通常安装在一个塔上），把它的温度提高到摄氏600度。合成油被用来冷却接收器，然后带走浓缩的太阳能用于产生蒸汽。蒸汽则驱动与发电机相连的常规汽轮机。

      使地热能源成为如此具有吸引力的可再生能源的来源，在于它集中。它不同于分散的风、波浪和太阳能，地热能可以从一个源点低成本地获取。就全球而言，地热发电工业正以大约每年8％的速率增长。地热设备也排放温室气体二氧化碳，但是排放的气体量很小，大约是相同容量的矿物燃料发电站排放量的千分之一。

      在今后的几年中，可再生能源将日益补充矿物燃料和核能的不足；从长期看，在理论上，可再生能源将代替常规能源。但是这里有一个问题，即能源的预测还有待解决。只有当能源处在正确的地方，采用正确的方式以及用在正确的时间下，它才是有价值的。例如，英国有的电网在早晨两点耗电量最低，上午11点上升到70％；冬天的月份用电远远多于夏天的月份。燃气发电站可以接通与断开，以适应这种需求，但它不是可再生能源可选择的——我们不能控制风、波浪和潮汐。

      答案是，我们可以从可再生能源中储备过剩能源，然后释放它以缓和需求的波动。更先进的技术可以提供一种更好的解答。过剩的可再生能源，以电或热的形式，可以用来把水分解为它的成分：氢气和氧气。为了方便地储存和运输，可以将这些气体液化，然后重新结合，在一种称为燃料电池的装置中产生电。燃料电池的工作效率超过70％，产生的废物就是水。燃料电池已被用于驱动公共汽车和小汽车。

      我们应当相信，将会有更多未来能源接踵而至。