1704608240
1704608241
目前正在建造的60多座新反应堆大部分都在印度和俄罗斯等国家，这些国家的监管障碍及其带来的成本较低。在美国、欧洲、俄罗斯和日本大概有200多个核反应堆已经进入老龄化，在未来几十年可能会退役。因此，国际能源署预测，到2040年，即便核电在电力行业的份额出现增长，可能也会很小。
1704608242
1704608243
另外一种核能——核聚变，能够提供更安全、几乎无限的电力，并且没有严重的放射性废弃物或者核反应堆熔毁的威胁。在核聚变过程中，较轻的原子，如氢原子，在高温高压作用下合成较重的原子，如氦原子，同时释放大量的能量，这也是太阳以及其他恒星产生能量的过程。自20世纪50年代以来，世界各国政府已经投入了数十亿美元用于开发这项技术。科学家们从那个时候就预测，几十年内将建成核聚变反应堆。但是，在地球上复制聚变比预期要难，当初的预言成了一个笑话，目标似乎永远在二三十年之后。
1704608244
1704608245
最近，迄今为止世界上最大、最雄心勃勃的核聚变项目——国际热核聚变实验反应堆（International Thermonuclear Experimental Reactor，ITER，ITER在拉丁文中的意思是“道路”）已经推迟了。法国正在建造的大型反应堆原本计划于2016年启用，但超出预算数十亿美元，落后于计划几年，现在预计大概还需要10年才能运转。但是，该领域的很多科学家仍然认为其最有希望获得核聚变圣杯：反应堆产生的能量比消耗的能量更多。目前，这个目标还很遥远。核聚变的世界纪录仍然保持在1997年，产生16兆瓦的能量，需要输入24兆瓦的能量。
1704608246
1704608247
几家私人公司也面临这个问题。这些公司认为自己可以让核聚变更快、更便宜。每家公司对于如何在超高温下控制和维持燃料颗粒（也被称为等离子体）进行聚变反应这个根本问题有不同的解决方案。加利福尼亚州的Tri Alpha Energy公司已经吸引了数亿美元投资，其中就包括微软联合创始人保罗·艾伦的资金。该公司的方案是使用高能粒子束来帮助加热和稳定等离子体。其他公司，如加拿大的General Fusion和西雅图附近的Helion Energy也分别得到了来自著名投资人亚马逊首席执行官杰夫·贝佐斯以及贝宝联合创始人彼得·蒂尔的投资。General Fusion公司使用活塞式的设计来压缩和加热燃料颗粒，Helion Energy则使用脉冲磁场。
1704608248
1704608249
这些公司有一个共同点，它们坚信可以用5到10年的时间来完成核聚变工作。有些专家则没有这么乐观，英国卡勒姆核聚变能源中心的总监史蒂文·考利说：“做出这样的承诺将有损于我们的信誉。”他认为商业化的核聚变反应堆还需要三四十年的时间。
1704608250
1704608251
煤炭工人的烦恼
1704608252
1704608253
同时，毫无疑问化石燃料还将继续存在几十年，即便随着时间的推移它们的使用量将逐步下降。另外，人类在使用化石燃料时还需要努力让它们变得更清洁，减少对环境的污染。
1704608254
1704608255
目前大约有1/3的新建煤电站以及2/3正在运行的煤电站都是使用“亚临界”技术，效率是35%左右，而现代化电站的效率可以达到45%以上。所有的煤电站都可以安装过滤器、除尘器或者其他装置来减少或者消除大气污染物，但是根据国际能源署的报告，情况并非如此。
1704608256
1704608257
更为罕见的是碳捕集与封存（carbon capture and storage，CCS）技术，该技术从发电站废气中去除二氧化碳，并将其储存在地下或者回收用于其他工业生产。目前全球大概有15个大型的CCS项目正在运行，约有1500个煤电站正在规划或者建设CCS。位于加拿大边界大坝电厂的全球第一个商业化CCS项目的成本超过10亿美元。自从2014年其开始运行以来，该项目遇到了各种技术问题甚至停机，远远没有达到其捕获90%二氧化碳的目标。
1704608258
1704608259
CCS的支持者说，有了边界大坝项目的经验教训，将来新上线的项目将会更便宜、运行更顺畅。但这种项目的成本仍然让人望而却步，新建的CCS项目正在收缩，约有40个项目已经被搁置或者被取消。
1704608260
1704608261
相较于煤炭，天然气在燃烧时释放的二氧化碳和污染物更少。在美国，水力压裂法为开采其丰富的页岩气打开了通道，并减少了用煤量。但彭博新能源财经《2016年新能源展望》的首席作者赛博·汉吉斯认为，这种能源转变只是美国特有的现象。他说，在世界上其他国家，天然气都是需要运输或者用管道输送的，这增加了天然气的成本，将限制其在未来几十年的增长。发展中国家可能会选择便宜的煤炭以及越来越便宜的可再生能源。公众对于压裂法引发的地震、生产过程中使用的化学物以及释放的甲烷（比二氧化碳更强的温室气体）的关注也会限制其他地方的页岩气勘探。
1704608262
1704608263
变革的时代
1704608264
1704608265
到2050年，地球上的人口将达到97亿（现在是74亿），能源的需求将会继续增长，特别是在一些新兴经济体的城市。根据国际能源署的《2016年能源技术展望》，到2050年，这些新兴经济体的城市里新增的建筑量将等于目前全球所有建筑的40%，到21世纪中期，城市人口将翻一番。
1704608266
1704608267
更高的能源需求和更好的生活水平，并不意味着更多的污染物排放。根据国际能源署的报告，新的建筑可以安装高效的采暖、制冷、照明系统及家电。使用公共交通工具和电动汽车出行，特别是当它们使用清洁能源时，可以减少二氧化碳的排放和空气污染。例如，在城市屋顶安装的太阳能设备，在2050年之前可以满足其1/3的电力需求。
1704608268
1704608269
关于这次转型的确切范围和速度还不太确定。例如，印度有个雄心勃勃的计划，为目前还没有用电的2.4亿公民带去电力。其目标部分是通过增加风力发电和太阳能发电来实现，同时提高国内煤炭的产量。与此同时，中国正在走一条不同的道路。2015年，中国宣布未来三年暂停新开煤矿。它在零碳技术领域（包括风力发电、太阳能发电和核电）的投资也处于世界领先水平，新核电厂的平均施工时间只有5.5年。彭博新能源财经预测，到2040年，中国电力行业的排放量将下降5%，印度则会继续增加两倍。
1704608270
1704608271
国际能源署估计，未来几十年全球范围内在能源系统方面的投资将超过430万亿美元。根据该机构的计算，到2050年，大概有3%（12万亿美元）的投资是在低碳技术方面，这些投资将把全球变暖控制在2摄氏度左右，并且改善空气质量。
1704608272
1704608273
技术正在彻底改变能源的前景，我们需要重新审视以前关于未来能源限制的种种看法。以前，我们认为未来会出现能源紧缺，现在看来未来将是一个能源高效和充足的时代。并且丰富的能源并不意味着更多的排放或者污染更严重的地球，恰恰相反，随着对智能技术的充分投入，未来我们将享有一个更清洁的地球。
1704608274
1704608275
[1]本章作者安妮·舒卡特是一位自由撰稿人，其文章常见于《经济学人》科学与技术栏目。
1704608276
1704608277
1704608278
1704608279
1704608281
超级技术：改变未来社会和商业的技术趋势 第10章 制造业的新材料[1]
1704608282
1704608283
新材料与新技术的结合将同时改变可以生产什么以及怎么生产。
1704608284
1704608285
宝马i3是一款令人震撼的电动汽车，正如人们预期的那样，这是一款充满新技术的汽车，其最有力的创新来自制造车辆的材料及制造方式。它使用的材料是碳纤维，是一种非常坚固但又很轻巧的复合材料。用这种材料制造汽车的过程更像是纺织行业，而不是金属加工业。这种制造方式的巨大改变将颠覆全世界工厂生产各种产品的方式。这将推翻制造业的传统经济理论，破坏长期以来的贸易流通和供应链。
1704608286
1704608287
“编织”汽车
1704608288
1704608289
从i3的生产过程中我们能够瞥见事情的不同之处。与传统汽车从一块铁板开始不同，这辆汽车始于日本人造纤维厂的一卷聚丙烯腈，由一种合成热塑性塑料拉成丝，就像钓鱼线，然后将其绕成卷并运往美国，在美国被烤制成直径仅有7微米（百万分之一米）的碳化线，然后把大约50000根这样的黑线纺织成一根较粗的纱线，再把较粗的线绕成卷。这些线轴被运往慕尼黑附近的工厂，纱线被一台巨型的类似针织机的机器编织成地毯状的织物。当这些织物送到莱比锡的宝马汽车厂时，它们被切割成各种形状并堆叠在一起。这些织物片被注入树脂压在一起并固化形成刚性、轻质的汽车零件。最后，机器人把这些零件黏合在一起组成车身。
[
上一页 ]
[ :1.70460824e+09 ]
[
下一页 ]