天基太陽能，海中能源島，海底帷幕，捕集二氧化碳，四大工程能延緩全球變暖嗎|科技創新世界潮

太空太陽能供電藝術圖。 圖片來源：英國《新科學家》雜志網站

從在太空中建造巨大的太陽能發電站，到穩定住正在融化的冰川；從建造一系列能源島，到從空氣中直接捕獲二氧化碳。科學家提出了一些雄心勃勃的項目來應對氣候變化。

英國《新科學家》雜志網站近日報道稱，這些項目每個都將耗資數十億美元，且風險極高。不過一旦成功，將對人類的節能減排行動產生變革性影響，甚至逆轉當前氣候變暖的趨勢。

在太空建太陽能發電站

幾十年來，工程師們一直有在太空建太陽能發電站的想法。因為建在地球靜止軌道上的太空發電站，幾乎可以一直沐浴在陽光下，可以最大能力發電。

國際電力公司的伊恩·卡什表示，在地球靜止軌道上，一塊10公里寬的太陽能電池板每年可產生570太瓦時的能源。而英國2022年的總電力需求為320太瓦時。

成本是這一設想的“絆腳石”。將搭載有數公里寬太陽能設備的衛星發射到太空耗資巨大。不過，隨著可重復使用火箭技術的問世，將載荷輸送到太空的成本已驟降。

據估計，SpaceX“星艦”發射系統將物資送入地球靜止軌道的成本可降至5000美元/公斤，約為目前最便宜的火箭成本的一半。英國太空太陽能公司聯合首席執行官馬丁·索爾陶表示，可重復使用運載火箭的出現，有望徹底改變天基太陽能發電站的命運。

能在太空中建造巨大的太陽能發電站是一個挑戰，將電力傳回地球是另一個難題。今年2月，加州理工學院科學家首次證明可行性：其此前發射的一顆衛星成功地將太陽能以微波形式從太空傳送回地球。

索爾陶表示，如果英國支持此類項目，到20世紀40年代初，英國天基太陽能占比將達到年耗電量的30%。

開發能源島

歐洲國家已經建造了很多海上風力發電渦輪機，但有兩大缺點不容忽視：一是風力發電具有間歇性；二是電力必須通過電纜輸送到陸地上。如此一來，所需基礎設施非常昂貴。為解決這兩大難題，能源島概念應運而生。

能源島一般建在一個島嶼上。它既可以是人造島，也可以是天然島。它可成為能源匯集點，專門用來匯集島上及周邊所有風電場電力，然后集中供應給不同國家和地區。

丹麥已經聯合一些歐洲國家推進了兩個能源島項目。一個是博恩霍爾德能源島項目。這座天然島嶼面積588平方千米。按最初的規劃，這里海上風場的裝機容量是1GW，后又計劃擴大到3GW-5GW。

另一個能源島文多島位于北海，大概有18個標準足球場大小，未來可能“再擴充兩倍”。其上將建設覆蓋200臺海上風力發電機的控制中心，風場容量在3GW左右，可滿足該國年用電總量的一半，未來還可擴至10GW。

荷蘭、德國和比利時都在計劃建造類似的能源島。據悉，所有擬建能源島總共可以產生56G瓦電力，相當于30座核電站提供的電力總量。

能源島的另一大吸引力在于，它們可以用來生產清潔燃料。航空、鋼鐵和水泥等高能耗行業很難由電力提供動力，但可以由氫氣提供動力。能源島可作為氫氣生產中心，使用風能產生的綠色電力將水分解成氫氣，然后通過船運或管道將氫氣運到陸地。

穩定“末日冰川”

位于南極洲的思韋茨冰川通常被稱為“末日冰川”。自2000年以來，超過一萬億噸冰消失，漂流流速在30年內也翻了一番，這意味著它融入海洋的冰也大幅增加。這一趨勢顯示它可能正走向不穩定。

更令人擔憂的是，這座冰川支撐了覆蓋南極洲西部的大部分冰蓋。如果它轟然崩塌，將導致冰蓋大范圍融化，全球海平面顯著上升。德國波茨坦氣候影響研究所的安德斯·萊韋曼表示，這將嚴重威脅到紐約、上海、加爾各答和漢堡等城市。

冰川面臨的一個關鍵威脅是，越來越溫暖的海水正在滲透進冰川，使其下部發生融化。

芬蘭拉普蘭大學的約翰·摩爾認為，有一種方法或能緩解這一情況，那就是在冰川附近的海床上部署一個80公里長的浮力海底“帷幕”。劍橋大學科學家正對此開展小型測試。

摩爾估計，最終這種“帷幕”耗資可達500億至1000億美元。與紐約等城市在防洪方面投入的數百億美元相比，這可能更加物有所值。

每年捕獲8000萬噸二氧化碳

為應對氣候變化，僅避免排放更多溫室氣體顯然不夠，大力清除空氣中的二氧化碳是必然之舉。直接捕獲是一種可靠的選擇，但成本高昂。

國際能源署數據顯示，到2030年，每年需要從空氣中清除8000萬噸二氧化碳，才能在2050年實現凈零排放。

如今，全球有18個直接空氣捕獲試點工廠在運營，每年僅能吸收1萬噸二氧化碳。其中最大的一家工廠每年可吸收4000噸二氧化碳。

華盛頓特區世界資源研究所的環境分析師凱蒂·雷苓指出，為實現到2030年每年從空氣中捕獲8000萬噸二氧化碳的目標，每年都需要建造約10座百萬噸級這類工廠。

然而，水和能源消耗是大問題。據國際能源署估計，要想在2050年實現凈零排放，建造和運營這些工廠每年可能需要消耗500億噸水，相當于當前全球用水量的1%。另外還要消耗6艾焦耳（1艾焦耳等于100億億焦耳）能源，相當于目前全球用電量的1%。