人工光合作用：誘人的清潔能源技術(shù)

人工葉子被評為2017年的突破性技術(shù)之一，這類技術(shù)有望在生產(chǎn)清潔能源的同時(shí)從大氣層吸走二氧化碳。

自然中的葉子吸收二氧化碳和水分，并利用陽光將其轉(zhuǎn)化為碳水化合物。科學(xué)家則試圖利用植物的這一轉(zhuǎn)換能力，模仿光合作用，讓植物產(chǎn)生能夠儲(chǔ)存起來供以后使用的燃料。這些努力終于有了成果。《科學(xué)美國人》(Scientific American)雜志與世界經(jīng)濟(jì)論壇(WEF)的專家們將人工葉子評為2017年的突破性技術(shù)之一。

牛在哪？

該項(xiàng)目的愿景是在生產(chǎn)新型能源的同時(shí)，從大氣層吸走溫室氣體。這也使人工光合作用有望成為能源領(lǐng)域最清潔的技術(shù)之一。

哈佛大學(xué)(Harvard University)的丹尼爾?諾切拉(Daniel Nocera)和帕梅拉?西爾弗(Pamela Silver)是這條道路上的先行者。

該系統(tǒng)，或者說“葉子”，實(shí)際上是一個(gè)容器，是利用陽光做催化劑，把水分子分解成氫分子和氧分子。利用“葉子”中以氫為食的細(xì)菌，這些細(xì)菌吞噬釋放出的氫分子，再加上二氧化碳，來產(chǎn)出液體燃料

即使是生長最快的植物，也只能將大約1%的陽光轉(zhuǎn)化為養(yǎng)分，而哈佛大學(xué)的這兩位科學(xué)家研發(fā)的系統(tǒng)在利用純二氧化碳時(shí)，達(dá)到了10%的能量轉(zhuǎn)化效率。

還有多家初創(chuàng)公司致力于將光能轉(zhuǎn)化為可儲(chǔ)存的化學(xué)能；其中，美國能源部(US Department of Energy)旗下分中心——人工光合作用聯(lián)合中心(Joint Center for Artificial Photosynthesis)，利用陽光制造太陽能燃料。

沒有對比就沒有傷害！

人工光合作用之所以令人振奮，是因?yàn)樗圃斐隹蓛?chǔ)存、“可調(diào)遣的”可再生能源。現(xiàn)在的風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽能電池板只能斷斷續(xù)續(xù)地產(chǎn)生能量。劍橋大學(xué)科學(xué)和政策交流中心進(jìn)行的估測認(rèn)為，如果要用太陽能或風(fēng)力發(fā)電來代替一座燃煤電廠的電力供應(yīng)，前者的裝機(jī)容量要達(dá)到后者的4倍。

這事兒你怎么看？

太陽能燃料不需要基礎(chǔ)設(shè)施。它們可以被迅速送往最偏遠(yuǎn)的農(nóng)村地區(qū)，這對發(fā)展中國家來說顯然意義重大。比爾?蓋茨(Bill Gates)在今年早些時(shí)候宣稱，他本人對這個(gè)概念心向神往。并和其他人創(chuàng)立了突破性能源風(fēng)投基金，對清潔能源投資10億美元。

人工光合作用還將吸引另一個(gè)消費(fèi)者群體：想要脫離人造生活生活的人。埃森哲(Accenture)估計(jì)，到2035年，北美12%的人和歐洲11%的人將實(shí)現(xiàn)能源自足，可能會(huì)脫離人工電網(wǎng)。特斯拉(Tesla)的Powerwall電池能夠在白天儲(chǔ)存太陽能電力，以便在夜間使用，這些嘗試，都圍繞著生態(tài)生活掀起了一陣?yán)顺保@能在保證生活質(zhì)量的前提下，最大程度的減少對自然的索取。

雖然優(yōu)勢顯而易見，但也引發(fā)了有關(guān)公用事業(yè)“死亡螺旋”的討論：隨著可再生能源變得更廉價(jià)，不斷萎縮的客戶群要支撐起龐大的基礎(chǔ)設(shè)施，這將導(dǎo)致萎縮的持續(xù)。模仿自然以求回歸，這種詩意的后現(xiàn)代生活方式離我們還有多遠(yuǎn)？