在科技日新月異的今天,人類已經(jīng)不再懼怕狂風洋流,,相反正努力去駕馭這些自然現(xiàn)象,。然而,致力于自然能源開發(fā)的物理學(xué)家阿克瑟爾·克雷頓(Axel Kleidon)指出,,像風力和潮汐等能源并非真正可再生,。
克雷頓來自德國馬普學(xué)會生物地球化學(xué)研究所,他表示,,人類對風能和潮汐能的大量開發(fā),,將顯著減少由太陽所帶來的可利用能源的比例,其結(jié)果可能是綠色能源將永久消失,??死最D的理論基于熱力學(xué)原理,即太陽的能量只有一小部分會到達地球,,并產(chǎn)生可被人類利用的能源,。
當來自太陽的能量到達大氣層,其中的一部分轉(zhuǎn)化為風能和潮汐能,,同時使地表水蒸發(fā)到空氣中,;剩余部分則以熱量的形式消耗,人類無法利用,。目前,,人類只利用了到達地球的太陽能的萬分之一。但克雷頓認為,,這個數(shù)字不夠確切,,人類應(yīng)當更加關(guān)注地球系統(tǒng)中可利用的能量以及人類活動對其產(chǎn)生的影響。
克雷頓曾在英國皇家學(xué)會哲學(xué)會刊發(fā)表文章稱,,人類當前使用的能量為47萬億瓦,,相當于地球系統(tǒng)產(chǎn)生的自由能的5%到10%,其中大部分來自于燃燒化石能源和收割莊稼,。
克雷頓說:“我們很難獲得精確的數(shù)字,但可以肯定,,人類利用的自由能比地球所有地質(zhì)過程都要多,。”換而言之,人類對地球能源平衡的影響超過了地震,、火山爆發(fā)和板塊運動的總和,。
在人類利用的47萬億瓦能量中,,17萬億瓦來自燃燒化石能源。因此,,為了代替化石能源,,人類必須興修大量的可持續(xù)能源設(shè)施來彌補這個缺口。然而,,由于技術(shù)尚未成熟,,風能和潮汐能發(fā)電的部分能量會被浪費,也就是說,,在修建風能或潮汐能發(fā)電廠時,,人們將一部分太陽可使用能源轉(zhuǎn)化成了無用能。
克雷頓說:“大規(guī)模風能開發(fā)將給大氣層帶來影響,。我們使用了太多的自由能,,且正在逐年增長,能源庫中的能源將會枯竭,。”通過全球循環(huán)模型,,克雷頓發(fā)現(xiàn)人類可使用的風能正在減少,全世界理論上約有70萬億瓦能量可供使用,,但使用這些能源可能會帶來嚴重后果,。
雖然風力無處不在、永不停息,,但從中轉(zhuǎn)化巨大能量勢必會改變降雨量,、氣流和達到地球的太陽射線,其變化幅度將和二氧化碳濃度翻倍給氣候變化帶來的效果一樣,。
英國雷丁大學(xué)氣象學(xué)家馬爾滕·安博目(Maarten Ambaum)表示:“這是全新的觀點,。與地球系統(tǒng)產(chǎn)生的自由能相比,人類對能源的利用很多,。如果我們不從自由能的角度考慮,,可能會被人類的能源開發(fā)潛力所誤導(dǎo)。”
但這并不意味著可再生能源的發(fā)展遇到了瓶頸,。事實上,,光合作用在產(chǎn)生自由能的同時,不會產(chǎn)生無用的熱量,。增加地球的綠色植被覆蓋意味著可以儲存更多的自由能,。太陽能板也可以增加自由能,雖然該技術(shù)有待進一步發(fā)展,。
在克雷頓看來,,風能工程師所要面對的終極挑戰(zhàn)是自然界到底可以產(chǎn)生多少可用能量,并非引擎效率的極限問題,,而認為人類可以無限地從環(huán)境中制造可再生能源的想法,,就好像生產(chǎn)“永動機”一樣,,只是個幻想而已。(生物谷Bioon.com)