我们赖以生存的现代文明,离不开煤炭、石油和天然气等化石燃料。这些宝贵的资源是地球亿万年积累的结果,无法短时间内再生。随着人类的不断消耗,地球的化石燃料迟早会枯竭。
专家预测,地球上的化石燃料可能还能维持两三百年。当这些燃料耗尽后,人类将何去何从?
化石燃料实际上是远古生物储存的太阳能。太阳内部持续进行着核聚变反应,氢原子核在高温高压下聚变为氦原子核,并释放出巨大的能量。
科学家认为,如果人类掌握了核聚变技术,将不再为能源发愁。氢元素是宇宙中最丰富的元素,在地球上随处可见。例如,水分子中就包含两个氢原子。
核聚变释放的能量远远超过化石燃料。1公斤氢发生核聚变,释放的能量相当于燃烧2万吨标准煤。全球许多科学家都在致力于“可控核聚变”的研究,但目前仍面临巨大挑战。
在实现“可控核聚变”之前,人类需要寻找其他可替代能源。地球每秒钟接收到的太阳辐射能量,相当于燃烧500万吨标准煤。直接利用太阳辐射能是人类最值得考虑的方案。
目前,太阳能发电主要有两种方式:第一种是将太阳能转化为热能,再通过多种方式将其转化为电能,例如热电转换、磁流体发电等。
第二种方式是利用“光电效应”原理,将半导体或半导体与金属的结合体置于太阳光照射下,产生电位差形成电压。
尽管太阳能发电目前还存在成本高、能量转化率低、储存电能技术缺乏等问题,但随着科技进步,这些问题将逐步得到解决。过去几年,太阳能发电技术取得了长足进展。2004年,太阳能发电量只占全球发电量的0.01%,如今已经突破了3%。科学家预测,到2040年,这一比例将达到20%,2050年将超过50%。
即使地球上的化石燃料将在未来几百年内耗尽,太阳能将成为人类未来能源的重要替代。只要太阳不熄灭,人类就能利用这种取之不尽的能量。
我们需要注意的是,化石燃料的使用会导致大量温室气体排放,加剧全球变暖。我们应该尽量减少化石燃料的使用,积极推广清洁能源,为子孙后代留下一片蓝天。