时时刻刻,人类都是在大量的耗费地球上的煤、石油和天燃气,这种化石燃料是新时代文明的重要前提,可以说没有了他们,也就失去了新时代文明。但是事实上,人类所采用的这种化石燃料其实就是地球上以往几十亿年的累积,根本没办法在短期内再次产生,而按照人类消耗速率,迟早有一天会把他们所有用了。
那这些化石燃料还能够适用人类用多长时间?关于这个问题,现在还没有准确的答案,但是根据如今已经知道的情况看,科研人员广泛认为地球上的化石燃料大约还可以用两三百年,这不由自主让人担心,在没有太未来的某一天里,当地球上的煤、石油和天燃气全用完了以后,人类又怎么办?今天我们就来讨论一下。
专家告诫我们,煤、石油和天燃气是通过远古的物种的产生,而这些生物生长发育所需要的能量来自于太阳光,换句话来说便是,大家现在使用的化石燃料中所蕴含的能量,本身就是这种史前生物所存放的太阳能发电。
在太阳的关键一直不断的进行核聚变反应,大家可将其简单的解读为,在高温的环境中,氢原子核不断汇聚成氦原子,并在这过程中由于流失了品质而释放出非常大的能量。
科学家认为,假如人类懂得了太阳这一本事,那样不久的将来也就不会为能源犯难,为什么这样说呢?主要是因为氢元素是宇宙里含量较高元素,这种元素在地球上算得上是经常可以看到,一个简单的例子便是,每一个水分子里,都带有两个氢原子。
最重要的是,可控核聚变释放出的能量是煤、石油和天燃气这种化石燃料根本没办法相比之下的,依据测算,假如1斤的氢出现了可控核聚变,就把会释放出630万亿元(6.3 x 10^14)焦耳的能量,这大约相当于大家点燃2万吨标准煤所形成的能量。
也正是因为如此,世界上有许多专家都是在专注于“可控核聚变”的研究工作,但由于“可控核聚变”需要长期保持非常高的温度与气体压强,就目前的情况来看,人类要很好地完成“可控核聚变”,还要很长一段时间。
所以说在完成“可控核聚变”以前,人类需要考虑其他的方式。资料显示,均值每一秒钟,地球上接收的太阳辐射强度就会有 1.73 x 10^17 泰利斯,这大概相当于大家点燃500万吨标准煤所形成的能量,不难看出,人类最需要考虑的办法就是,直接利用太阳辐射量到地球上的能量。
实际上,人类早已经在探索这么做了,目前国内利用太阳能发电的方式分为两种,第一种方式是,大家先把太阳能发电转化为热能,然后通过多种方式将热量转化为电能,例如半导体材料(或金属复合材料)温差发电、碱土金属热-电变换、磁流体发电机等,当然,大家也可以利用“烧水”的形式进行生产发电。
在1887年时,科学家海因里希.鲁道夫.HZ(Heinrich Rudolf Hertz)发现了一个奇怪现象,就是在特殊的情形下,当阳光照射到金属材料处时,就会使金属材料内部结构电子析出,从而形成电流量,这种情况之后被称之为“光电效应实验”。
现阶段人类所采用的另一种方式就是利用了“光电效应实验”的基本原理,人们把不均匀的半导体材料或是半导体材料和金属集合体放置太阳光的照射下,便会在不同的部位之间发生电势差,最终形成工作电压。
尽管现在人类在这一领域也面临着许多的一大难题,例如费用较高、能量转化率低、没有匹配的贮存电能的配套技术及其太阳能电池板的使用寿命比较短等各种问题,但各种问题与“可控核聚变”所面临的问题根本不是一个级别,相信随着人类科技的发展,不久的将来都会一一处理。
令人欣慰的是,在过去日里头,人类在太阳能行业一直在不断地进步,在2004年时,人类利用太阳能所发的电仅占世界发电能力的大约0.01%,而时迄今日,这一百分数已经超过了3%,专家乐观地可能,到2040年时,这一百分数能够达到20%,而到2050年时,更可以高达50%之上。如果真是这样,那么即使地球上的化石燃料大约还可以用两三百年,将来的人类也是有可以替代能源。
总得来说,大家不必担心当地球上的煤、石油和天燃气这种化石燃料全用完了以后,人类又应该怎么办,理论上来讲,只需太阳光并没有灭掉,人类就可以一直通过这种“取之不竭,用之不尽”的能量。但一个不可忽视关键是,学术界广泛认为,人类使用化石燃料时,会往地球上的大气层释放出大量空气污染物,这正是现阶段全球气候变暖的重要原因,因而我们平时应尽量地保证少使用化石燃料。