新经网logo.png新经网

新经网
新经网是百姓城市生活中不可缺少的信息港。
新经网

风水和太阳击败生物燃料核能和煤炭清洁能源

导读 Mark Z Jacobson说,改善能源安全,缓解全球变暖和减少空气污染造成的死亡人数的最佳途径是吹风,在水中涟漪,不在大草原上生长或在核电

MarkZ.Jacobson说,改善能源安全,缓解全球变暖和减少空气污染造成的死亡人数的最佳途径是吹风,在水中涟漪,不在大草原上生长或在核电站内发光。斯坦福大学土木与环境工程教授。

他声称,“清洁煤”,包括捕获碳排放物并将其隔离在地球上,根本不干净。

雅各布森通过评估其为电力和车辆提供能源的潜力,以及它们对全球变暖,人类健康,能源安全,供水等方面的影响,对拟议的主要能源相关解决方案进行了首次定量,科学评估。空间要求,野生生物,水污染,可靠性和可持续性。他的研究结果表明,最受关注的选项比最佳选择的污染程度高25至1,000倍。

“好的能源替代品并不是人们一直在讨论的最好的选择。而且提出的一些选择只是非常糟糕,”雅各布森说。“与现有的化石燃料相比,基于乙醇的生物燃料实际上会对人类健康,野生生物,供水和土地使用造成更大的伤害。”他补充说,根据最新的科学研究,乙醇也可能排放出比化石燃料更多的全球变暖污染物。

雅各布森发现最有希望的原始能源依次是风,聚光太阳能(利用镜子加热流体),地热,潮汐,太阳能光伏(屋顶太阳能电池板),波浪和水力发电。他建议采用碳捕获和封存的核,煤,玉米乙醇和由草原草制成的纤维素乙醇。事实上,他发现纤维素乙醇比玉米乙醇更差,因为它会导致更多的空气污染,需要更多的土地来生产,并对野生动物造成更大的破坏。该论文及其研究结果将发表在下一期“能源与环境科学”上,现在可在线获取。雅各布森还是斯坦福大气/能源项目的主任。

为了使各种替代方案处于平等地位,雅各布森首先通过计算影响来对能源进行比较,好像每个替代方案都用于为美国所有车辆提供动力,假设只有“新技术”车辆用过的。这种车辆包括电池电动车辆(BEV),氢燃料电池车辆(HFCV)和可以在称为E85的高乙醇混合物上运行的“弹性燃料”车辆。

雅各布森说,由于碳和空气污染排放减少了99%以上,风是迄今为止最有希望的;用于运行整个美国车辆的涡轮机占地面积小于3平方公里的土地(由于车队由电池电动车组成);l每年因过早的空气污染相关而节省大约15,000人的生命美国汽车尾气造成的死亡;几乎没有用水量。相比之下,雅各布森断言,玉米和纤维素乙醇每年将继续造成15,000多起与空气污染有关的死亡事件。

由于风力涡轮机需要在它们之间保持适度的间距以允许叶片旋转的空间,风力发电场将占据美国所有土地的约0.5%,但是这个数量比种植玉米所需的量少30倍以上。用于乙醇的草。风电场涡轮机之间的土地可以同时作为农田或牧场使用,也可以作为开放空间使用。

实际上,电池供电的美国车辆可能需要73,000到144,000个5兆瓦的风力涡轮机,比第二次世界大战期间美国制造的30万架飞机要少,而且更容易建造。额外的涡轮机可以为其他能源需求提供电力。

雅各布森说:“政治家们之间有很多关于我们需要大规模就业计划来拉动经济摆脱目前经济衰退的话题。”“好吧,让人们建设风力涡轮机,太阳能发电厂,地热发电厂,电动汽车和输电线路不仅可以创造就业机会,还可以降低因医疗保健,作物受损以及当前车辆和电力污染造成的气候损害造成的成本,以及为世界提供真正无限的清洁能源供应。“

雅各布森表示,虽然有些人认为风力和波浪能量变化太大而无法提供稳定的电量,但他的研究小组已经在之前的研究中表明,通过适当协调不同地区风电场的能源输出,潜力可以克服可变性问题,并向用户提供稳定的基线功率供应。

鉴于人们越来越多地致力于开发生物燃料,雅各布森的研究特别及时,他认为这是最糟糕的替代品。在争取联邦救助计划的过程中,底特律三大汽车制造商正在越来越多地宣传其在生物燃料领域的努力和计划,联邦研究资金一直在支持越来越多的生物燃料研究工作。

“这正是我们花钱的错误地方。生物燃料是我们在努力摆脱使用化石燃料时可能做出的最具破坏性的选择,”雅各布森说。“我们应该花钱来推广能源技术,这些技术可以显着降低碳排放和空气污染死亡率,而不是那些既有边际效益又根本没有效益的技术”。

“显然,单靠风不是解决方案,”雅各布森说。“它必须是一揽子交易,能源也由其他来源产生,如太阳能,潮汐,波浪和地热能。”

在最近的总统竞选期间,核电和洁净煤经常被吹捧为应该追求的能源解决方案,但核电和煤炭与碳捕获和封存是雅各布森在生物燃料之后排名最低的选择。“碳封存的碳排放的碳和空气污染比风能多60到110倍,核能排放的碳和空气污染比风能大25倍,”雅各布森说。尽管碳捕集设备减少了燃煤电厂85-90%的碳排放,但它对煤炭开采或运输或其他空气污染物排放产生的碳没有影响。事实上,由于碳捕获需要燃煤电厂大约增加25%的能源,因此需要大约25%的煤,

核电带来其他风险。雅各布森表示,如果美国更多地投入核电,那么其他国家可能会要求能够使用这一选择。

“一旦拥有核能设施,就可以直接开始在该设施中提炼铀,这正是伊朗正在做的事情以及委内瑞拉计划做的事情,”雅各布森说。“随着全球核能设施数量的增加,恐怖分子获得核武器或国家发展可用于有限区域战争的核武器的可能性肯定会增加。”雅各布森计算得出,如果一枚小型核弹爆炸,大城市燃烧产生的碳排放量将是适度的,但其中一次此类事件的死亡率将是目前车辆空气污染死亡率总和超过30年的两倍。

最后,与Jacobson的研究建议的大多数其他新能源相比,煤炭和核能工厂的计划,许可和建设时间要长得多。雅各布森表示,由于人们在等待新能源上线时继续使用相对“脏”的电力,因此现有的核能和煤电能源将产生更多的排放。

雅各布森没有从任何利益集团,公司或政府机构获得资金。

根据雅各布森的计算,从最佳到最差的能源和车辆选择:

最佳到最差的电源:

风力

聚光太阳能(CSP)

地热能

潮汐发电

太阳能光伏发电(PV)

波浪力量

水力发电

核电和煤炭之间的关系与碳捕获和封存(CCS)。

最佳车辆选择:

Wind-BEV(电动车电动车)

wind-HFCVs(氢燃料电池汽车)

CSP-纯电动汽车

地热纯电动汽车

潮汐纯电动汽车

太阳能PV-BEV

波纯电动汽车

水电,纯电动汽车

核能BEV与煤炭CCS-BEV之间的联系

煤炭-CCS-BEV(与核能BEV并列)

玉米-E85

纤维素-E85。

氢燃料电池车辆仅在风能供电时进行检查,但可以与其他电源结合使用。虽然HFCV需要的能量是BEV(BEV非常高效)的三倍,但HFCV仍然比纯汽油更干净,效率更高,而且风-HFCV仍然排名第二。HFCV的优势在于它们可以比BEV更快地加油(尽管BEV充电速度越来越快)。因此,HFCV可用于长途旅行(超过250英里),而BEV对于行程不到250英里更有用。理想的组合可以是BEV-HFCV混合物。

相关推荐



最新文章