年轻人的伟大思想

今年早些时候,我们的首席执行官路易斯·金厄姆(Louise Kingham)和总裁史蒂夫·霍利迪(Steve Holliday)凭借他们的“蓝管”排水管发电机赢得了EI的大爆炸气候变化奖,这让他们大吃一惊。斯塔福德沃尔顿高中的年轻团队再次发表了一篇客座博客文章,分享了他们对清洁能源未来的伟大想法…

詹姆斯:

随着气候变化和全球变暖问题的日益严重,如果我们要实现英国2050年温室气体净零排放的目标,我们需要现在就开始行动。由于能源工业对这些排放有重大贡献,必须使用替代的发电方法,从长远来看,一种选择可能是核聚变。

核聚变是一种新兴技术,诞生于长期公认的科学原理,它可能是清洁可靠能源的答案。作为太阳能量背后的驱动力,它是两个或多个原子核在高温高压下结合形成较重原子核的反应。较轻的原子核与铁的熔合通常会释放能量,从而保持反应物和产物之间的质量差。然后,这种能量可以作为反应的有用输出加以利用,作为电能进行转移和运输。

利用核聚变作为能源将有很多好处,特别是其主要产品由惰性无毒气体氦组成,不会释放二氧化碳或其他温室气体。此外,所使用的燃料(氘,氢的同位素)在地球的海洋中非常丰富,并能产生与所用反应物量相当的大量能量。与核裂变相比,聚变是一种更安全的选择,由于所需的复杂条件和使用的燃料量较低,因此不存在熔毁的风险。此外,产生的少量放射性废物寿命很短,可在100年内回收或再利用。

然而,核聚变和所有形式的能源生产一样,也并非没有缺点。为了发生反应,燃料等离子体必须加热到数百万度,这需要大量的功率输入。自从1940年首次提出核聚变以来,没有一种设计能成功地产生比电力输入更多的聚变功率输出。这个问题可以通过新的设计来解决,比如托卡马克和惯性约束激光器在法国和美国进行测试。其次,必须对反应释放的中子进行管理,因为随着时间的推移,中子会降解反应室内使用的许多常见材料。

总之,核聚变是未来很有希望的能源来源,这对于完全依赖可再生清洁能源至关重要。尽管目前存在两个主要问题,但随着技术的不断发展,这些问题可以克服,以提供必要的能源供应。

哈维:

我认为,我们生活方式的微小改变对应对气候变化至关重要。英国和丹麦现在有一些计划鼓励人们骑自行车上班,而不是开车。如果有人这样做,它将通过更多的锻炼改善你的生活方式,减少汽车排放,并在城市地区腾出更多的空间。在美国,这将是非常重要的,因为全国一半以上的市中心空间用于道路或停车场。目前,全世界只有6个主要城市的自行车出行比例超过10%:哥本哈根、阿姆斯特丹、鹿特丹、上海、东京和柏林,但有几个城市的自行车出行越来越普遍。总之,降低全球变暖速度的半现实选择是将我们的生活方式选择转变为更多的生态选择。

伊甸园:

虽然我们将重点转向可再生能源,以减少温室气体排放到大气中,但优化这些能源生产方法的效率非常重要。有了风能和太阳能等许多能源,就很难准确控制发电量,因此有时电量可能会超过需求。这种电力,如果在某一点上不需要,在一天中的另一个时间可能会有很高的需求,因此储存电力以提高可再生电力供应的稳定性是有用的。

我们目前储存电力的方法包括水力发电、电池、压缩空气、飞轮和热能储存。但是,这些存储方法存在一些问题。考虑到基础设施往往会破坏山区和山谷的生态系统,抽水蓄能可能会产生重大的环境影响,此外,抽水蓄能可能需要额外的能量才能将水抽到最高的水坝。减少水电储能对环境的影响并减少所需的能源将是极其有益的,因为水电储能是一种非常流行的储能方法,主要是高效的,并提高了其他可再生能源的可靠性,其电力输出难以控制。

最近,为了减少水库对生态系统的环境影响,出现了一些概念,即在洞穴或废弃矿井中建造地下水库。此外,在远离河流系统的地方修建水库可以最大限度地减少对现有河流的影响,并且可以优化其位置,使其处于最有利的位置,以支持国家电网。随着我们的钻井和施工方法技术的改进,在更广泛的地方建造这些系统应该变得更容易。抽水蓄能的新技术意味着其效率已经大大提高,可逆式水泵水轮机、发电机绝缘系统、可调节转速的水轮机。随着这些技术的不断改进,维护抽水蓄能系统的长期效率和成本也应该提高。

归根结底,为了维持一个未来,我们的能源供应包括可再生能源的更高比例,我们有必要用储能方法稳定供应。资助这些方法的优化,如抽水蓄能电站,以尽量减少对地球的损害和提高效率,在试图实现碳中和时不应被忽视。

骚扰:

由于太阳能电池的可扩展性,太阳能在当今社会变得越来越普遍,因为它是一种非常灵活的电源。例如,路标通常有小型集成太阳能电池板为其提供足够的能源,而大型太阳能农场可以为大型企业和家庭提供足够的能源。太阳能电池板也可以独立于电网运行,这使得它们非常适合在阳光充足的沙漠等孤立社区使用。我认为太阳能很好,因为它是一种清洁可靠的电源。

获取有关气候变化奖和获奖项目的信息energy-inst.org/climate-change-award

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