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移除书签二、环境能源
天上的风力发电站
还记得那个骑着一匹老马，勇敢同“敌人”——风车作战的骑士堂·吉珂德吗？有人认为他是个笨蛋，竟然把风车当成妖怪；但很多人却敬佩他的勇气，因为他不顾别人的嘲笑，努力朝着自己的理想前进。
荷兰的风车
当然这里可不是介绍堂·吉珂德，而是故事中的另一个主角：风车。风车大家都很熟悉了，一间有着三角顶的小房子，上面装了一个好像电扇扇叶样的东西，这就是风车了。世界上以风车闻名的国家就是荷兰，人们习惯把荷兰称为“风车之国”。
风车发电面临的困难
最早的风车是用来帮人们提水灌溉的，然而，现在大多数风车被人们用来发电，因为风能是世界上最不缺的能源之一，另外还没有污染环境的问题。根据报道，目前全世界风车发电的装机容量已经达到了5万兆瓦，大约相当于50个核电站。但是，这种没有污染的能源利用，还是面临着不少问题。例如：它会产生很大的噪音，每次叶片旋转的时候，就会干扰附近通讯信号的接收；另外还由于自然界的风力常常不够稳定，导致风车实际发电率很少能高于三成。假如风刮得过大，类似台风和龙卷风什么的，那结果就更惨了，风车往往就会“夭折”。
风车应该飞上天去
为了解决风车发电的这些问题，科学家们想到了很绝妙的解决办法：澳大利亚的一位工程师建议把风力发电机放飞到空中，而不是安装在地面上。这是为什么呢？
原来，在5000米到15000米的高空中，风是以每小时320千米左右的速度流动着的，如果风车能在这一高度发电的话，估计发电效率将达到80％到90％。目前，他已经与其他3位工程师开始合作，在美国创办了“天空风能公司”，以实现这个“异想天开”的发明。
他们研制的设备取名为“飞行发电机”，它由1个架子和4个螺旋桨组成，根据这位工程师的设想，到时这个飞行发电机将像风筝一样，在风中不停地盘旋。每个螺旋桨直径均为40米，完全用碳纤维、铝合金、玻璃纤维等航空材料制造。
同时与地面相连的“风筝线”具有固定发电机和传回电能两个作用，这些线约10厘米粗，内层是导电的铝丝，外层则包着极为坚固的纤维。这个飞行发电机约重20吨，起飞的时候，由地面向其供电，使螺旋桨旋转，就像直升飞机一样带动整个结构升空，达到预定的高度后，倾斜40°左右，这时候一方面利用风产生的升力继续维持这个高度；另一方面利用风力带动螺旋桨发电，然后把2万伏特的电压传到地面上。
便宜的电
现在电价越来越高，那么通过这个“大风筝”发的电也会很贵吗？以目前对“天空风车”28l万瓦的设计发电能力、一般美国城市上空80％的风力发电率计算，每度电的成本约为14美分，绝对比用其他发电燃料来发电便宜得多。
这位充满着奇思妙想的工程师还曾在澳大利亚试验了一种初级空中发电机，不过当时的设计相对简单，只能在低空试飞。而高空发电机的设计要更为复杂：需要计算机来控制平衡，再通过全球卫星定位系统定位；要保证在恶劣天气与机械故障情况下能进行方便的维护，还要避开闪电电击带来的损失。
根据“天空风能公司”的计划，只要获得了美国联邦航空局的批准，他们就将在2年内建造出一个功率为200千瓦的发电机原型，并在美国上空进行试验。出乎意料之外的还有：这种发电机造价成本非常低，只需大约400万美元。而我们现在用途最广泛的火力、电力发电机造价都在上千万甚至上亿元！
如果30年后有一天，当我们抬头看到天上正飘着一台台风车时，千万别以为是在做梦啊！因为那正是“天空风车”在为我们提供干净、便宜的电力。
海洋的未来
“小时候，妈妈对我讲，大海就是我故乡，海边出生海里成长。大海啊大海，是我生活的地方。海风吹，海浪涌，随我飘流四方。大海啊大海，就像妈妈一样，走遍天涯海角，总在我的身旁……”这是一首电影主题歌的歌词，每当人们听到这首歌时，就会对蓝蓝的大海充满着美好的向往。
大家小时候都被问到过这样的问题：“长大以后想做什么啊？”答案是各种各样的，什么科学家啊、医生啊、律师啊等等，反正是什么神气就回答什么。其实每个人都有属于自己的未来，大海当然也不例外了。这个人类在地球上的最后边疆，未来会是什么样子的呢？
海底田园和海底牧场
随着科技的进步和时代的发展，一个开发海洋的新时代已经来临，从中人们将更有效地从海洋取得更多的财富。已经有越来越多的国家，正在计划建立海底田园和海底牧场，他们要将原本只属于陆地上的田园风光和牧场风光带到海底下。人们正在从过去单纯的海洋捕捞时代，逐渐过渡到未来的“耕海”时代。
在不远的将来，人们会在海底田园和海底牧场中收获比在陆地农场、牧场中更多的财富，因为同面积的单位产量，海洋养殖的产量要比陆地种植高出100倍。海底农场种植的可不是黄瓜、番茄、南瓜等蔬菜，而是养殖大量海藻和海草等，以供应陆地上的牛、猪、羊等做饲料——海藻和海草中有大量的蛋白质，这样牛、羊会长得更好。丰收时刻到来时，大量的海藻、海草将由水下联合收割机来割取，然后再由钢索吊装到船上。
在30至50年后，人们世世代代捕鱼用的渔网将被强大的吸水装置替代，利用电场发出的光、一定频率的声音和溶于水中的特殊化合物等办法，能够引诱和迫使鱼群集中在一起。然后使鱼群靠近船上放下的吸水管道口边，吸水管道就会连水带鱼一起吸进船舱中。到那时，连同海底牧场向人类提供的各种鱼虾类一起，人们每年从海洋中所获得的海味将达10亿多吨，比现在向海洋索取到的多上十几倍乃至几十倍。
海底蕴藏着无限资源
随着全球对石油、天然气等资源需求量的不断增长和大量开采，陆地上的这些资源将日益枯竭，据说陆地上的石油再过50年就会全部被采光！这么严峻的形式迫使人们将目光转向了海洋，据估计，海底的石油蕴藏量约为900亿吨，仅北冰洋的石油储量就可供世界用上50年。海底石油开采出来后，人们将利用大型的潜水艇，先把一种巨型的塑料筒沉到海底，通过塑料筒从海底抽取万吨原油，最后再由潜艇把这些原油从海底托运到陆地上。但也有人计划用飞船装运海底石油！
海底大量的渔业资源
海洋中还蕴藏有巨大的热能，人们称之为“蓝色的煤海”，它也是人类未来可以充分应用的能源之一。未来的海洋热能转化厂，将设置在大海的深处。在沿海地区可以通过一种热能转化设备，把海洋的热能转化为电力，再由电缆输送到各个城市，作为城市用电。
还有一种被誉为“未来燃料”的“重水”，在海水中的含量也比陆地高得多。从重水中可以提取氢的同位素，科学家们正在用它来进行热核反应试验，如果获得成功，它将成为取之不尽的能源。
在不远的将来，人们还将建造“海底城市”，这已不是幻想，而是在一步步接近现实。
第一步：目前，日本正在建造一座海上游动的“小城市”。它的主体是用钢铁做成的，中心是一座6层高的楼房。设有室内小花园、电影院，水电全部自己供应。这个游动“城市”是靠8根高大柱子托起来的，把它们收起来，就可以当船行驶。
第二步：日本四国岛西南面的龙串湾，有个“海中公园”，人们在海底透过16面直径为60厘米的玻璃窗，就可以饱览海底奇景。
第三步：自从美国第一个建造了水下实验室以后，不少国家纷纷效仿，在海底建造“钢屋”和其他建筑。“屋”内气压和海面相同，人们可以在里面正常工作、维修海底油气井、打捞沉船、海底勘探等。
100年以内：地面上人口越来越多，住房越来越紧张。怎么办呢？只有向海洋发展了。据说，日本的一群工程师、建筑师已经计划在离东京120千米的海域上，建设世界首座“海洋之城”，以解决未来人类居住问题。
这座海洋之城的地基将建在200米深的海底，有一个4层楼高，离海面约70米，面积23平方千米的钢骨平台。全城由1万条坚固的柱子顶住，柱子附近还设置有感应装置，可以预测台风、海啸及暗流，并且自身还可以调整力度以抵抗这些外来压力，保持“海洋之城”的平稳。这里除了住宅区外，还会有1个商业中心、400个网球场、8个高尔夫球场、2个棒球场、1个栽种水果蔬菜的人工田，还有纵横相连的道路……海洋城的建设费用估计需要2000亿美元，这项巨大的工程可望在21世纪末完成。到22世纪，这座“海洋之城”的居民将有万人以上，那时，宽广的大海将不再沉默，它会跟陆地一样，变得热闹非凡，越来越多的人将去发掘它、建设它，用自己的智慧和双手去描绘这张硕大无比的宏伟蓝图。
未来“点石成金”术
传说中国古代晋朝时，曾有一个法术高深的县令，名叫许逊。他能施符作法，替人驱鬼治病。百姓们就称他为“许真仙”。一次，由于收成不好，农民缴不起赋税，许逊便叫大家把石头挑来，然后施展法术，手指一点，把石头都变成了金子，这些金子补足了百姓们拖欠的赋税。成语“点石成金”就由此而来。
谁都知道这只是个神话故事，把石头变成金子是根本不可能的事情！但凡事都没有绝对，如果有人告诉你，他可以把垃圾变成黄金，你会相信吗？不要太惊讶，因为50年内这将会梦想成真。
当今电子行业正处在发展的巅峰状态，手机、电脑及其他电子产品在造福人类的同时，也日益污染环境。在这种情况下，如何无公害地处理电子垃圾，就显得尤为重要了。
现实中的“点石成金”术
其实在电子垃圾中有着非常丰富的资源，其化学成分与加工这些电子产品过程中，所用的材料几乎没有差异。废旧电器中含有大量可回收的有色金属、黑色金属、塑料、玻璃以及一些仍有使用价值的零部件，如果处理得当，电子垃圾成为与天然资源同等重要的“电子矿山”是完全没有问题的。
这些年来，科学家们一直在试图开发一种新技术，这种技术能够在家庭普及使用：能从电子废弃物中回收金银等金属。通过一系列的溶出、还原、精制、干燥和熔炼等工艺过程后，可以得到含金（银）量达到国际标准的金锭或银锭。用此项技术处理垃圾，可以从300多吨的电子垃圾中，大约提炼出100千克的黄金。
电子垃圾的回收使用，其实早在20世纪70年代就开始实施了。无公害处置电子垃圾的目的不仅在于得到其中的真金白银，更重要的是为了使二次资源的利用率达到最大化，同时使利用过程对环境的危害最小化。但由于技术与资金的问题，如何处理电子垃圾提炼黄金过程中产生的有害物质，成为技术的一个关键问题。
令人欣慰的是，30年后采用新技术处理电子垃圾的过程将是完全无害的。整个处理过程不会产生任何污染。而且这个过程中需要的用水量也不多，其中的大部分还可以循环利用，余下的极少部分通过蒸发处理，达到了废水的零排放。同时，提炼过程中产生的“残渣”，也能被制成建筑材料，用于修桥补路，真可谓“一箭双雕”啊！
人人都是百万富翁
一定有人会这么问：垃圾中提炼的黄金与在矿山开采提炼出的黄金有什么不同呢？会在质量与纯度上有所不同吗？人们已经习惯了在矿山中开采黄金，对这种“垃圾”中提炼的黄金还存有一些怀疑。
经过研究人员严格的计算，从垃圾中提炼的黄金纯度将绝对可以达到国际标准，就是指黄金的纯度达到9995％。而我们日常所熟悉的黄金纯度为999％。所以，用电子垃圾生产提炼的黄金与采矿所得的黄金是没有本质上区别的，只是方法不同而已，并且从电子垃圾中开采的成本要比从矿山开采的低得多。
成堆的电子垃圾
毫无疑问，电子垃圾提炼黄金可以很大程度上解决一些能源与环境问题。目前，世界上虽然已有一些国家建立了电子垃圾回收示范基地，但电子垃圾处理体系和相关产业的建立却困难重重。其中最困难的就是如何让公众明白“垃圾中有黄金”这个道理。
现实生活中，很多人对于电子垃圾的严重性不了解，没有养成回收意识，将电子垃圾与生活垃圾同等对待，不仅造成了环境污染，还在很大程度上造成了电子垃圾的回收处理的难度。例如：就拿废旧电池来说，没有专门的部门回收它们，其实废旧电池里面的电能很难完全用尽，完全可以回收进行再利用处理。而且废旧电池中含有重金属，随意丢弃会对环境污染造成很大的威胁。
但30年后，如果有这么一种“电子垃圾回收器”直接进入了百姓家庭，公众回收与环保意识，肯定会在现实中得到加强的，因为谁都希望每天能收获一点点金子，哪怕就那么一点点。想一想，中国的十多亿人口，若是每天平均一个人能获得哪怕l克黄金，那都会是一个天文数字！
能发电的牛
一头牛的平均寿命大约为20年。在这并不短暂的时间里，牛为人类奉献了自己的一生：它勤勤恳恳地帮人们耕田种地，任劳任怨：吃的是草挤出来的却是含有丰富钙质和营养的牛奶，而且从来不计较任何回报；为人类提供肉食等等。不仅如此，就连牛的粪便也照样可以被人们充分利用起来。以前在牧区，人们大都用干牛粪烤火取暖，但现在科学家们研究发现把牛的粪便集中起来竟然可以产生电能！
这种发电方式的工作原理是利用牛粪中释放出来的无色、无臭的气体——甲烷，为发电机发电提供必要的能量。
牲畜也会有污染
牛、羊、骆驼等食草动物是甲烷、二氧化碳等加剧空气污染和地球温室效应物质的重要释放者。目前，世界上共有105亿头牛和13亿只羊，这些动物通过放屁和排泄排放出的甲烷气体含量占全世界甲烷排放量的1/5左右，其中，牛产生的甲烷气体量最大，是其他动物的2到3倍。
为了解决这一问题，保护地球环境，目前科学界和各国政府都在积极想办法，力图将牛羊等动物的甲烷排放量降到最低，包括发明抑制牛羊胃中产生甲烷的3种微生物繁殖的疫苗。甚至一些畜牧业大国（例如在新西兰）政府还打算征收“牛羊打嗝税”。
1 500头牛的“发电量”
牛的粪便受热并分解后就会产生气体甲烷，将这些气体收集起来可以作为发电机发电所需的能量，但粪便的分解过程通常需要3个星期的时间才能完成。利用牛粪发电还有其他很多好处，例如：从粪便中提取甲烷，可以去除粪便90％的臭味，分解后的剩余物质，还可以制成混合肥料给庄稼提供养料等等。
牛粪的发电“威力”也不容我们小看。按普通农场来计算，通过1 500头牛，将足够供应330个家庭的所有用电量。
对于农场主们来说，这也是另外一条发家致富的新途径：他们可以想办法把这种电能集中起来，通过电缆输送到中心电网。
牛胃竟然也能发电
在科学家看来，牛可真是浑身都是宝，现在美国科学家发现通过作用于牛的瘤胃（反刍的第一胃），有望开发出另一种极具前景的电力来源。
就这科幻般的设想，科学家解释说：“牛的胃液本身是不能够充当电能的来源的，之所以可以作为电能，是因为牛胃液中有一种微生物在消化草或其他饲料的过程中会产生大量的能量，这样就能够产生大量的电能。”经过大量研究，科学家发现，半公升牛的瘤胃胃液中含有的微生物能够产生600毫伏电能。于是，他设计了一个特殊的实验器材来深入证明牛胃的发电功能。
牛的身体消化系统
神奇的胃液
科学家通过一根导管把胃液从活牛的瘤胃中提取出来，然后模拟瘤胃制造了两个无菌玻璃器皿，每个玻璃器皿均高约30厘米，直径约15厘米。把两个玻璃器皿连接在一起，中间用一种特殊物质隔开，其中一个器皿设定为电极的正极，另一个当然就是负极了。正极那个器皿中装满了瘤胃胃液和纤维素，以诱发微生物发生分解；负极的器皿中则装满帮助电能回流，形成铁氰化钾的物质。“当电流能够通过中间的特殊物质而从正极移动到负极，最后就能形成电流。”科学家说，通过测量这种方式，他们获得058伏的最高电压，4天后电压降低到02伏，但是当加入新鲜的纤维素到正极器皿中后，电压就又恢复到058伏。
也许，目前断定牛的胃液是否可能成为优质电能来源还为时过早，因为毕竟通过这种方式获得的电能比较小。但是就现在的研究来看，牛粪很有可能在将来的某一天成为便宜电能的来源，这对于发展中国家来说是很重要的。
即将毁灭的“海上长城”
在海底世界，由珊瑚组成的珊瑚礁向来就享有“海洋中的热带雨林”和“海上长城”的美誉，它被认为是地球上最古老、最多姿多彩，也是最珍贵的生态系统之一。在长达25亿年的历史长河中，无论是狂风暴雨火山爆发还是海平面的升降都没有能让珊瑚礁灭绝。但是由于人类近数十年对海洋资源的过度开发、污染，以及对海洋鱼类的滥捕滥杀和对珊瑚礁的掠夺性开采，却使珊瑚礁出现了前所未有的生存危机。科学家大胆预言，如果再这样继续下去，珊瑚礁在未来50年内将会全部灭绝。
可怕的酸化效应
目前，全球20％的珊瑚礁已经遭到无法挽回的严重破坏，另外50%的珊瑚礁也接近崩溃的边缘。如果还不赶快采取行动的话，全球变暖产生的酸化效应，将导致全球珊瑚礁最终死亡。
那么究竟什么叫酸化效应呢？由于大气中二氧化碳量的升高，导致气候的变化而使海水温度变暖，加速了海水中的二氧化碳变成碳酸这一化学过程，使得海水中的酸度增加，这就是酸化效应。如果海水中的酸度太高会产生很多副作用，珊瑚的死亡就是一个鲜明的例子。
“这是全球发展的十万年甚至百万年以来，从未见过的急剧转变，迫切需要进行更多研究。”这是一位科学家的发言。例如，发生在1998年，波及全球16％的大面积珊瑚礁被漂白事件，在未来50年里会时常发生。在未来35至70年内，二氧化碳的排放量可能会达到目前的两倍。
珊瑚构成了海洋生态重要的一环
环环相扣的生物链
历史上的人类活动也导致了珊瑚礁不同程度的衰亡。科学家们发现，过度捕鱼是造成珊瑚礁生态系统衰亡的主要原因。一组科学家分别研究了太平洋、大西洋等地方的14个珊瑚礁生存的区域。结果发现，全球气温变暖导致海水温度升高引起的这些变化，只不过加剧珊瑚礁衰亡的一个因素，其实早在这之前它们就已经开始大量减少了。
加勒比海巴哈马群岛上的居民很早以前就大量捕杀绿海龟，当1492年第一批殖民者的船队来到巴哈马的时候，绿海龟的数量已经变得很少了。而绿海龟数量的变化会影响到这个生态系统中更“底层”的珊瑚礁。
这就好像生物链一样，是环环相扣的。首先是大型的草食和肉食类动物被人类捕食，接着是较小的鱼类，最后是海草和珊瑚礁上的珊瑚。
可怕的自然灾害
森林大火，海啸等自然灾害也同样会给珊瑚礁造成重大打击。1997年的下半年，太平洋某小岛上发生了一场规模空前的森林大火。这场火灾持续了几个月，大火释放出的烟尘让整个东南亚地区都受到了影响。“城门失火，殃及池鱼”，这场火灾导致附近数百平方千米的珊瑚礁出现了大面积死亡。
科学家们发现，这场热带雨林里的大火不仅释放出了大量的二氧化碳，还释放出了藻类喜爱的美味——大约11万吨的铁以及其他营养物质。大火把植物体内和土壤中的营养物质以烟尘的形式释放到了大气中，它们会把周围的环境变得营养丰富，这些营养物质又能产生足以杀死数百平方千米范围内珊瑚礁和鱼类的赤潮。
而令科学家更担心的，是全球气温变暖和不断增长的人口，将会导致森林火灾发生次数增加。将来的火灾可能会再次伤害到珊瑚礁，事实上这种威胁不仅会伤害珊瑚礁，也会伤害任何沿海的生态系统。科学家还发现，虽然珊瑚礁可以有效地减缓海啸对陆地的破坏力，但是，珊瑚礁也可能在海啸中受到重创，这进一步加剧了它的生存危机。
当海啸发生时，珊瑚礁在巨浪的强力冲击下，一部分外层结构被摧毁并冲走，而在珊瑚礁周围维持脆弱生态系统的海洋生物，也将被刮至海洋深处，或者是由于被重重撞在礁石或海床上死亡。而且海啸过后，海水里一片浑浊，这将防碍阳光照射到珊瑚礁周围的海洋生物上，这些生物需要阳光才能生长。
帮帮珊瑚礁
对于科学家而言，解除珊瑚礁面临的危机比发现这些危机更加困难。即便人们能够立即制止本身的一些生理性疾病和白化现象，珊瑚礁仍然处于一种长期的危机中。“如果我们能够退回以前，去实施强有力的管理，那么我们可以恢复珊瑚礁的生态系统。但是这取决于政府意愿、资金和其他很多难以预料的影响。”
这确实是一个难题，在目前的情况下，对珊瑚礁的研究前景确实非常黯淡。我们眼睁睁地看着大片珊瑚礁死亡，而它们500年前还是活生生的。
要想保护珊瑚礁，各国政府不仅需要减少二氧化碳排放量，还需要建立海洋保护区，以保证生态环境不受到任何形式的威胁。环境的保护需要大家一起来维护和保持，让我们都来珍惜和爱护所有生命的存在。
塑料太阳能电池
传说古时候天上本来有10个太阳，它们放射出的光芒把大地都快烤焦了，给农作物带来了严重的危害。当时，有位名叫后羿的神箭手，他弯弓射箭，只听见“嗖嗖”的几下，就把天空上的9个太阳都射了下来，只留下1个。大地上顿时凉爽了许多，农作物都有了无限生机，又开始茁壮成长起来。
当然这只不过是个神话故事，天上本来就只有一个太阳。太阳光是我们人类，也是地球上一切生物赖以生存的基础，因为太阳光能杀灭很多的有害细菌、可以为植物提供充足的光线进行光合作用、地球上动物机体的新陈代谢也一样离不开太阳光的照射。除了这些，太阳光对于我们其实还有很多用途，比如：在21世纪将被广泛利用的新能源——太阳能，它就是一种取自太阳，清洁、高效、永不衰竭的新型能源。
为了把太阳能有效地储存起来，好随时为人类提供服务，人们又发明了太阳能电池。太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应，直接把光能转化成电能的装置。光电效应工作的薄膜式太阳能电池目前为主流，而以光化学效应工作的湿式太阳能电池则还处于萌芽阶段。
塑料太阳能电池板
这里主要给大家说的是太阳能的又一新科技——塑料太阳能电池。
其实在卫星和宇宙飞船上，早已经用上了一些巨大的太阳能电池板，现在一些城市的街头也能看见一些由太阳能电池提供电力的设施，不过，这些在日常生活中遇到的太阳能电池，却往往局限于计算器、手表等一些小型电子设备上。由于这些以硅为材料的太阳能电池制造成本昂贵，又不方便安装，光电转换效率也比较低，大约只有12％～15％，所以导致太阳能电池的大规模商业生产一直无法实现。因此科学家们一直都在努力，打算在30年内推出一款既有效、又经济实用的新型太阳能电池——塑料太阳能电池。
这种太阳能电池将充分利用塑料薄膜极好的导电性能，最大限度地提高电池的各种性能。而且这种电池还可以被“印制”到多种材质表面上。想想看，如果真是这样的话，到时候什么东西需要用到电池，我们只要把这种涂料涂在它的表面就可以了。由于这种电池具有成本低廉、制造容易、重量轻和易弯曲等特点，30年后肯定会成为推广普及的热门产品。
初探塑料太阳能电池
在这30年内，科学家们将利用塑料纳米技术来研制新一代的太阳能电池。像普通电池一样，这种电池的两头是两个电极，其厚度仅有头发丝那么薄，但却可以提供07伏的电压。它的关键是把太阳光能量先储存在电池内，然后再嵌入塑料薄膜的表面，制作成太阳能发电薄膜。这种太阳能发电薄膜成本很低、转换效率又高，可以有多种用途。
科学家们还将开发出另一种工艺，这种新工艺能够把二氧化钛和一种能吸收光的染料涂覆在塑料薄膜的表面，然后染料分子会把吸收到的光源用来激发出二氧化钛上的电子，从而发出电来。这种新型太阳能电池将主要应用于消费电子设备上。
由于现在许多东西都是由塑料做成的，因此采用新型的塑料太阳能电池，实际上能够使许多材料具有发电能力。例如：塑料太阳能电池可以被嵌入手提电脑的箱壁里，这样随时就可以在光照条件下对电脑充电；塑料太阳能电池也可以安装在电动汽车的车身，为电动机供电；就连房屋的屋顶都可以覆盖塑料太阳能电池，以供应日常用电，这样就算停电也不用怕了。
塑料太阳能电池技术的产生将带来巨大的经济效益。也许有一天，塑料太阳能电池能够让我们跟发电厂永远说再见了，过上电力自给自足的日子。
塑料太阳能电池技术对于电网不健全的发展中国家尤为适用。例如：电资源的短缺是中国西部地区常见的问题，西部地区很多地方虽然都干旱少雨，但阳光非常充足，在那里发展太阳能有着得天独厚的条件。如果在西部地区应用这种塑料太阳能电池，因地制宜，大力开发利用太阳能等新能源，把它们转化为电能，提供照明、广播电视、通讯、水泵等动力能源，对促进中国西部地区解决能源问题、脱贫致富、解决经济和生态环境协调发展的问题、实现小康将具有重大的意义。
未来的核电站
大家都知道，第二次世界大战末期，在1945年8月6目和9日，美国两架B—29轰炸机在日本广岛和长崎投下两颗原子弹，最终迫使日本无条件投降。原子弹爆炸的威力震惊了全世界——几乎整个城市连同14万人的生命都在巨大的爆炸声中灰飞烟灭。原子弹爆炸产生毁灭性能量的方式，实际上和太阳产生能量的方式是一样的。之后，在1954年前苏联建成了世界第一座试验核电站；1957年，美国又建成世界上第一座商用核电站。从第一颗原子弹爆炸到第一座核电站的建立，科学家花了大约10年的时间。
但是传统的核电站也充满了危险，经常会因为核泄漏而严重破坏环境，本世纪内地球上可供开发的石油资源面临干枯，那么新型的核电站是否能及时出现并投入使用呢？科学家给我们的承诺是：50年以后。
2005年6月28日是值得纪念的日子。因为这一天，来自欧盟、美国、俄罗斯、日本、韩国和中国的代表们在俄罗斯首都莫斯科达成共识，最终决定在法国南部的卡达拉什，建造一个耗资130亿美元的实验性核电站。这可以说是人类在新型核电站研究道路上，迈出的关键一步。
核电站的最大优势——安全
与传统核电站相比，新的核电站有安全、无污染、高效三大优点。传统的核电站之所以危险，是因为它随时都处于一种“临界状态”，这种临界状态一旦被打破，投入的核燃料超过了临界限，就有可能发生爆炸；其次，传统核电站的原料还具有辐射性，泄漏出来会成为威胁周围人群健康的“隐形杀手”。
正在建设中的新型核电站
而新的核电站则永远会处于“次临界状态”，也就是离爆炸的临界线还有很远的距离，所以很安全。它就像是一个煤气炉，加入的燃料是被多次、缓慢烧尽的；而且，在任何时候管道里的燃料都非常少，如果燃料供应被阻断那么火焰还能够持续燃烧几秒钟的时间，不过这时候任何设备的运作都将停止。由于没有多余的燃料，所以煤气炉才不会爆炸。
新的核电站几乎不会给环境带来任何负面影响。一个100万千瓦的新核电站运行一整年，仅仅只需要大约100克的核燃料，同时还不会有温室气体或其他污染排放物。而要发出同样的电，一个燃煤发电厂大约需要150万吨的燃煤，同时还要产生大量的二氧化碳。
更重要的是，科学家目前已经可以从海水里面很容易地提取核原料，所以新型核电站所需要的原料几乎可以说是无穷无尽的。
必须解决的两大难题
但要使新型核电站正式投入实际发电，还面临两个问题：第一是维持长时间的超高温很困难；第二是现在还找不到能够长时间承受极端高温辐射的材料。
要使新核电站进行发电，其必要条件是使燃料炉里的温度达到1亿摄氏度左右的高温——原子弹爆炸的中心温度超过1亿摄氏度，但是显然不能用这种爆炸的方法来达到高温。现在，科学家普遍研究的是一种叫做“托卡马克”的装置，它在物理学上又被称为“磁线圈圆环室”，那是一个由封闭磁场组成的“容器”，可以依靠超级导电电流产生的强大磁场来产生高温。
在世界上仅有的几个“托卡马克”装置中，达到3～4亿摄氏度的高温都已被实现，都比发电站所需要的温度高出许多。但不尽如人意的是，这样的高温持续时间都很短暂，而新型核发电站则是需要持久稳定的高温，“要得到更持久稳定的高温，目前看来惟一的方案就是增加设施的大小，因为磁场的强弱是随着电流强度增加而增加的。”
其次是材料问题。发电机的内壁上覆盖有一米多厚的“地毯”，其作用是把发电反应释放的辐射转化为热能，然后再进一步转化为电能，科学家们准备测试组成“地毯”的材料。但要研制出这种由成熟的抗高温、抗辐射材料织成的“地毯”，大概还需要20年的时间。
目前已经成熟的发电技术，其主要原料在地球上的全部储量也仅够维持数百年之用了。地球上目前剩下的石油能源也还能使用50年，这50年恰好是科学家研究核电站能源民用化、大众化所需的时间。
科学家担心地说：“因此，全人类最终走向主要依赖于新发电站的能源是一个必然趋势。如果此项技术还无法在传统能源耗竭之前得到应用，人类将面临着因为能源枯竭而灭亡的危险。”
未来环保人人参与
由于工业的不断发展，环境污染也越来越严重。社会各界对环保问题也更加关注了，每个行业都在积极地进行环保行动。于是科学家们把目光投向了广阔无垠的大海，那么他们又都在做些什么呢？
这是一座大型的废料加工厂
生物学家的努力
目前生物学家们又开始忙碌地寻找一种能在全球消除环境污染的新方法了——新兴的生物工艺技术，这种技术实际上就是利用一些已有的原料或废料进行再生产，再回收利用，也就是我们经常说的废物利用。这种方法可能成为生物学家们的首选方法。例如：在日本，他们开始对微藻进行专门的培养，因为微藻的生长环境里有大量的二氧化碳气体，将这些二氧化碳收集起来，把它们进行分解、产生新的有用的物质，就可以作为重新使用的能源。这样，大气中的二氧化碳就可以循环使用，也就能变害为利了。
矿物学家的工作
最令人耳目一新的还要算是德国矿物学专家希伯尔兹的“矿物增生”建筑技术。什么是“矿物增生”建筑技术呢？简单地说，就是一种利用太阳光的光能量，把海水中的矿物质变成石灰石的办法。希伯尔兹博士的最终目的，就是想通过并不复杂的技术，使大海自己衍生出新的岛屿，并使岛上产出可以向陆地提供的建筑材料和金属。
希伯尔兹博士的研究小组把一系列线网放置到海底里的高山顶上，然后再把这些线网逐个连接起来，把它们接到一个提供直流低压的太阳能电源上。随着时间的推移，电化反应将使海水中的矿物质在线网里慢慢积聚起来，从而形成各种形状和大小的石灰石，这些石灰石的大小和形状可由线网的不同布局来决定。但矿物质的增生过程将有助于降低二氧化碳的含量，这就好比海绵吸水一样，海绵越大、越厚，吸收的水分也就越多。但这里用的是线网而不是海绵，线网吸附的也不是水，而是一种温室气体。希伯尔兹博士的研究小组相信他们的研究工作一定会取得成功，因为一些已经被安装起来的实验性装置，已达到了所预期的效果。
目前希伯尔兹博士的研究小组已经跟一个礁石保护协会进行合作，并在他们工作的小岛周围建立起了5个实验场地，目的就是打算通过线网通电的办法来生成礁石或石灰石。其中3个实验场地的能源来自于陆地；另一个实验场地的能源利用海水制成的所谓“湿电池”；第5个则靠太阳能装置。
研究小组希望通过他们的工作，最终能在位于非洲马德拉群岛与葡萄牙之间的海域上，“制造”出一个能够自给自足的岛屿。这将是一个跨度为50米的岛屿，其根部一直生长在大西洋的海底，这个岛屿虽说不大，却有着很多的用途：它有浅滩，可供人们休闲娱乐和游泳；这区域的海洋水流量不急，还是一个钓鱼者的乐园；更重要的是，在这个岛屿附近的海底充满了各种金属小结块，它们有铜、锰、镍、铁和钴等，具有很大的开采价值。
同时为了保证岛屿上居民们的安全，这个小岛屿的周围将筑起巨大的石灰石坝，而这些建筑材料来源，全都是从大海中自然衍生出来的。岛上除了建立一个太阳能和风力发电站以外，还将充分利用大海给予人类的恩惠，利用不同海洋流之间不同的温度差，通过一个专门的热能转化系统，大量吸收海洋里的天然能量，使之成为一个能提供大量能源的能源场。
到时，岛屿城市所用的建筑基础中，石柱也是由石灰石生成的。这种建筑材料不仅仅只为本岛提供建设材料，还可以源源不断地运往附近甚至更远的陆地，供陆地上的建筑工作所用。30年后的岛屿城市会有很大的发展前景，除了建材以外，还将提供多种金属材料。由于海底存有大量的金属结块，所以还可以在此建立专门的海下采矿中心，可以从结块中提炼出纯金属。虽然金属提炼也是一项很消耗能源的活动，但想要建立一个靠海水生产石灰石管道的制造厂并不困难，使用这些管道将深层的缓慢水流进行分流，再使其通过巨大的水力发电机桨叶而发电。
岛屿城市上的居民将主要以大量的海鲜作为日常食品。他们在岛外的海中可用网捕鱼，在家里则可圈养鱼或虾等海产品；而一般食用的蔬菜，都将在特殊的水溶液中进行种植。这些天然的绿色食品还是帮助岛屿城市进行经济发展的重要途径，他们可以把这些名贵的海产品和蔬菜推销到陆地上。这项技术的最大特点，是通过自然的循环过程，索取能源和财富，却不会产生任何污染。
环保事业绝不仅仅是科学家们的事情，如果人人都作出一份努力，未来的世界将会更加美好。
石油的替代品
许多年之前，就已经有人指出：有朝一日，地球上的石油将被用尽。他们建议尽早开始寻找和研究各种替代能源来代替石油。这些建议的目的在于减少人类对石油的依赖，以避免因能源的耗尽而导致严重问题的产生。
有些专家开玩笑说，由于油价太高，30年后，餐馆将成为大多数有车一族最爱去的地方之一了，因为在那里做菜用的植物油也可以给汽车加油，这种做法听起来似乎是玩笑，不过，到时这可能真是惟一的解决方法了呢。
从植物中获取各种能源是一种非常古老的方式，它伴随人类走过了几十万年。然而，现在人们用石化燃料代替了植物后，不少国家的农民就会把收割粮食后剩下的秸秆烧掉。但这是很可惜的，因为这不但会浪费能源，还会增加大气中二氧化碳的排放量，污染环境。现在，不少国家已经意识到了这点，重新开始把利用植物能源作为今后的发展方向。
几十年以后，当玉米油、大豆油代替石油，成为人们生活中不可缺少的一部分后，那时农民们将成为富有的“油类大亨”。也许他们现在还没有意识到这一点，但以后这将成为现实。
目前生物燃料的研究焦点还集中在乙醇上，乙醇是我们日常所喝的酒的主要成份，所以又叫酒精。但这并不是惟一的出路，也不是最好的出路。乙醇是通过植物发酵获得的，虽然它可以作为一种很不错的燃料，但它也有许多不足之处，比如它不像汽油那样具有爆炸性，而且它会吸收水分，容易引起氧化、生锈和腐蚀。假如经常用它来代替汽油使用，可能有天汽车会突然起火、油箱里长满铁锈，或者等着车被慢慢地腐蚀掉。
与酒精相比，植物油更是随处都可以见到和找到，是汽油的一种更为适合的替代品，因为它和汽油的化学组成结构一样，其分子都是由烃链构成的。一般汽油分子由7至10个烃链组成，烃链越短，爆炸性越强，其所能提供的能量也就越强。而植物油分子则一般由14至18个烃链组成。烃链太长是植物油取代汽油的一个不足之处，但通过一定的方式缩短植物油的烃链是有可能的。而且由于柴油分子是由15个烃链组成的，与植物油分子相似，所以，植物油的应用可以先从生物柴油入手。
植物在地球上的储存量高达2亿亿吨，而且每年以1640亿吨的再生速度更新。就中国这样一个农业大国而言，年平均农业秸秆类物质就超过7亿吨。如果能通过生物技术，有效地将其转化为生物产品或生物能源，将大大促进中国农产品深加工业及农业产业化进程，使千千万万农民受益。
巴西的“柴油树”
除了上面说的用植物油替代石油外，美国一个名叫卡尔文的科学家在巴西发现了一种神奇的橡胶树，只要在这棵树的树干上钻个小洞，就可收获到大量的“柴油”，因而又称之为“柴油树”；澳大利亚有一种“古巴树”，从每棵树上每年可获得约25升燃料油，并且这种油可以直接用在柴油机上而不需特别加工；美洲香槐草是产于美国的一种杂草，它生长在干旱和半干旱地区，从它体内，每公顷土地可以收获约1 600升燃料油。
还有一些藻类现在也是产油热点。这些“油藻”生长繁殖迅速，生存环境范围大，燃料油产量也很高。例如：在淡水中生存的一种丛粒藻，它们简直就是一台产油机，能够直接排出液态燃油。另外一些目前尚未发现有明显经济价值的藻类，我们也可以用它们来做沼气原料，而那些含糖量大的藻类则可以用来生产醇类作为燃料。
总之，通过生物途径生产燃油，不但是扩大生物资源利用的一条最经济的途径，对需要大量进口石油的国家也具有重要战略意义。洁净的新能源——生物汽油，对越来越注重保护生态环境的21世纪来说，实在是一剂“良药”！
月球上的发电站
试着想想，假如某一天全世界都没有了电那我们该如何生活呢？没有电，全世界几乎所有的设备都将无法运行，你可能再也不能在家饮用可口的冰冻饮料，也无法享用香喷喷的蛋糕，更别想看电视、玩电脑……这些看来在平常伸手可得的快乐生活，那时候都成了不可能。
未来的人类月球探索基地
目标锁定月球
虽然上述这些都只是假设，但是不得不引起我们的高度重视，大约50年以后，人类目前广泛使用的传统能源如煤、石油和天然气等，都将面临严重短缺的局面。严峻的能源危机已经迫使人类将目光转向浩瀚的宇宙，而地球的近邻月球以其独特的环境、巨大的能源储量，自然就成为了人类寻找地外能源的首选目标。
本来，科学家们一直将开发新的能量源寄希望于太阳能和核能的利用上，然而，浓密的地球大气层导致在地球上利用太阳能有许多不稳定因素，而利用核裂变反应获得电力的方法又往往会产生大量放射性废料，容易造成严重的环境污染。
把发电厂建到月球上去
无法可想的人们偶尔把目光投向月亮，顿时豁然开朗。由于月球表面几乎没有大气层的存在，太阳光可以长驱直入而几乎没什么损耗。可想而知，如果能把这么多的太阳能利用起来，这对于我们人类来说将是多么巨大的一笔能源财富！
通过计算表明：每年照射到月球的太阳光辐射能量大约为12万亿千瓦，相当于目前地球上一年消耗各种能源所产生总能量的25万倍。按照太阳能的能量密度为1353千瓦/平方米计算，假如在月球上使用目前普通的太阳能发电装置，则每平方米太阳能蓄电池储存的电量，可以每小时发电27千瓦；而如果是采用1000平方米的太阳能蓄电池储存电量，则每小时可产生2700千瓦的电能。
在月亮上建造太阳能发电厂还有一个好处：因为月球自转的周期恰好与其绕地球公转周期的时间相等，所以月球上的一天相当于地球上的14天半，这样也可以获得更多的太阳能源。
科学家们设想：50年后，通过“月球并联式太阳能发电厂”，地球人就可以获得极其丰富而稳定的太阳能，这不但可以解决未来太空飞船的能源供应问题，而且随着人类空间转换装置技术，和地面接收技术的不断发展与完善，只要在月球上建造大功率的激光或微波发射装置，就可以用激光束或微波束的形式，将这些无穷的能量传送到地球上。然后，在地球上设置多个接收站，把激光束或微波束还原为电能，最后通过电网传送给各家各户。
月球还具有高真空和低重力的特殊条件，在月球上生产的金属工业品不仅具有特殊的强度、超级可塑性，还能提高产品纯度，生产出无瑕疵的单晶硅、光衰减率低的光导纤维，以及纯度特高的生物医疗制品等等。由此可见，月球的确拥有很多丰富的资源等待我们开采，就算50年后地球上的能源全部被用尽，我们也用不着担心了。
重要的“氦-3”元素
月球的土壤中还含有丰富的“氦-3”元素，很多科研人员视氦-3为21世纪的完美能源，它的发电量惊人，又没有污染，而且几乎没有放射性物质，只可惜地球只有大概500千克的氦-3，而大部分还是生产核武器时释放出来的副产品。如果采用氦-3核聚变发电，全世界一年有100吨氦-3就够了，而像航天飞机那么大的一艘飞船，一次就可以从月球运回20吨液化氦-3。
科学家们把氦-3形容是月球的金矿，他们以现在的油价作标准，估计月球上的“氦-3”每吨约值40亿美元，这是一笔巨额财富！利用氦-3元素发出来的电能是安全无污染的，它不仅可用于地面核电站，而且还特别适合宇宙航行。
月球土壤中氦-3的含量估计为715 000吨。从目前的分析看，由于月球的氦-3蕴藏量大，对于未来能源比较紧缺的地球来说，无疑是雪中送炭。许多航天大国已将获取氦-3作为开发月球的重要目标之一。
