读者回应“2030年实现可持续能源的路径”

致编辑的信,来自2009年11月刊的大众科学

变革之风
我感到惊讶的是,在“2030年实现可持续能源的路径”中,马克·Z·雅各布森和马克·A·德鲁奇没有提及建议的能源来源对气候的影响。作者提议从风中可用的约60太瓦能量中吸收约6太瓦的能量,约占其总能量的10%。因为风,至少在美国附近,通常围绕高压或低压流动,在那里速度和相关的科里奥利力倾向于维持压力差,我可以很容易地想象到,吸收能量将改变压力中心崩溃的速度。这将如何改变天气,我不知道,但这肯定会做出改变,给我们一些能量。可能天气变化会是一种改善,但作为一个墨菲定律的信奉者,我会感到惊讶。大约100年前,将垃圾倾倒到海洋中是合理的,因为与影响相比,海洋是无限的,所以没有人计算允许倾倒多少。这次让我们变得更聪明!为什么不在造成更多问题之前进行计算呢?
保罗·罗特林 纽约州大岛

雅各布森和德鲁奇有一个大胆的愿景,并且对机遇和困难进行了总体平衡的描述。然而,有三个值得关注的问题应该进一步探讨。首先,沙漠中 vast 的太阳能阵列会因沙尘暴而遭受严重的效率损失。其次,20世纪70年代发表了大量关于液氢动力飞机设计的研究,主要机场所需的大规模能源系统以及维修系统温度为3开尔文的飞机的困难。尽管这些问题最终可能会得到解决,但认为这可以在2030年之前完成是非常乐观的。第三,也是可能最大的担忧是,该计划将要求的新能源系统的建设速度。所有新的全球能源系统在一个世纪左右的时间里平均以每年1%到2%的速度增长;这篇文章暗示的速度是每年5%。诚然,作者将之前的新颖建设速度与他们的提议进行了比较,但这些都不是在全球范围内的。不达到市场份额约2%到3%的新技术会失去动力,陷入“蛇坑”并被遗忘。
约翰·E·艾伦 金斯顿大学 伦敦

作者回复:沙尘暴主要限于撒哈拉沙漠、波斯湾国家和戈壁沙漠,但与南北美洲或澳大利亚相比,几乎不会导致太阳辐射减少。在严重的事件中,沙尘暴地区的太阳能发电会减少,但这些地区年平均地面太阳辐射仍然很大,因为这些事件是周期性发生的。关于第二点,我们建议大多数交通方式使用电力。只有在不能使用电力的情况下,我们才建议使用氢气或氢电混合动力汽车。航空运输可能是最难解决的部门;然而,最近一份欧盟委员会报告表明,液氢飞机机队的“实施没有关键障碍”(http://ec.europa.eu/research/transport/news/article_786_en.html)。尽管液氢需要的体积是航空燃料的四倍多,但对于相同的能量,它的重量约为航空燃料的三分之一,这完全弥补了燃料箱增加的重量。因此,一架装满液氢的飞机将产生更大的阻力,但重量比一架装满航空燃料的飞机轻。关于第三点,我们的计划是政府以快速的速度动员基础设施变革。信中给出的例子是基于典型的市场渗透率,而不是积极的努力。


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垂直与水平
迪克森·德斯波米耶的“垂直农场的兴起”中描述的系统的一些方面对我来说似乎有问题。我确实喜欢营养循环利用和多物种农业的概念。我做了一些有机水培的实验,但我使用自然光在室外种植植物。对于一栋30层楼高、每边300英尺的建筑,您无法收集到足够多的自然光来种植整栋建筑中的植物。在六月,在生长季节的高峰期,入射到建筑物南、西和东墙上的阳光量约为入射到具有30个300x300英尺地块的农场上的阳光量的三分之一。此外,没有价格合理的 technology 将光线分配到建筑物的内部。

如果光线不足要由光伏供电的灯来弥补,则每平方英尺的种植面积将需要约20平方英尺的面板。面积的这种差异是面板和电灯效率低下的结果。如果建筑物中央部分的光线不足要由电灯来弥补,则建筑物中的热负荷将是巨大的。呼吸植物也会产生巨大的水分负荷,从而需要一个巨大的通风系统。如果高质量的农业用地不可用,更可行的方法可能是使用回收的养分在质量较差的地面上种植食物。
拉里·施卢斯勒 太阳霜 加利福尼亚州阿卡塔

拯救地球
在“女性如何拯救地球”中引用的支持女性教育的几个理由中,劳伦斯·M·克劳斯正确地指出,受过教育的女性“不太可能接受原教旨主义极端主义”。我认为,对于塔利班等穆斯林团体来说,尤其重要的是要知道伊斯兰教的创始人先知穆罕默德在1400年前告诉他的追随者,他们可以通过教育女儿来获得天堂。通过重新发现教育我们星球上的女性的智慧,我们难道不能更接近一个更和平的社会,一个人间天堂吗?
索海尔·侯赛因 耶鲁大学医学院

大众科学杂志 第302卷 第3期本文最初以“可再生能源 垂直农场 受过教育的女性”为标题发表于大众科学杂志 第302卷 第3期 (), 第 8 页
doi:10.1038/scientificamerican032010-6xCrpCL51QtTmkPdneHx43
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