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最有可能帮助拯救地球的10项技术

发布时间:2020-11-02浏览次数:254次

人工智能

人工智能可以帮助检测、诊断、治疗人类疾病一样,人工智能也能够帮助我们监测、预测、识别环境风险,并推进环境保护。
微软正在推进人工智能地球计划(AI for Earth)项目,将人工智能技术应用于环境保护的团队提供了200多项研究资助,涉及生物多样性、气候、水和农业四个领域。
人工智能将使自动驾驶汽车更有效地导航,减少空气污染;材料科学家正在部署人工智能技术,开发可生物降解的塑料替代品,并制定清洁海洋的战略。

核聚变

太阳是由氢原子核聚变产生氦来驱动的。科学家们一直致力于利用同样的方法来创造可持续的陆地能源
中国在核聚变研究领域也已经处于世界前沿:2018年,我国大科学装置“人造太阳”实现等离子体中心电子温度首次达到1亿度,获得的多项实验参数接近未来聚变堆稳态运行模式所需要的物理条件,朝着未来聚变堆实验运行迈出了关键一步。最新消息,中科院核能安全技术研究所凤麟团队研发的具有完全自主知识产权的中子输运设计与安全评价软件系统SuperMC“超级蒙卡”通过欧洲核聚变示范堆的适用性测评。该软件被推荐作为欧洲聚变联盟(EUROfusion)核聚变示范堆的核设计软件。

碳捕捉

碳捕捉与储存(Carbon Capture and Storage,CCS)作为一种新兴技术,在未来几十年里将对环境保护发挥重要作用。根据CCS协会的界定,捕捉技术可以通过以下三种方法之一来分离发电和工业过程中产生的气体中的二氧化碳:燃烧前捕捉、燃烧后捕捉和富氧燃料捕捉。
2017年,世界上第一座碳捕捉工厂在瑞士投产,Climeworks AG成为有史以来第一个以工业规模从空气中捕捉二氧化碳并直接出,售给买主的工厂。

智能电网

智能电网是众多能源、配电、网络、自动化和传感技术的集成部署,是应对21世纪能源供需矛盾的一次变革。
智能电网将带来电力基础设施运作方式的巨大变化。根据电力研究所(Electric Power Research Institute)的一项研究,到2030年,智能电网技术可能帮助我们将碳排放量比10年前减少58%。

环境传感器

要保护环境,首要的是对环境变化能够做到随时心中有数。随着传感器、物联网、边缘计算等技术的发展,遍布各地的环境传感器网络将能够对环境变化进行实时感知、数据提取和精确分析,从而实现对环境变化更为精确的监测。
现在,无数的网络传感器已经被用于监测空气和水质,识别污染物,跟踪酸化,并捕捉对我们的社会和经济福祉至关重要的现象的实时数据;监测建筑物能源和用水的局部传感器网络正在帮助我们减少浪费;可穿戴的空气质量传感器正在路上。所有这些传感器的进一步增长和网络化将极大地影响我们的生活方式,也将对智慧城市的建设与发展,以及更大范围的环境保护带来有效的推动。

新型电池

能源是阻碍许多绿色技术发展的限制因素。要解决能源问题,亟需高效的能源存储,包括新型电池技术的辅助
众多创业公司正在该领域进行突破,例如储能技术开发商Form Energy专注于研发制造能够长期大量存储电能的硫基水系液流电池,并且为长达几个星期、几个月甚至几年的电力存储找到解决方案。据称,该项技术能够使可再生能源实现全年完全稳定和可调度的分配,并且可以扩大传输容量而无需使用新电线。该公司目前已获得意大利石油和天然气巨头埃尼集团(Eni)等机构的近5000万美元融资。

人造肉

越来越多人意识到工业化牲畜养殖与大规模屠宰对环境带来的破坏其最大的问题在于土地使用。联合国粮农组织数据,牲畜排放的温室气体约占人为排放量的14.5%。此外,动物也使用大量的淡水,而工业化畜牧业的污染径流对当地水资源也造成了污染。人造肉应运而生,一些科技初创公司正在通过生物合成、基因编辑、细胞农业等新技术,在提升食品行业效率的同时,大幅减少对环境的破坏。

植物性塑料

塑料废弃物对环境的巨大破坏显而易见。为此,全球许多国家都已经颁布禁塑令,以限制一次性塑料的使用。如何从技术角度去解决这一问题,也越来越引起各大食品厂商、包装厂商和众多创业公司的关注。
可生物降解的植物性塑料是这些公司正在开发的一种可行的解决方案。因为理论上,它们可以取代许多已经在流通的塑料产品。例如,印尼一家名为Avani Eco的公司从2014年开始用木薯生产生物塑料。
但是,值得注意的是,并非所有生物塑料都能生物降解,一些与生产技术有关的优点也存在争议。在未来,该行业如何不断实现技术升级,以及推进植物性塑料的大规模商用,将是一个长期存在的问题。

石墨烯

石墨烯材料源于2004年在曼彻斯特大学首次发现的超薄石墨层。石墨烯比钢更坚硬,比纸更薄,比铜更导电,是一种真正的神奇材料。

目前,石墨烯已经成为热门研究领域,以及引发无尽想象力的技术主题。许多人预测它将是继青铜、铁、钢和硅之后的,下一个揭示我们物种文化和技术进化的领域。
石墨烯只有一个原子厚,具有柔韧性、透明性和高导电性,因此适合于广泛的环境保护领域,例如水过滤、能够以最小损耗远距离传输能量的超导体,以及光伏应用等等。通过大大提高现有材料的效率,石墨烯可能被证明是我们实现绿色重生的基石。

太阳能玻璃

如果摩天大楼的每个窗户都能产生能量,对我们的能源利用效率将产生怎样的改变?这就是太阳能玻璃的前景。
太阳能玻璃是一种新型透明窗材料,能捕捉太阳的能量并将其转化为电能。作为一项新兴技术,它在建筑节能和可持续发展领域引起了广泛关注。
对于太阳能玻璃来说,最大的技术障碍是能量转化效率。目前,高性能太阳能电池可以达到25%或更高的转化效率,但太阳能玻璃要保持透明度,就意味着牺牲光转化为电的效率。

总体来看,上述技术中,有的已经投入应用,有的还处在研发阶段,有的甚至还处于争议和质疑之中。但不管如何,人类在应对气候变化、环境危机的征途中,新技术的开发与应用将不断实现进步。
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