ENN 精粹

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伊朗與中東將采用完全可再生電力系統(tǒng)

Enn新聞精粹 2017年3月7日

伊朗可以將目前的電力系統(tǒng)完全的過(guò)渡到可再生電力系統(tǒng)，并將在 2030 年從中獲益。拉彭蘭塔理工大學(xué) (LUT)的研究人員發(fā)現(xiàn)，中東和北非(MENA)地區(qū)的主要石油生產(chǎn)國(guó)家可以充分利用其豐富的可再生能源資源，在不到二十年的時(shí)間里創(chuàng)造豐厚的利潤(rùn)。

研究發(fā)現(xiàn)，中東和北非地區(qū)，完全可再生電力系統(tǒng)比其他無(wú)污染能源成本要低 50% ～ 60%。例如，目前新的核電發(fā)電成本約為每兆瓦時(shí)110歐元，化石燃料發(fā)電的成本約為每兆瓦時(shí) 120 歐元。但是，通過(guò)對(duì) 2030 年的財(cái)務(wù)和技術(shù)水平的預(yù)估，屆時(shí)，完全可再生能源電力系統(tǒng)的成本約為 40 ～ 60歐元/兆瓦時(shí)。如果不同的能源與超級(jí)電網(wǎng)連接，從而允許更長(zhǎng)距離的大量輸電，那么風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電成本將進(jìn)一步降低至每兆瓦時(shí) 37 ～ 55 歐元。而對(duì)于伊朗而言，這個(gè)價(jià)格可能甚至低至 40 ～ 45歐元每兆瓦時(shí)。這樣低的成本表明，從當(dāng)前的化石燃料的電力系統(tǒng)過(guò)渡到完全可再生電力系統(tǒng)后，完全可以滿足未來(lái)幾十年的所有電力需求。

研究者認(rèn)為低成本可再生電力系統(tǒng)能提高生活水平，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)。

伊朗電力系統(tǒng)完全轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍偕茉葱枰?9吉瓦的太陽(yáng)能光伏發(fā)電，77 吉瓦的風(fēng)力發(fā)電和 21吉瓦的水電,大多數(shù)水電設(shè)施已經(jīng)存在，但太陽(yáng)能和風(fēng)能需要新的投資。

不丹正在成為地球上最綠色的國(guó)家

Enn新聞精粹 2017年3月1日

不丹正在成為我們這個(gè)地球上最綠色的國(guó)家。生態(tài)學(xué)家、攝影記者米歇爾·巴克利在他的特別報(bào)告中，探討了該國(guó)的生態(tài)系統(tǒng)和令人眼花繚亂的生物多樣性保持完好的原因，但是也提出了威脅這個(gè)令人欽佩的生態(tài)系統(tǒng)的因素。

根本的氣候變化的時(shí)代需要根本的解決方案。在著述《半地球》中，在“我們的星球的生命之戰(zhàn)”這一部分中，生物學(xué)家愛(ài)德華·威爾遜提出了一個(gè)激進(jìn)的計(jì)劃，他認(rèn)為“第六次滅絕”的唯一解決辦法是將不可侵犯的自然保護(hù)區(qū)面積增加到地球面積的一半或更大。

威爾遜的解決方案聽(tīng)起來(lái)似乎根本沒(méi)有可行性，但不丹這個(gè)國(guó)家卻已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。不丹聲稱擁有 50%以上的土地面積都被指定劃為國(guó)家公園和野生動(dòng)物保護(hù)區(qū)——這些區(qū)域都通過(guò)生物走廊連接在了一起。不丹不斷增加保護(hù)區(qū)，最近又宣布在 Phobjikha 和 Khotokha 增加了幾個(gè)新的濕地保護(hù)區(qū)。這種巨大的綠色覆蓋面積得以實(shí)現(xiàn)是由于幾個(gè)因素促成的：最小限度地開(kāi)發(fā)自然資源，大面積的皇室家庭公園，以及非常少的人口。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016 年不丹人口僅為 768577 人。

風(fēng)能超過(guò)水電作為美國(guó)頂級(jí)可再生能源

Enn新聞精粹 2017年3月1日

風(fēng)能產(chǎn)業(yè)貿(mào)易組織近期稱，風(fēng)能首次超過(guò)水能，成為美國(guó)占比最大的可再生能源。美國(guó)風(fēng)能協(xié)會(huì)在第四季度市場(chǎng)報(bào)告中稱，2016 年底風(fēng)能裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá) 82183 兆瓦，能夠?yàn)?2400 萬(wàn)住戶提供電能。水電容量居于其次，裝機(jī)總?cè)萘繛?0000兆瓦。

幾十年來(lái)，水能是美國(guó)使用率最高的可再生能源。但是 2016 年，風(fēng)能首次超過(guò)水能。盡管風(fēng)能已摘得可再生能源組的第一，然而在美國(guó)能源結(jié)構(gòu)中，風(fēng)能占比僅5.5%，排在天然氣、煤炭、核能之后，位居第四。美國(guó)能源信息管理局（EIA）提供的數(shù)據(jù)，2016 年，美國(guó)新增風(fēng)能裝機(jī)量 8.5GW，而水能新增裝機(jī)量?jī)H398MW。風(fēng)能的發(fā)展速度遠(yuǎn)高于水能。

在美國(guó)各州中，愛(ài)荷華州的風(fēng)能在能源占比中最高，達(dá)到 36.3%；其次是堪薩斯州，占比 30%；排在第三位的是南達(dá)科他州，占比 29%。這三個(gè)州都位于美國(guó)中部，風(fēng)力資源豐富。

雖然裝機(jī)總量上，風(fēng)能超過(guò)水能，但從實(shí)際生成電力來(lái)看，水力發(fā)電的能效更高。因?yàn)樗Πl(fā)電可以24小時(shí)不間斷運(yùn)行，而風(fēng)力發(fā)電則取決于天氣和風(fēng)力大小，有更多制約因素。因此水力發(fā)電總量目前仍然是美國(guó)可再生能源的第一位。

零能耗新材料可冷卻屋頂

Enn新聞精粹 2017年3月9日

美國(guó)科羅拉多大學(xué)博爾德分校工程師團(tuán)隊(duì)研制出一種特性非凡的工程材料，目前自然界中尚未發(fā)現(xiàn)此種材料。這種材料具有神奇制冷作用，可以應(yīng)用于建筑中的空調(diào)制冷系統(tǒng)。即使在陽(yáng)光直射條件下，也會(huì)零能耗和零耗水量地致使物體冷卻。

這種新材料是一種玻璃聚合物薄膜，比烹飪常用的鋁箔稍厚，造價(jià)低，可以大量生產(chǎn)。研究人員發(fā)現(xiàn)，這種材料能夠以紅外輻射的方式將太陽(yáng)的熱能驅(qū)散，從而達(dá)到降溫的效果。它可以在反射太陽(yáng)光的同時(shí)散發(fā)掉建筑本身熱量，起到冷卻作用。這種玻璃聚合物的厚度僅為50微米（比鋁箔略厚），而且制造成本相當(dāng)?shù)?。測(cè)試顯示，這種材料能在夏天連續(xù) 72 小時(shí)保持每平方米 110瓦的冷卻功率，在正午陽(yáng)光直射條件下冷卻功率大于每平方米90瓦。新材料由于降溫時(shí)不會(huì)耗費(fèi)任何能量和水，因此除家用外，還可用在目前耗費(fèi)大量水電以冷卻機(jī)械的熱電廠。使用這種產(chǎn)品不僅可為建筑物及其他物體降溫，而且還可延長(zhǎng)太陽(yáng)能板的使用壽命。

研究人員已為這種新材料申請(qǐng)專利，計(jì)劃今年晚些時(shí)候在科羅拉多大學(xué)博爾德分校校園建設(shè)一座占地 200 平方米、用這種新材料降溫的建筑。雖然這種材料尚未投放市場(chǎng)，研究人員表示，它質(zhì)量較輕，易于安裝在彎曲表面，并適于大規(guī)模生產(chǎn)。熱電廠需要消耗大量水和電才能保持機(jī)器的運(yùn)行溫度，而這樣的薄膜可以節(jié)省能源和資金。

研究突破：在酵母細(xì)胞工廠生產(chǎn)汽油

Enn新聞精粹 2017年3月9日

最近，科學(xué)家們?cè)谡婢舅岷厦父脑煅芯恐腥〉眯逻M(jìn)展：成功構(gòu)建了雜合脂肪酸合酶，并擴(kuò)展了脂肪酸合成機(jī)器的產(chǎn)物譜。脂肪酸是組成細(xì)胞的重要分子，也是生物燃料和油脂化工的基礎(chǔ)原料，主要由脂肪酸合酶（FAS）合成。真菌FAS為多功能酶，含7個(gè)不同催化結(jié)構(gòu)域和1個(gè)?；d體蛋白（ACP）結(jié)構(gòu)域，分子量約 270 萬(wàn)道爾頓，可組裝成籠狀超分子結(jié)構(gòu)，被認(rèn)為很難進(jìn)行操控。

研究人員通過(guò)對(duì)產(chǎn)油酵母多組學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，圓紅冬孢酵母攜帶一種含 2 個(gè)結(jié)構(gòu)域的 FAS，冷凍電鏡分析表明，該FAS也組裝成典型籠狀結(jié)構(gòu)。研究中發(fā)現(xiàn)只需其中一個(gè)ACP即可行使脂肪酸合成功能。因此，研究人員利用硫酯酶替換其中一個(gè) ACP，所得雜合 FAS 主要產(chǎn)生中 /短鏈長(zhǎng)的脂肪酸；類似地，改造另外兩種真菌 FAS，也得到了預(yù)期結(jié)果；更重要的是，利用該策略引入甲基酮合酶所得雜合FAS能合成長(zhǎng)鏈甲基酮。這些化學(xué)品是目前使用的運(yùn)輸燃料的組成部分。我們能夠通過(guò)酵母細(xì)胞工廠生產(chǎn)汽油和噴氣燃料替代品，這是從來(lái)沒(méi)有做過(guò)的。

無(wú)需太陽(yáng)能電池板，“葉”分子可收集和存儲(chǔ)太陽(yáng)能發(fā)電

Enn新聞精粹 2017年3月8日

美國(guó)印第安納大學(xué)（Indiana University）的化學(xué)家在李良石（音）的領(lǐng)導(dǎo)下，在將地球大氣中的二氧化碳回收為碳中性燃料和其他材料領(lǐng)域上取得了重大突破。他們創(chuàng)建了一種分子“葉片”，其功能像普通的植物葉片一樣，利用太陽(yáng)光就可以將大氣中的溫室效應(yīng)氣體 CO2，轉(zhuǎn)化為具有廣泛應(yīng)用前景的CO。

眾所周知，CO 被氧化形成 CO2會(huì)產(chǎn)生大量的能力，而要想將 CO2再轉(zhuǎn)化為 CO 同樣需要大量能量，然而，植物葉片的光合作用則輕而易舉地將 CO2還原為 CO，并釋放出氧氣。印第安納大學(xué)的喬瀟瀟（音）等人，他們利用納米石墨烯-錸（Re）形成的配合物分子與二吡啶（bipyridine）連接，可以使 CO2的還原反應(yīng)高效順利進(jìn)行 ,將其轉(zhuǎn)換成CO。其實(shí)，此“葉片”主要由2部分組成，其中納米石墨烯部分就是太陽(yáng)能捕獲器，吸收太陽(yáng)能；而其中的錸原子就是產(chǎn)生CO的“引擎”。納米石墨烯捕獲到的太陽(yáng)能來(lái)驅(qū)動(dòng)錸原子的電子流向 CO2, 使其轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的 CO。

將二氧化碳轉(zhuǎn)化回燃料需要至少相同量的能量，科學(xué)家的一個(gè)主要目標(biāo)是減少所需的過(guò)剩能量。這正是李良石所設(shè)計(jì)的分子實(shí)現(xiàn)的：需要迄今為止所知的最少量的能量來(lái)驅(qū)動(dòng)一氧化碳的形成。其設(shè)計(jì)原理是分子——通過(guò)稱為聯(lián)吡啶的有機(jī)化合物連接的納米石墨烯——錸絡(luò)合物觸發(fā)了將二氧化碳轉(zhuǎn)化為一氧化碳的高效反應(yīng)。

由于分子的多功能性，有效且專一地產(chǎn)生一氧化碳的能力是相當(dāng)顯著的。這種使用光或電將溫室氣體二氧化碳轉(zhuǎn)化為一氧化碳碳中性燃料源的方式，比任何其他“碳還原”方法更有效。

編譯 /徐芳 夏威