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可再生的，我们周围都是清洁能源。事实上,可用于收割的太阳能和风能的数量是所有文明消耗量的许多倍。对抗太阳能和风能与化石燃料竞争的最重要的一点是，它们让我们受制于大自然的安排。作为首选方案，历史上，我们一直在努力寻找我们可以随意开启和关闭的能源。除了水电，这些技术都是燃料。

化学燃料（与核燃料相反）以分子键的形式在原子之间储存能量。当原子重新排列与空气中的氧结合时，这种能量就以热的形式释放出来；想想煤，汽油，氢，或木屑。作为能源，化学燃料特别有吸引力，因为（1）它们把大量的能量放在一个小地方，（2）它们的储存成本很低，（3）它们很容易移动，（4）当需要更多的电力时，启动更多的发电机相对简单，或者关闭多余的发电机，为以后节省能源。

我们消耗能量的方式要求电源有一个开/关按钮，但是可再生能源不能像燃料那样开关。如果我们希望风能和太阳能像燃料一样可靠，我们得把它们存起来。存储是一个比你想象的更大的问题。如果开发出足够的存储技术来应对能源需求的每日波动，我们对能源的现代讨论将是非常不同的。事实上,如果风能和太阳能能够在我们需要的时候提供能源，使用化石燃料的动机很小。建议的方法存储大致可分为三类：

• 电气：将可再生能源储存在巨型电池（或电容器）中。当需要能量时，翻转开关。
• 机械的：使用可再生能源将水抽到凸起的水库，转动飞轮，或者压缩空气。当需要能量时，让这些技术中的一种启动发电机。
• 化学的：将可再生能源转化为燃料。当需要能量时，启动燃料发电机（或燃料电池）。

传统上，太阳能和风能都储存在电池中，但是考虑一下把这种能量作为燃料储存的好处。为了储存电能，我们需要大量的电池；为了储存能量作为燃料，我们只需要桶和罐。与电池相比，制造和回收桶和罐的材料和方法非常简单和便宜。同时,与几乎无限的桶和罐的充装容量相比，电池只能“再充电”几百次，然后才能被回收利用。这些简单的理由，加上前面讨论过的燃料的所有优点，使我确信太阳能和风能替代化石燃料的解决方案是利用它们来合成可再生燃料。说得更清楚，我们必须利用太阳能和风能将燃料燃烧的产物（二氧化碳和水）转化为燃料。

在谈到可持续能源时，你经常听到生物技术的原因是，植物和藻类对于一种利用太阳能将二氧化碳和水转化为燃料的特殊方法至关重要：生物燃料。不像说，蘑菇植物进行光合作用时从空气中获取碳。这就是为什么一棵树在生长过程中不会在地上留下一个洞，然而，不管蘑菇长出什么，它都会变质。植物，事实上，几乎是把大气中的碳转化成任何东西的唯一方法；热和电化学过程通常需要浓缩的二氧化碳批次才能工作。

虽然木材等植物产品在技术上是燃料，如果不改变燃料或汽车，它们就不能在你的车上工作。用木屑给所有的汽车提供动力是完全不切实际的（人们确实这样做了；抬头看伍德瓦斯“”，更确切地说，生物燃料的研究通常围绕着将植物转化为液体燃料展开。

生物燃料的研究分为两部分。一半集中在农业端；弄清楚如何使植物生产更多易于转化为燃料的材料和/或如何可持续地种植更多这些植物。另一半集中在转换端；热处理新技术电-，或生物转化，可用于更容易生长和/或不直接干扰食物生产的植物（这是自然的工作方式；容易转化的植物材料往往是可食用的）。

虽然使用生物燃料将可再生能源推向市场的潜力很大，值得注意的是，生物燃料的效率仅为1-3%。这就是说，从落在一英亩植物上的所有阳光中，只有一小部分的能量能转化为这些工厂生产的燃料。考虑到这一点，已经有了独立的努力来发展热化学和电化学技术，这些技术使用催化剂或太阳能/风能直接从水或储存的二氧化碳中生产燃料。这些技术有很多名字，但我倾向于使用“水分裂”（产生氢）和“二氧化碳分裂”（产生一氧化碳）。其中一些技术产生氢和一氧化碳的混合物合成气“。这些产品可以单独用作燃料，或者作为汽油等传统燃料的前体，喷气燃料，或柴油。（更多信息，“读”合成燃料“。”

我希望这已经概述了为什么储能是一个如此重要的问题，并为目前正在评估和研究的方法提供了一些理解。谢谢你的阅读！

罗伯特·库尔曼

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