在傳說中的可控核聚變技術(shù)真正得到現(xiàn)實運用之前,有沒有什么辦法來收集更多的電能,作為對現(xiàn)有發(fā)電技術(shù)的補充呢?比如,收集閃電?
事實上,“收集閃電”并非異想天開??茖W(xué)家早就產(chǎn)生過這樣的想法,并為此專門對閃電進行過大量的研究。結(jié)果表明,閃電的電壓和電流確實相當(dāng)高,電壓峰值通??梢赃_到上億伏特,電流峰值也可以達到上萬安培。但由于閃電的持續(xù)時間通常都極為短暫,攜帶的能量并沒有我們想象中的那樣高,平均值大約為10億焦耳,換算下來就是一道閃電大概能提供 278度電(平均值),可供一個三口之家正常使用2個月左右。
地球上平均每年會出現(xiàn)14億次閃電,這大概相當(dāng)于3900億度電,數(shù)字確實相當(dāng)驚人,然而與我們?nèi)祟惖挠秒娏肯啾?,又顯得小了點,因為人類平均每年的用電量高達20多萬億度,是每年全球閃電能提供總電量的50多倍。因此就算我們將地球上所有閃電都收集起來,也僅能滿足全球1/50人口的用電需求,遠遠不夠。
至此,本文所提出的問題顯然就有了答案——哪怕我們真的能收集閃電,依舊需要發(fā)電!不過如果能將閃電提供的電能利用起來,作為對現(xiàn)有發(fā)電技術(shù)的補充,其實也是一件大好事,能減少很多因燃燒發(fā)電帶來的污染,不可小覷。
但問題是,我們有這個能力嗎?
想要收集閃電,首先要了解閃電的形成原理。目前學(xué)術(shù)界的普遍觀點認為,閃電是云層中的冰晶、液滴、冰水混合物、塵埃顆粒等物質(zhì)在復(fù)雜的氣流中互相碰撞和摩擦下,產(chǎn)生的大量電荷。
雖然以人類目前的技術(shù)水平,完全可以測量出特定云層是否存在發(fā)生閃電的條件,甚至還可以把天上的閃電引到特定位置,然而想要將引下來的閃電能量收集并加以儲存,以人類目前的電能儲存技術(shù),根本辦不到。
就算將來我們研發(fā)出能高效儲存閃電能量的技術(shù),能最大程度收集到全球所有閃電的能量,依舊面臨一個巨大難題——上哪兒收集?閃電可不像礦脈、石油,會靜靜呆在固定區(qū)域等著人類去開采,它們從天上來,來去無影,全球各地都可能出現(xiàn),也可能都不出現(xiàn),行蹤難以捉摸。人類不可能在全球各地都建造閃電收集裝置,那樣的話投入的巨大成本恐怕不是收集來的電能產(chǎn)生的價值足以彌補的。所以只能在一些閃電相對高發(fā)的區(qū)域進行收集。
然而未來的事情誰知道呢?技術(shù)爆炸更加不可預(yù)料。沒準(zhǔn)在遙遠的將來,每一棟高層建筑、海上漂泊的每一艘大船,都能成為閃電收集裝置,那樣的話,實現(xiàn)全球閃電收集將不再是夢。
●林冬冬 薦自“魅力科學(xué)君”微信公眾號