隨著氣候變暖，全球環境正麵臨嚴峻的威脅，生態日趨惡化，資源日漸匱乏。為了拯救環境和未來可持續發展，全球科學家們一直在思考和研究如何在不影響發展的前提下更好地保護環境，從而提出了無數適用於未來可持續發展的綠色科技概念。美國《時代》周刊網站近日評出了來自全球的20大綠色科技概念。
1. 電子垃圾再利用
手機、計算機、電視機等高科技產品看起來是一種清潔事物，但事實上這些產品內部的配件損壞時如果被隨意處理，則有可能汙染環境，甚至對人類健康帶來嚴重威脅。尤其是部分發展中國家，當地人不經任何保護措施就隨意拆解廢棄電子產品，將其中的汞、鉛、鎘及其他有毒金屬暴露於環境之中，僅僅是為了獲得電子產品中的其他貴重金屬，如金、銅等。如今，所謂的電子垃圾已成為固體垃圾流中增長速度最快的一種，每年大約有2000萬到5000萬噸的電子垃圾被隨意拋棄。
如果對這些電子垃圾進行回收再利用，既可以減少對金屬采礦的需求，也可以有效地保護環境。位於美國新澤西州的“雲藍”公司可以幫助科技公司處理他們的電子垃圾，保證其中的貴重金屬能夠回收並在未來新的電子產品中重新再利用。對銀行等機構來說，他們很擔心存儲於舊電腦中的敏感數據在處理過程中被泄露，“雲藍”公司可以在廠內當場進行處理。總之，“雲藍”公司可以保證不讓任何電子垃圾被當成廢物一樣丟棄，至少不會讓它們去毒害非洲等發展中地區的孩子們。
2. 海藻生物燃料
這是一個致命的秘密：在美國，最大的可再生能源產業並不是太陽能、風能或電動汽車，而是古老的玉米燃料乙醇。由於有政府補貼，美國在2009年生產了106億加侖乙醇，這足夠替代3.64億桶石油。然而，研究表明，大規模的乙醇生產並不一定是可持續的。用足以養活全球人的糧食來為汽車提供燃料，這樣似乎並不合算，效率不高。玉米燃料乙醇的生產似乎與美國的政治現實有關，而沒有更多地考慮環境因素。
但這是否就意味著生物燃料就不能夠在美國的綠色能源戰略中扮演更重要的角色呢？恰恰相反，生物燃料也是最恰當的一種。一個最佳選擇就是由海藻生成的生物燃料，它可以解決玉米燃料乙醇所不能解決的許多問題。首先，海藻不需要農田來種植，隻要有空閑的地方，有蓄水池、有充足的陽光即可。其次，海藻比其他傳統的作物生長得更快，而且微生物在生長過程中還可以利用廢水，甚至是鹽水。美國加州藍寶石能源公司和佛羅裏達州藻類生物燃料公司已經在這一技術上取得領先優勢，並接近商業生產，他們現在需要的則是來自政府的支持。
3. 海藻食物
海藻其實是極其有用的。美國舊金山Solazyme公司正在致力於為汽車、飛機等生產藻類生物燃料。不過，這一市場尚未商業化，而且由於燃料生產是一種低利潤行業，像Solazyme這樣的公司需要靠薄利多銷的手段才能賺取一點點利潤。
但是，Solazyme公司的化學家們卻在無意中發現了藻類的另一種用途：食物。該公司利用海藻來生產麵粉，這種麵粉可以替代麵包、餅幹等食品所用的傳統麵粉。此外，海藻麵粉中還含有油脂成份，這種油和有益健康的橄欖油有些相似。這種麵粉雖然聽起來似乎有些不可思議，但做出的食品確實很美味，而且低熱量、高蛋白。這是一種完美的結合。
4. 薄膜太陽能電池
兩大因素讓太陽能成為新能源市場上更具競爭力的角色之一。一是效率，二是價格。效率就是指一麵太陽能電池板能夠將太陽能轉化為電能的比例，價格就是指生產這種太陽能電池板究竟有多便宜。如今，正在使用的太陽能電池板，比如人們在屋頂上看到的單晶矽陣列，通常都是關注效率，但造價昂貴。
不過，生產太陽能電池板還有一種方式，那就是薄膜太陽能電池。這種技術使用的矽材料更少，這就意味著這種電池板的平均效率要低於使用晶體矽的陣列。但是，薄膜太陽能電池的另一個事實就是，使用的矽材料越少，就越便宜，而且生產速度更快。這種優勢組合讓美國亞曆桑那州的第一太陽能公司和聖何塞市的納米太陽能公司居於這一行業的技術龍頭地位。第一太陽能公司也成為了全球最成功的可再生能源公司。
5. 熔鹽存儲
環境學家可以毫不猶豫地告訴你，可再生能源擁有許多優點。由於風能和太陽能都是免費的，因此人們不需要為這種燃料支付任何費用，此外還可以節省煤、天然氣、石油和核能等生產領域必須的設施建設費用。但是，風能和太陽能麵臨的一個主要問題就是間歇性。當風不吹的時候或當太陽落山的時候，渦輪機和矽片將無法生產電能。
不過，一些成規模的太陽能公司正在想方設法地存儲在陽光充足的日子裏生產的電能。一個選擇就是“熔鹽”。熔鹽可以用來進行太陽熱發電，這種技術利用強大的鏡麵聚焦太陽熱量產生蒸汽，從而帶動發電渦輪機。白天產生的多餘熱量可以用來加熱大量的鹽，這種鹽可以吸收數量可觀的熱量。當太陽落山時或白天是多雲天氣時，熔鹽存儲的熱量再被用來產生蒸汽帶動發電渦輪機。
6. 太陽塔
有兩種方式從太陽身上汲取能量，一種就是通過光電板將太陽光直接轉化為電能。但是，太陽光也可以產生熱量，可以通過鏡麵將太陽光聚焦從而產生蒸汽帶動發電渦輪機。這就是第二種方式，也被稱為太陽熱或聚焦太陽能。事實上，在美國內華達州和加利福尼亞州沙漠中已有這樣的太陽熱電站在運行。這些太陽熱電站利用一排排很低的曲麵鏡來反射太陽光。
不過，美國eSolar公司的比爾-格羅斯認為，他可以改進一些基本技術。eSolar公司並不是采用曲麵鏡陣列，而是利用垂直的鏡麵塔技術，這種技術可以完美地將太陽光聚集於地麵上的一個目標。此外，通過軟件控製，鏡麵還可以非常完美地跟蹤太陽的位置，將產生的電能最大化。
7. 微生物定製生物燃料
在可替代能源之前，生物科技是矽穀最重要研究方向之一。科學家們正在致力於解碼基因組，力爭生產更新更好的藥物。但是，科學家們發現這兩個領域其實有著許多共同點，尤其是在生物燃料方麵。第一代生物燃料是有局限性的：每加侖玉米燃料乙醇比石油燃料產生的能量少，而諸如生物柴油燃料之類的新型燃料，如果沒有經過代價不菲的技術轉化，常常無法應用於汽車引擎。這也是新型燃料無法得到廣泛認可的最大障礙。何況，現在到處都是石油燃料的基礎設施，要改進它們肯定不是一件容易的事，而且代價高昂。
那麽如何利用現有的基礎設施廣泛使用生物燃料呢？如今，有許多生物科技公司正在這一領域努力。Amyris公司和LS9公司正在利用生物科技生產新型生物燃料，這種燃料如今已可應用於我們的小汽車和卡車之中。這兩家公司首先在實驗室中培養一種可以生產生物燃料的微生物。當然，這種技術要想實現商業化生產還需要很長的路要走，但它為未來的生物燃料帶來了希望。
8. 電動汽車
對於環境保護論者來說，他們堅信未來必將是電氣化。但究竟要多長時間才能實現呢？自從汽車問世以來，電動汽車一直都是一個熱門話題。事實上，這一技術一直沒有取得重大進展。電動汽車比起燃油汽車存在許多不足，如每加侖燃油可以提供更大的動力，而電池則永遠無法持續很遠的路程。
不過，時間會改變一切。2010年可能標誌著電動汽車巔峰時刻的到來。通用汽車Volt電動車於今年底開始量產。日本日產汽車、豐田和福特汽車也都紛紛推出自己的電動汽車。一些較小的公司也正在試驗超高效電動車。然而，電動汽車仍然有許多問題需要克服和解決。
9. 智能電表
我們所使用的電器已是21世紀電器，然而電器接入的電網卻仍然屬於20世紀。這種電網效率低，而且極易崩潰。改進電網是大範圍利用清潔能源的重要組成部分：需要更好的導線來傳輸風力等能量產生的電能。一個靈活多變的智能電網可以更好地處理可再生能源的間歇性問題。
對於一個小型的智能電網來說，安裝的首要步驟就是安裝一個智能電表。如今的電表隻會記錄和顯示一些最基本的信息。現有基礎設施甚至不知道提醒用戶燈火管製，直到大量用戶打電話過去詢問。但是接入網絡中的智能電網可以傳播各種即時信息，讓基礎施設和用戶都能夠時時了解究竟用了多少電，這樣就可以更高效地使用電源，可以以更少的能量需求來設置洗衣機洗衣時間等。
10. 鋰離子電池
未來的電力年代，並不是追求變革，重點關注的應該是能量存儲，尤其是對手機充電裝置和電動汽車充電裝置。低容量電池可以將電動汽車帶回到數十年前。不過，隨著新技術的出現，電池容量也在發生變化。上世紀90年代的電池通常都是鎳離子，雖然它們比以前的鉛電池有所改進，但它仍然無法為汽車長距離運行提供足夠的動力。
鋰離子電池或許可能成為一個潛在的挑戰者。鋰離子電池在一個相對較小的空間裏可以儲存更多的電能，一個較小的電池也可能更輕，從而減輕電動汽車的車身重量，所需要的驅動力也因此變小。不過鋰離子電池的價格還有很大的下降空間。一部電動汽車的鋰離子電池估計價值1萬美元。美國馬薩諸塞州的A123係統公司將可能成為這一領域未來清潔能源技術的領跑者。
11. 燃料電池
有時候，某些高科技起步於一般技術。燃料電池是一種傳統、基本的技術，它們通過電池內部的燃料氧化反應產生電量。本質上講，它們是一種化學電池，在每一所高中的化學課上都可以製做這種電池。與蓄電池不同的是，它們不能存儲電能。不過，它們的簡易性也讓它們更適用於某些特定場合，如美國宇航局曾經長期使用氫燃料電池為太空船供電。
一些人開始嚐試利用氫燃料電池作為一種更清潔的商業發電方式。比如，本田和其他一些汽車公司已經研製出氫燃料電池動力汽車，不過這些氫燃料電池造價不菲。帶來變化的是美國加州的“旺盛能源”公司。今年初，“旺盛能源”公司推出一種被稱為“旺盛盒”的產品，該係統利用燃料電池技術提供離網電力。“旺盛盒”相當於一個集裝箱的一半大，采用固體氧化物燃料來氧化自然氣體從而產生電能。這種技術已經出現了一段時間，但“旺盛能源”公司能夠以相對較低的溫度實現氧化反應。
12. 屋頂風能發電
如果你希望為自己的家提供離網電能，通常隻有一種辦法，即太陽能電池板。風能通常應用於公共事業規模，在廣泛的田野上通過巨大的風力渦輪直接向電網供電。太陽能一般是家庭自供電的首選。
但是，如果風力足夠大，風力渦輪機也可以改小，完全可以安裝於屋頂之上。Windtronics公司正在研發一種迷你風力渦輪機，它既可以安裝於任何平屋頂之上，也可以建立起一個龐大的陣列。每個迷你風力渦輪機直徑約6英尺(約合1.8米)，看起來像是一個巨大的圓形排氣扇。在風力正常情況下，每台渦輪機每年可以生產近3000度電。與其他發電渦輪機不同的是，Windtronics公司的渦輪機沒有可旋轉齒輪，因此更安靜。在普通的風力渦輪機中，扇葉帶動齒輪，齒輪再轉動發電機，最後發電機產生電能。在Windtronics渦輪機模型中，扇葉尖端裝有磁鐵，通過磁鐵吸附於一個輪子上，整個渦輪機就是一台發電機。這種技術使得Windtronics渦輪機更安靜，安裝於屋頂也不會打擾自己和鄰居。
13. 潮汐塔
潮汐是一種海洋能，可以產生巨大的動能，通過某種適當的技術可以捕獲這種能量。事實上，潮汐比風能更好，因為它比風能更易預測。通常，最好的風力資源都遠離人口密集的中心城市。恰恰相反，世界上主要的大城市大多是緊臨海邊。不過問題在於，在水下建造基礎設施比在陸上的花費要高得多，此外還要考慮鹹水對設施的侵蝕和後期維護這些挑戰。
盡管存在挑戰，但潮汐塔已慢慢得到認可。這種技術原理同風力渦輪機，潮汐的穩定運動帶動水下渦輪機從而產生電能。與風力一樣，世界上某些地區潮汐能非常豐富，如加拿大的芬迪灣是地球上潮汐能最密集的地區之一。盡管紐約市的潮汐有些平靜，但該市仍有潛力利用潮汐能，像Verdant之類的能源公司正在進行嚐試。
14. 綠色信息技術
計算機看起來似乎很清潔，它們似乎隻會在那嗡嗡地響，不會排放有毒物質。但是，它們需要電源，而當前的電源則主要來自化石燃料。盡管計算機和信息產業現是一個較小的碳排放源，隻占全球排放量的2%，但這一數字正在快速增長，據估計10年內將會翻番。
因此，綠色信息技術自此而生。需要出現更高效的筆記本和服務器，軟件係統可以在不用時自動關閉計算機係統，同時這種效能的提高不會影響計算機等設備的正常性能。Granola智能電源管理軟件就可以在係統後台運行，調節計算機自帶的節能硬件，保護你的計算機不會耗費任何不必要的電量。
15. 綠色混凝土
製造水泥是一種高耗能的過程。你必須將粉末狀石灰石粘土高溫加熱到1450攝氏度，這通常需要大量的化石燃料，如煤或天然氣等。毫無疑問，這一過程會產生大量的二氧化碳。每生產一噸水泥，要釋放出650到920公斤二氧化碳。去年，全球共生產了近30億噸水泥，二氧化碳排放量占全球5%左右。
好消息是現在有許多碳存儲技術，可以實現水泥生產過程效能更高。比如，Hycrete公司已經生產出一種屋頂防水水泥，而且可以在將來重複再利用。倫敦Novacem公司則更進一步，他們已經研製出一種新型水泥生產技術，采用矽酸鎂來替代富含碳的石灰石，而且生產過程中能夠同時吸收二氧化碳，而且吸收量比排放量要多。不過，Novacem公司尚未實現商業化生產。如果這種技術能夠實現商業化生產，綠色混凝土將成為一種可以用來消碳的材質。
16. 綠色建築材料
想讓你的新樓房與眾不同嗎？那就讓它變綠。綠色建築已成為一種主流設計。許多高大的摩天大廈，如美國銀行新總部大樓都標榜自己是最低能耗的建築，他們尤其看重能源與環境建築認證係統分數。如同燃油經濟性是汽車能耗的重要指標一樣，能源與環境建築認證係統也是建築物的能耗指標之一。美國眾多億萬富翁們正在競相建造美國最綠色的建築。
大多數綠色建築的綠色設計主要包括：充分利用自然光線以降低能源浪費；采用更智能的建築材料。美國Serious Materials公司研製出一種高效窗戶、多種絕緣建築材料等，可以大大減少內部熱量的流失。
17. 小型核電站
核電長期以來一直是環境運動的指責目標，綠色和平組織最開始就是一個反核組織。核電的放射性廢料和嚴重事故的威脅，一直是綠色組織和環保人士最擔憂的問題。但是，不可否認的是，如果忽略這些因素，核電是唯一的一種可以大規模生產又不會釋放碳的非間歇性能源。如果取消了美國所有的核電站，那麽來自煤碳發電站的碳排放量將大幅增加。
不過，核電站建設仍然進展緩慢。在過去數十年中，美國沒有建造一所新的核電站。這和環境沒有關係，隻因為核電站的投資日益增加，如今很少有實體願意拿大筆的資金去冒這個風險，但這不意味著核電的萎縮。美國紐斯高核電公司和巴布科克-威爾科克公司正在進行嚐試。他們準備建設一些小型的核電站，這種核電站規模隻相當於現有的數十億瓦特反應堆的四分之一，這樣就可以大大降低投資風險和事故風險。
18. 人工光合作用
自然界其實總是比人類更智能，比人類做得更好，比如光合作用。長有綠色葉子的植物能夠捕獲太陽的能量並將其轉化為有用的化學燃料。這一過程就比我們人類的光電太陽能電池板要高明、高效得多。
有許多科學家在嚐試人工光合作用。美國麻省理工學院能源專家丹尼爾-諾塞拉正在試驗一種人工光合作用方式。這種人工光合作用可以產生電源，電源再用來生產氫製造燃料電池。朱爾生物技術公司準備將這種利用方式商業化。問題是，如何最好地利用這種免費能源？樹木也許有最好的答案。
19. 變廢為寶
最完美的廢物利用方式就是：用垃圾來發電。美國人每天丟棄的垃圾可以堆滿所有的發電站。一個簡單的方法就是燃燒垃圾，然後利用燃燒的熱量產生蒸汽帶動發電渦輪機。但是，這種方法有一個致命的缺陷：並不是所有的垃圾都可以燃燒，而且這些廢物在燃燒時常常會釋放出大量的有毒物質。因此，當前我們對於一些不可再利用的垃圾都是以掩埋的方法來處理。
盡管如此，還是有許多公司在思考如何更好地再利用這些垃圾。Costaka公司已經研究出一種新的變廢為寶技術，利用該技術可以將大量的生物垃圾燃燒成氣體，然後再轉化為乙醇。加拿大Enerkem公司也提出了一個類似的處理方案，而且更進一步，他們能夠建立起標準化的、易於建造的工廠，這種工廠可以將幫助任何城市將垃圾燃燒並轉為清潔的生物燃料。
20. 生物碳
隨著全球氣候變化加劇，每個人都希望能夠找到一種更完美的途徑，以快速、經濟地降低碳的排放量，至今仍然未有一個理想的解決方案。不過，這並不意味著就沒有通往“碳零排放”的捷徑。生物碳就是一個相對簡易的方式。
植物在生長過程中會吸收二氧化碳。但是，一旦它們被砍伐或燃燒，它們所吸收的碳就又會被排回大氣中。保證樹木生存，尤其是熱帶地區的樹木，是存儲碳的一種方式。但是，如果植物被砍伐並在一個可控的、低氧環境中燃燒，就會生成木炭。木炭是碳的一種穩定的固體形態。如果你將生物碳與某種土壤混合在一起，就可以減少大量的從土壤中釋放出來的甲烷和一氧化二氮等溫室氣體。《自然-地理科學》一項最新研究發現，生物碳可以抵銷全球12%的碳排放量。生物碳技術麵臨的挑戰就是它本身的價值相對較低，因此沒有多少商家願意大批量生產。
（來源：新華網）
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