制图：张江
文/图 羊城晚报记者 李钢 通讯员 吴晶平
羊城晚报5月24日讯，昨天，珠江科学大讲堂第三十九讲在广东交通职业技术学院举行。中科院院士、著名化学家计亮年来到广东交通职业技术学院，做了一场关于多学科交叉、推动高新技术发展和人才培养的报告。在报告中，计院士描述了未来的新能源蓝图，声音、波浪、外太空……都将成为人类取之不尽用之不竭的能源来源。
拯救地球催生绿色化学
计院士首先说，现在地球面临着很多的挑战，大量的废弃物使得生存环境恶化，为了应对人类的生存危机，化学家们正在和其他学科的专家通力合作，力图从源头上消除污染和隐患，于是，绿色化学应运而生。
他认为，绿色化学的产生说明，交叉科学是综合性、跨学科的产物，学科交叉点往往就是科学新的生长点，新的前沿，最有可能产生重大突破，是科学发生革命性的变化，因而有利于解决人类面临的重大复杂科学问题、社会问题和全球性问题，譬如环境污染问题。
要推动煤炭的高效利用
计亮年说， 能源、水和食物是人类生存的三大要素，但是在现在人类面临的能源问题中，新能源还无法挑起大梁，因此，首先应该推动清洁能源如煤炭的清洁、高效利用。
根据2016年全国能源工作会议报道，据初步测算，如果对燃煤工业锅炉进行改造升级，每年可以减排二氧化碳约5亿吨、二氧化硫约300吨、粉尘约30万吨、废渣约3000万吨。
“不仅能够大幅改善我国的空气质量，预计每年可以节约2.5亿吨标煤”。
新能源将成创新主题
计亮年说，未来，人类的能源结构将会发生很大的变化，包括开发新能源和可再生能源将成为今后能源科技创新的主题，也成为化学学科与其他学科交叉研究的重要热点方向。
2016年全国能源工作会议在北京召开，据报道，当前我国可再生能源装机容量占全球总量的24%，新增装机占全球增量的42%，已经成为世界节能和利用新能源、可再生能源的第一大国。
人体能量也可利用
未来新能源的研究热点在哪里？
计亮年认为，开发未来新能源，首先要清洁、高效、方便，能够适应社会的各种需求。
他介绍，首先人体本身也是能量的来源，美国医学专家研制成了一种奇妙的人体生化电池，利用压电材料具有机械能与电能之间的转换和逆转换的功能，城市内地板采用压电材料制作，内装动作感应系统，可将行人的每一步都转换成电能，理想状态下人的一小步可以使两盏60瓦的灯泡亮一秒钟。
椰子油可作为燃料
新能源的一大发展方向是食物能和生物质能，利用食物来制造能源。
计亮年举例，目前已经研发出了用椰子油作为燃料驱动的柴油机，由于椰子油十分环保，因此它作为燃料很有发展前途。
中国林业科学院林产化学工业研究所的研究团队，建成了一套年处理八万吨木质纤维素制备乙酰丙酸及其酯、年产10万吨生物柴油等连续化生产线，以及全球最大的年产5000吨催化裂解制备富烃燃油和国内外首条年产6万立方米木质素酚醛泡沫示范线。
这个成果的推广应用对于农林生物质能资源化高效利用，减少农林废弃物资源对环境的污染，有效替代石油化工燃料，具有显著的经济、社会和生态效益。
藻类将成“绿色油田”
藻类，居然也蕴藏着无限的能量。
藻类是世界上生长最快的植物之一，藻类一夜之间能够体积增倍，据称每亩面积的藻类可以比传统的乙醇来源（如玉米）高产14倍，这种绿色植物还可以像海绵一样吸收二氧化碳。
计亮年说，虽然微藻采油目前还处于实验室研究阶段，但相比石油和煤炭等不可再生能源，微藻制油能让碳排放降为零，这是一项被称为造福子孙后代的工作，未来将在海洋开辟出无边的“绿色油田”。
此外，小小的细菌也成为了一种能源。美国的研究团队已经发明了一种合成生物的方法，利用生物工程技术，对包括大肠杆菌在内的不同菌株进行遗传改造，促进这些微生物充分释放植物中蕴藏的能量，并最终将这些能量转换成为汽油替代物。
好好利用垃圾能
计亮年特别提到，现代社会每天产生的大量垃圾，只要好好加以利用，也可以成为能量的来源。
他介绍，目前上海市金山工业区一台日处理能力100吨城市生活垃圾的成套装置正在有序运行中，这套装置可以在垃圾分类后，将城市生活垃圾无氧还原裂解转化为油和炭，再通过分子蒸馏方法，还能将油炼化成供发电机使用的柴油。
而来自中国科学院广州能源所的研究人员，已经建立了一个100kw漂浮式波浪能电站，实现了波浪能的利用。
“中国近海海洋能源蕴藏量约16.7亿千瓦，技术可开发量超过6亿千瓦，波浪发电不稳定，转换效率较低，波浪能发电技术目前仍处于探索阶段，仍不成熟，但能量取之不尽用之不竭。”计亮年说。
今年中国将建页岩气田
计亮年还介绍，页岩气是地层深处致密不透的热岩体，它在开发过程中几乎无污染，因此被视为未来能源开发的支柱，而且在地球的储量比煤炭、石油、天然气的热能总和还要大，被称为新能源革命的重要引擎。
2014年中国取得了页岩气勘探开发的重大突破，并将在今年建成国内首个百亿立方米页岩气田――涪陵页岩气田，相当于建成一个1000万吨级的大型油田。
声音发电成为现实
谁能想到，声音也能用来发电？但是，科学家们已经将其变成了现实。计亮年说，中国科学院北京纳米能源与系统研究所首次实现了利用摩擦效应的高效能声音发电，他们将镀有金属电极的聚四氟乙烯膜和具有孔洞结构的金属电极膜贴合在一起构成摩擦电纳米发电机，然后将其用于声转换敏感单元，实现从声能到电能转化，声电转换效率大于50%。
由于化石燃料的大量使用，使得地球大气层中的二氧化碳含量快速增加。不过，中国的科学家们已经研发出了二氧化碳矿化发电技术。
计亮年说，最近四川大学首次开发出矿化一吨二氧化碳的技术，能够产出140度电能，同时产出1.91吨价值2000-3000元的碳酸氢钠，就是将二氧化碳矿化过程中产生的化学能，直接转化成电能。
向太空要“终极能源”
仰望星空的同时，也能从星空中获得“终极能源”。
计亮年说，目前，欧美、日本在内的发达国家正在如火如荼地开展空间太阳能发电的研究与产业发展。
空间太阳能发电技术是指在距离地球几万米的太空布置太阳能发电装置，并利用微波或激光等无线传输手段将电传送到地面。由于在太空中没有阴雨天，也没有晚上，不会受天气等因素的影响，空间太阳能发电与地面太阳能发电的效率比为3.5�1。
此外，采用太阳能还可以使二氧化碳高效转化为燃料或者光伏发电，甚至将二氧化碳和水转化为人工植物、食物（人工光合成食物），比起过去漫长的11亿年中，太阳消耗了它本身能量的2%，这意味着在今后，它足以供给地球人类使用几十亿年。
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