能量

人类几个世纪以来一直梦想着捕获自然能量并储存以便稍后使用。太阳，作为丰富但间歇性的来源，提出了一个挑战：白天阳光明媚，但我们的能源需求是恒定的。 到目前为止，主要的解决方案是将太阳光转化为电力并储存在电池中，但成本高且效率损失大。 加州的创新 由副教授Grace Han领导的加州大学圣塔芭芭拉分校的研究人员开发了一种分子太阳能热储存系统（MOST）。该技术的核心是一种含有改性嘧啶酮分子的液体，它对阳光作出反应： 接收到光时，分子改变形状并充满能量，就像一个微观弹簧。 它们可以在这种状态下保持一年以上（481天）而不失去能量。 当需要热量时，只需施加刺激（热或酸催化剂），它们就会释放积累的能量。 这个循环可以无限重复，使液体成为一个可重复使用且稳定的太阳能储存库。 性能和测试 实验室的结果是有力的： 释放的热量足以在环境条件下煮沸水，展示了其实用的威力。 能量密度达到每公斤1.6 MJ，大约是传统锂离子电池的两倍。 由于是液体，扩展性简单：只需增加溶液体积并储存在罐或管道中。 潜在应用 使用的可能性很广： 住宅：热水供应、供暖和减少能源账单。 工业：低温和中温热过程的脱碳。 季节性储存：在夏季储存太阳能并在冬季使用，这在电池中很难实现。 混合系统：与光伏、太阳能热和热泵集成。 甚至考虑与热电发电机一起使用，这将允许按需生产电力。 相对于电池的优势 该系统消除了与电-化学-电双重转换相关的损失。此外，它不依赖于锂或钴等关键材料，这使其成为更可持续的替代方案，并减少对复杂供应链的依赖。 加州开发的液体代表了一个安静但关键的进步，为能源转型铺平了道路。它不会取代所有电池，但可以填补一个关键的空白：清洁、持久和可重复使用的热储存。其在实际规模上的成功可能会改变我们利用每一缕阳光的方式，为家庭、工业和城市提供实用的解决方案。

围绕能源资源的地缘政治不稳定性日益增加，再次暴露了基于化石燃料的系统的脆弱性。美国、伊朗和以色列之间的紧张局势，加上对委内瑞拉石油市场的压力，正在对全球能源供应产生影响。 在这种情况下，国际分析人士认为，价格波动和贸易路线中断的风险加强了加速能源转型的必要性。 其中一个密切关注这一局势的国家是中国，它是全球最大的能源消费国之一，高度依赖进口燃料。 霍尔木兹海峡及其在全球石油供应中的作用 全球能源冲突中最敏感的点之一是霍尔木兹海峡，这是一条战略海上通道，全球约20%的石油通过此地运输。 在与代号为“史诗之怒”的军事行动相关的轰炸之后，伊朗宣布关闭这一海上走廊，禁止国际通行。 这一决定引发了国际能源市场的担忧，因为任何对这条路线的中断都可能直接影响原油和液化天然气的供应。 与此同时，其他事件加剧了地区能源危机。卡塔尔暂时中止了部分液化天然气生产，而沙特阿拉伯在无人机袭击后被迫关闭其主要炼油厂之一。 中国面对能源脆弱性 在这种情况下，对中国的潜在影响尤其显著。这个亚洲国家是全球最大的石油进口国之一，在很大程度上依赖于来自国外的能源资源。 这种依赖使其经济暴露于可能改变燃料流动或推高国际价格的地缘政治危机的影响。 因此，能源专家认为，当前的全球紧张局势加强了对进口化石燃料依赖构成战略脆弱性的看法。 因此，可再生能源不仅被视为气候工具，而且还被视为确保能源安全的关键基础设施。 加速能源转型的新项目 近年来，中国开始推动大规模项目以多样化其能源结构。其中包括雅夏水电项目，以及在全国各地开发的新太阳能和风能公园。 这些举措是下一个五年计划的一部分，这是定义未来五年战略优先事项的经济规划工具。 核心目标是逐步用更清洁的能源来源替代化石燃料，如太阳能、风能、水能和核能。 然而，这一过程仍面临挑战。中国经济仍然在很大程度上依赖煤炭、石油和天然气来维持其工业增长。 伊朗战争如何影响全球能源格局？ 伊朗冲突的影响远远超出了中东地区。石油和天然气供应中断的可能性导致能源市场波动，影响到依赖原油的经济体和最终消费者。 在这种背景下，危机加强了一种全球趋势：越来越多的国家认为减少对化石燃料的依赖也是一种经济和地缘政治安全战略。 可再生能源、电力储存和交通电气化因此被视为减少对国际冲突的暴露的关键工具。 这样一来，由战争引发的能源紧张局势可能加速已经在进行的转型：向更具多样性、弹性和与气候保护兼容的能源系统的过渡。

从太空获取太阳能的想法是由艾萨克·阿西莫夫在1941年的小说《理性》中想象出来的。然而，这一概念在1968年开始形成科学基础，当时工程师彼得·格拉泽在《科学》杂志上进行了发展。 从那时起，像NASA、加州理工学院和日本的日本太空系统这样的机构都在研究其可行性。 如今，日本在轨道上发电并将其传输到地球的竞赛中处于领先地位。这一进展是在寻求用可再生能源替代化石燃料的能源转型背景下进行的。 Ohisama项目和轨道测试 Ohisama卫星，其名称在日语中意为太阳，重180公斤，携带一个70厘米乘2米的太阳能板。它将在450公里的高度轨道运行，产生720瓦的电力，并将其转换为微波。 能量将被传输到长野的一个64米接收天线。如果传输成功穿过电离层，它将再次转化为电力，初步目标是点亮一个LED。 发射窗口于2月25日从和歌山县串本的纪伊航天港开放。Space One公司的Kairos 5火箭在此前两次失败后面临挑战。 持续的千兆瓦和范式转变 日本太空系统预测的商业模式旨在产生持续的千兆瓦。这种功率相当于覆盖东京这样的大城市约10%的消费或一个标准核反应堆的性能。 与地面上的面板不同，太空中没有云层或夜晚。因此，太阳能收集将是连续的，并可以根据能源需求重新定向到不同的天线。 如果技术得到巩固，日本计划在36,000公里的地球同步轨道上安装2.5平方公里的太阳能矩阵。在地面上，将需要直径为4公里的接收天线，商业前景预计从2040年开始。 日本的清洁能源和技术挑战 多年来，日本一直推动向清洁能源的多样化，大力发展太阳能、海上风能和绿色氢气的进步。然而，其有限的土地面积和高人口密度限制了大型公园的部署。 因此，太空太阳能被视为战略性替代方案。除了为本土供电外，还可以向受灾地区或未来的月球任务发送电力。 然而，仍然存在重要的技术挑战。微波在数千公里的路径上的衍射需要巨大的天线和极其精确的相位控制。尽管如此，该国仍然致力于解决这一瓶颈，并在全球清洁能源领域占据领先地位。

在内蒙古自治区的金色沙丘上，数千块面板的铝材反射阳光，改变了中国的景观。在那里，库布齐沙漠成为了全球最大的太阳能中心之一。 几十年来，当地居民目睹了过度放牧和气温上升如何使土地退化。植被退缩，土壤失去肥力，而沙漠则无情地扩张。 然而，在过去十年中，超过46,000公顷的土地被太阳能公园占据。此外，科学家发现面板可作为遮阳和防风屏障，有助于保护草地和减少侵蚀。 北京的可再生扩张和气候雄心 这种转变不仅限于内蒙古。在甘肃和新疆等省份，广泛的风能和太阳能基地产生的电力足以供给数百万家庭。 这一推动力源于习近平在联合国于2020年宣布的目标：在2030年前达到排放峰值，并在2060年实现碳中和。 根据全球能源监测的数据，中国的太阳能容量从2010年的仅0.1 GW增长到2026年的574 GW。如果包括小型设施和住宅屋顶，总量超过1,000 GW，巩固了全球领导地位。 绿色能源的环境和经济效益是什么？ 太阳能和风能的扩张带来了多种生态优势。首先，减少了对煤炭的依赖，煤炭是二氧化碳排放的主要来源。 此外，减少了城市空气污染，改善了公共健康，并有助于缓解气候变化。同时，促进了技术创新，并在电池和电动车等战略性行业创造了就业机会。 另一方面，绿色能源多样化了能源结构，并加强了供应安全。因此，它能够满足电力需求的增长，而不必相应增加化石燃料的使用。 紧张局势、挑战和环境改造 然而，转型的速度引发了地方紧张局势。在云南，传统的茶园被太阳能设施取代，引发了对侵蚀和土地使用的担忧。 同时，关于白云鄂博稀土矿的开采及其相关环境影响也存在质疑。此外，煤炭行业相关社区的未来也充满不确定性。 安徽省是一个改造的例子，那里将被淹没的旧矿山改造成浮动太阳能公园。因此，一个因化石开采而退化的地区如今为数万家庭提供清洁电力，象征着复杂但决定性的中国能源转型。

El desarrollo de sistemas de almacenamiento más seguros y duraderos es uno de los grandes desafíos de la transición ecológica. Sin baterías eficientes, la...