用“鍋爐”給磚塊加加溫

數(shù)百萬(wàn)年前，人類學(xué)會(huì)了使用火，結(jié)束了茹毛飲血的歷史。火與熱密不可分，隨著工業(yè)發(fā)展，我們?cè)絹?lái)越需要熱量。然而，大量的化石燃料燃燒導(dǎo)致了巨量二氧化碳排放，對(duì)地球環(huán)境造成了嚴(yán)重影響。如何在不阻礙工業(yè)進(jìn)程的前提下保護(hù)地球？本期TED大會(huì)邀請(qǐng)美國(guó)新能源工程師約翰·奧唐納（John O’Donnell）來(lái)介紹其節(jié)能減排的新靈感。

更清潔的能源

在生產(chǎn)鋼鐵、水泥、玻璃、紡織品等工業(yè)產(chǎn)品的過(guò)程中，需要燃燒巨量的化石燃料，據(jù)國(guó)際能源署公開(kāi)的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，工業(yè)碳排放約占全球碳排放總量的1/4。想要改善這個(gè)現(xiàn)狀，我們要做的不是去工業(yè)化，而是工業(yè)減碳，提高能源的利用效率，并更多地使用太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能等可再生的清潔能源。

近年來(lái)，可再生能源的使用成本不斷下降，技術(shù)日趨成熟，正在逐步替代傳統(tǒng)化石燃料。新的問(wèn)題是，很多地方增設(shè)太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源的發(fā)電設(shè)施后，出現(xiàn)了能源過(guò)剩，對(duì)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的運(yùn)行造成壓力。我們需要把這些多余的電能儲(chǔ)存起來(lái)，但大部分儲(chǔ)電方式都效率較低、價(jià)格昂貴，那么，該怎么做？

用磚塊做“熱電池”

奧唐納長(zhǎng)期從事用于工業(yè)供熱的太陽(yáng)能研究。為了儲(chǔ)存電能，他創(chuàng)新性地使用陶瓷磚（由黏土和其他天然礦物原料制作而成的陶瓷制品，通常在建筑領(lǐng)域用于鋪設(shè)地面、裝飾墻壁等，因此多為平板狀）來(lái)進(jìn)行測(cè)試。

他將磚塊堆疊在一個(gè)隔熱室中，使用可再生能源產(chǎn)生的電能對(duì)其進(jìn)行加熱，能量以熱量的形式儲(chǔ)存在磚塊中。它們就像一塊塊熱電池，空氣穿過(guò)后，被加熱到近1000攝氏度，隨后進(jìn)入鍋爐、產(chǎn)生蒸汽。這些磚塊由工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的耐火材料制造而成，壽命長(zhǎng)、成本低，不僅適用于蒸汽輪機(jī)，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)后，還能被用在水泥、鋼鐵等已不使用蒸汽技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)的工業(yè)領(lǐng)域。

這個(gè)“熱鍋爐”的加熱機(jī)制就像烤面包機(jī)，只是更大、更熱，它配置了許多彎曲的加熱元件，由含有少量鉻（gè）和鋁的鐵材料制成，能將磚塊加熱到超過(guò)1500攝氏度的高溫。而隔熱室的設(shè)計(jì)讓它們可以保持高溫幾小時(shí)到幾天的時(shí)間，需要這些熱量時(shí)，只需要打開(kāi)風(fēng)扇，把空氣吹進(jìn)去。

奧唐納的“熱鍋爐”能夠快速充電，在短時(shí)間內(nèi)儲(chǔ)存熱量，非常適合許多需要24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的工業(yè)。這樣的技術(shù)并不復(fù)雜，甚至很多人覺(jué)得十分無(wú)聊，但它能快速進(jìn)行規(guī)模化的生產(chǎn)和應(yīng)用，縮減工業(yè)碳排放。現(xiàn)在，在世界各地，許多科研人員及其團(tuán)隊(duì)都在嘗試制作能夠儲(chǔ)能的工業(yè)熱電池。這一努力是對(duì)未來(lái)能源需求和環(huán)境保護(hù)的響應(yīng)，我們要不斷地探索新材料、新技術(shù)、新工藝，保護(hù)地球依然任重而道遠(yuǎn)。

在保障工業(yè)生產(chǎn)的同時(shí)，我們也要應(yīng)對(duì)人類發(fā)展引發(fā)的氣候變化，降低碳排放，需要政府、企業(yè)和公眾共同努力。我們每個(gè)人都應(yīng)盡屬于自己的一份力，為子孫后代創(chuàng)造一個(gè)更安全、更繁榮的世界。

（責(zé)任編輯 / 牛一名" 美術(shù)編輯 / 周游）