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    2018年05月20日

    第10期 总第484期

    封面文章
    “网银”殊途同归路
    金融服务似乎正在以你想要的方式前行。 相应的,金融的生态及格局也在发生重大变化。技术的推动让金融的数字化转型愈发明显,传统金融机构“离柜率”同互联网银行业务激增形成强烈的对比。[详细]
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  • 这些资源即将枯竭,科技界为此做了些什么?

    时间:2015-08-18    来源:百度百家    作者:郝小亮 我要评论() 字号:T | T

  • 英国《每日邮报》8月11日报道,美国加州向70万平方米的洛杉矶水库中,投入9600万个黑色遮阳球用以保护水源和防止污染。不仅是美国有此问题,水资源枯竭与污染是全世界多数国家都面临着的问题。另外,石油资源、矿产资源、金属资源等在人类过度开采与缺乏节约意识之下,都已经短缺甚至即将枯竭,面对这种情况,科技公司和互联网公司也在积极用不同的方式来帮助人类解决困境。

    一、从粪便中提取饮用水,盖茨的惊世之举

    美国投放的遮阳球由聚乙烯制成,直径仅10公分的黑色遮阳球,每年可以减少3亿加仑(约113万立方米)的水量蒸发,而这些水量约是8100个人一年的饮用水。它们可以防止水质发生化学反应生成溴酸盐等致癌物质,将饮用水与尘埃、动物(包括鸟类)和其他的污染物隔绝,还可以有效阻止水面藻类的蔓延,减少水质污染,营造良好的水库生态环境。而拥有这么多功能的遮阳球,每个的成本仅有36美分,相比于其他技术,可节约2.5亿美元。

    这种用球覆盖水面保护水资源的办法,在加州是第一次,在世界上也是首例。其实不仅是加州,水资源短缺是全世界都面临着的共同难题。早在2006年,美国哈佛大学商学院和印度德里科学和环境中心就在“世界水日”当天发布了几篇令人震惊的报道。报道称,地球水资源正在迅速减少,到2015年左右,全球地表水资源将面临枯竭。届时,全球将近一半的人口,特别是中国和印度这两个人口大国将面临基本饮用水供应短缺的困境。而现在,地表水的确如之前所预测的那样。水是生命之源,没有了水,人类将濒临灭绝。

    但人类从来不会坐以待毙,我们利用科学来解决这一难题并取得了成果。比如传奇人物比尔盖茨就一直致力于此。08年退休之后,盖茨一直没有闲着,于2000年与妻子梅琳达共同创立了“比尔和梅琳达·盖茨基金会”,2011年,针对能源短缺和基础设施不完善的发展中国家的现状,基金会发起了“发明一种新型马桶”的比赛,最终,美国加州理工学院的设计者设计出了一种能产生氢气和电的太阳能厕所,并获得了一等奖。

    而最为轰动的还是他上传了自己喝从粪便中提炼的饮用水的视频。该项技术主要是通过机器用高温燃烧人类粪便,将其分解为水蒸汽和干燥物。水蒸汽用来驱动发电机发电,并经特別蒸馏净化后成为饮用水。燃烧后的糞便则变成无毒的干燥固态物,用作肥料。而整个过程只需要5分钟。比尔?盖茨说,全世界约25亿人能够使用清洁的卫生设施,而由此产生的排泄物污染了水源,每年因为水污染死掉的儿童多达70万人。因此,他的基金会研究出了JanickiOmniProcessor,也就是过滤粪便的那台机器。

    这项研究对于人类来说大有益处,变废为宝,极大地提高了能源利用率,并且节省了投入。如果此项技术能够得到广泛应用,那么,水资源枯竭的问题将会很好地得到解决。尽管人类可以在技术上来解决这些难题,但最重要的还是人类自身的意识。节约用水,人人有责。懂得节制,方可长久。

    二、新能源汽车风靡,缓解石油紧缺

    与对水资源境况不同的是,各界对石油资源的预测呈现的是一种乐观态度。联合国国际能源局指出,目前已探明的石油储量开采到2020年不会有任何问题。世界最大的石油公司埃克森美孚公司认为,就目前探明的储量来看,即使再开采70年也不会到达底线。随着新油田的发现和勘探及开采技术的提高,人类使用石油的时间可能还会延长。法国专家贾内西尼认为:“就目前已知的石油储量,这个数字约为1万亿桶,够人类消费36—40年(按目前的石油消费速度计算)”。除了这1万亿桶以外,有待发现的石油大约也有1万亿桶。这就是说,地下总共还有2万亿桶石油可供开采利用,可供人类消费近80年。

    看到这些数据,不免会使人松了一口气。但是,居安思危,而且不要忘记水资源的前车之鉴。就算资源丰富,也要懂得节约。况且虽然我们还有很多石油,但是对其勘探及开采过程也要花费很大成本及精力。因此,应积极研发替代石油能源的方法,比如新能源汽车。

    新能源汽车是指使用除汽油、柴油发动机之外所有其它能源汽车,包括燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等。它们的废气排放量低,可减轻空气污染,缓解能源短缺,在世界很多国家得到了广泛应用。

    在新能源汽车领域,最有代表性的企业是特斯拉汽车公司。以电气工程师和物理学家尼古拉?特斯拉命名,成立于2003年,总部设在了美国加州的硅谷地带。其创始人是硅谷工程师、资深车迷马丁·艾伯哈德,而投资人是SpaceX的创始人艾龙·穆思科。特斯拉汽车公司是世界上第一个采用锂离子电池的电动车公司。

    很多科技公司也同样在研究新能源汽车技术。谷歌曾在今年宣布,由其自主研发的无人车于今年夏天进入公路。这种汽车的最高时速仅为25英里(约40公里)。出于安全考虑,测试的全程都有驾驶员坐在车上。虽然这款原型车被设计为无需方向盘、刹车和油门,但在测试过程中,原型车依然配置可拆卸的方向盘、刹车和油门,以便驾驶员控制车辆。

    甚至连视频网站也想要紧跟这个潮流。今年1月20日,乐视宣布要制造集智能化、互联网化、纯电动化于一身的“超级汽车”,并发布了与之相关的产品----智能汽车UI系统LeUIAuto版。据悉,乐视的战略合作伙伴,北汽集团也将在电动车技术、相关零部件配套体系等硬件部分给予乐视支持。

    根据中汽协最新数据显示,7月份,我国新能源汽车产销量同比分别增长2.2倍和3.3倍,1-7月累计产销量同比分别增长2.5倍和2.6倍。多位业内人士认为,新能源汽车的产量正飞速增长,甚至超过了预期。而产量放量增长将带动上游产业链快速扩张,因此新能源汽车供应链的前景仍然正面。

    三、风能、太阳能发电取代燃煤发电

    Arch首席执行官史蒂夫Leer曾向媒体表示,世界煤炭短缺将持续至少两年或三年,预计在2009年,世界煤炭短缺可达到7,000万吨。在这之后,世界能源理事会公布了一项研究结果,表明世界上将有更多的人使用由煤转换而成的电能,这无疑将加剧煤炭资源的短缺。采用洁净高效的燃煤发电技术,让煤的使用更加环保之外,开发风能、太阳能等新能源也成迫在眉睫。

    风作为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大,全球的风能约为2.74×10^9MW,其中可利用的风能为2×10^7MW,风很早就被人们利用--主要是通过风车来抽水、磨面等,而现在,人们感兴趣的是如何利用风来发电。很多国家都拥有风力发电场:如美国的Alta风能中心、HorseHollow风能中心和CapricornRidge风电场;印度的Jaisalmer风电场;英国的LondonArrayOffshore风电场;罗马尼亚的Fantanele-Cogealac风电场等。

    中国新能源战略开也将风力发电设为重点,吉林白城、辽宁阜新、河北张家口、甘肃酒泉以及新疆哈密东南部是中国风力发电六大基地。江苏南通、盐城和连云港等都是风电的核心发展地区。而亚洲最大的达坂城柴窝堡风力发电站就位于乌鲁木齐至吐鲁番盆地的“狭管”通道上。

    在太阳能方面,华为曾在2013年世界能源大会上展示了太阳能混合供电解决方案,该方案主要针对电力紧张、能源短缺的地区,通过采用PV板将太阳能转化为电能,促进清洁能源在全球的进一步应用,吸引了众多客户的关注。华为对新能源的研究已经十余年,目前已成功应用于巴基斯坦CMPAK,马里Sotelma,尼泊尔Ncell等数以千计的绿色能源站点,为客户节能减排、低碳绿色行动添砖加瓦。

    随着风能、太阳能等技术的成熟,未来或许将全面取代燃煤发电的方式,让发电更加环保,缓解煤炭资源的短缺。

    四、寻找稀有金属资源的替代品

    稀有金属一般指在自然中含量很少、分布稀散或难于从原料中提取的金属。这个名称并不全是由于它们在地壳中丰度低的原因,而是某些稀有金属在地壳中的贮存状态比较分散,或发现比较晚,或制取较困难,因而其生产和应用都较晚。在历史上给人以“稀有”的概念,遂被称为稀有金属而沿用至今。

    稀有金属用途广泛,如锗用于制造晶体管,钽用于制造电解电容器,钆、铕用作发光材料,钐用作强磁材料;在航空、航天工业中使用的钛、钨、铪、铌、铼结构材料,等等。但稀有金属,从名字就可以知道,资源很少,更是要研究的重点。日本一个研究团队就利用超微加工技术开发出一种新合金,这种合金拥有与稀有金属钯相似的性质,有望代替钯充当催化剂和燃料电池用储氢材料。

    另外,3D打印技术也可以代替稀有金属。近年来,航天、国防、医疗设备、高科技、教育业以及制造业对3D打印技术的需求日益提升。如美国雷神导弹系统公司的研究人员一直使用3D打印来制造制导武器的部件。雷神公司制造经理LeahHull称:“3D打印导弹会成为一种简化的工艺,当我们打印时,相应地使用的部件就更少,所以供应链变得更加简单,开发周期更短,得到零部件的速度要快得多。你可以设计更多更复杂部件,因为你现在可以设计出以前无法加工的金属部件。”

    来自美国西北大学的麦考密克工程学院的MorrisE.优秀青年教授Masanet说:“航空业是3D打印的早期应用领域。这是由于制备飞机需要的专业轻质金属合金非常昂贵。由于传统制造业的限制,飞机的设计往往存在缺陷。当我们通过3D技术分层制备时,这些缺陷大大减少。”

    而关于3D打印技术在中国的应用,香港《南华早报》曾有报道。中国第一款本土商用客机C-919、第一款舰载战斗机歼-15、多用途战斗轰炸机歼-16、第一款本土隐形战斗机歼-20以及第五代战斗机歼-31的研发均使用了3D打印技术。中国航空航天大学教授、国家技术发明一等奖获得者王华明则认为,中国大型3D打印技术已超过美国,因为许多美国同行只是用这门技术生产“小玩意”。

    当然,除了在军事领域的应用,3D打印技术也逐渐开始走进生活中的方方面面,比如离我们最近的食品、医疗等。这些新技术的发明将有效缓解资源短缺带给人类的危机感,不过也仅仅是“缓解”,这些地球上不可再生的宝贵资源,随着人类的开采,终有一天将会走向枯竭。

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