五大技术将降低家庭能耗.pdf

太阳能、风能和地热可能减少 家庭能源开支，这些话消费者已听 了若干年但是，展望未来l0年或 20年，情况正变得令人兴奋科学 家设想，灯泡会同开关说话，炉子 与窗户说话，一切还都可以与互联 网说话家庭可用地下室的设备发 电窗户和涂层会随着吸收或排斥 阳光的需要而改变 可蠢涂层0 在美国的大多数气候条件下， 窗户节能的问题并不容易回答今 天的窗格往往只适合一种气 候——玻璃在气候温暖的 地区要反射日光，在较冷的 气候下则无这种需要 攻关重点是智能窗，它 可根据需要改变涂层色彩 劳伦斯·伯克利国家实验室 建筑材料研究人员大流士· 阿拉斯特说：“如果生活在 圣路易斯，最好是冬天一种 窗，夏天一种窗他的实验 室主要研究智能窗，这种窗 户可按需要改变涂层颜色 一种色彩可以在炎热气候 下阻隔阳光，而在冷天则变 淡，以吸收温暖的光线略加 一些电流，特殊的“电致变色 涂层’就可变暗明尼苏达州 一家公司已开始出售初期的 这种涂料，它们将用于一些 高档住宅，通常用作天窗此 涂料目前价格较高，商业建 筑用它比较合算 智能住宅 n 现有住宅的供暖、制冷 和照明系统可借助某些新 的智能节省能源电灯一般 不知道太阳升起后它们可 以关闭或转暗；窗户开了，空调仍 在吹送热风或冷风。

麻省理工学院 计算机科学教授尼尔·格申费尔德 说，简单的网络，就可使一座大楼 的能源节省1／3 许多公司都为这种智能住宅作 过尝试目前已有大约20种不同 装置但是，它们不能互动格申费 尔德的实验室研发了一种简单的 网络语言——就像摩尔斯电码，可 以将一个灯泡转变为互联网上的 节点，收发数据同样的代码可以 控制复杂的供暖和制冷系统，这些 系统对外界的温度变化或人们的 出入作出反应 有些设备不用多花钱就可安 装，甚至在现有结构之内也行一 个吸引点是：“我们不必改造整座 建筑”，阿尔贡国家实验所的首席 信息官查利·卡特利特说该实验 室正在其一座建筑内安装一套初 试系统此外，“这些东西很便宜， 体积也小，我们实际上可以考虑将 它们安进椅子和灯泡之类的物品 里 冰冻烟霪 n 最神奇的莫过于气凝胶，它总 有一天会使我们的住宅保持舒适 它是迄今己知的最轻固体，是一种 透明轻柔的材料，看起来像一片固 体烟雾在薄薄的材料中，纳米粒 大小的气泡里99％以上是空气就 一定厚度的材料来说，没有其他材 料的绝热性能比它更好橡树岭国 家实验室的安德烈·德雅尔莱说： “问题是现在它的成本极高 但是，打入建筑业(近2／3隔热 产品都用于这一行业)是商业生产 这种精微产品的一些小公司的当 务之急。

阿斯彭气凝胶公司首席执 行官唐·扬说：“我们的注意力集中 在空间很紧的领域这就意味着 要重新改建现有结构，特别是旧楼 中容不下一般绝热材料的砖石墙 在一项早期试验中，政府伙伴正在 资助纽约市250多套单元房安装气 凝胶绝热体但目前气凝胶仍然只 是付得起这种高价的太空机构、五 角大楼和石油公司的一种工具 家用氢气 n 几十年来，燃料电池为太空飞 行提供了动力，汽车工业现在希望 它们能早些用于汽车巴特·威廉· 史密斯学院副教授汤姆·德雷宁 说，再过一二十年，它们应当能普 遍用于地下室使用燃料电池，发 电效能可大大提高 燃料电池通过一种氢氧结合的 化学过程发电，当投入物纯净时， 唯一的副产品是一个已经完善的 过程中产生的水和热迪洛伊特公 司的能源政策顾问布兰·泰尔齐奇 说：“所谓的小完善是使燃料(氢气) 充入电池 一些日本公司已经在使用天然 气的住宅安装试验模型一个附加 装置抽取气体中的氢气，为电池提 供燃料，产生电和热水美国使用 天然气的家庭较少，限制了这种方 式在这里的采用天然气的转化过 程也能产生温室气体，但污染程度 低于传统的发电时程 受亮的灯泡 几十年之后，不会有人知道改 变一个灯泡意味着什么。

佐治亚理 工学院教授拉塞尔·迪普伊说：“房 子毁了灯泡都未必烧得坏 已有t30年历史的爱迪生灯泡 首先将在家庭中被紧凑型荧光灯 取代，后者的用电少大约2／3，而且 能多用许多年尽管如此，它们还 是会被发光二极管取代发光二极 管的用电量仅为白炽灯的12％，可 创意无极陨 INv} TI_、N舟lNNf)vA T“’N 用50年，甚至更久 目前，它们已普遍用于某些商 业场所，特别是在一周七天、一天 24小时照明的环境中昂贵的成本 限制了美国家庭的使用人们不能 接受花120或130美元买一个灯 泡即使那笔钱八至十年后就能收 回但典型的性喜流动的美国人等 不了那么久 从空气中 燃料 ■赵泳根 据国外媒体报道，科学家表示，利用一种从常见的 土壤细菌中提取的酶，稀薄空气可以转变成汽车燃料 该方法有望实现以低成本制造出碳中立的环保燃料， 同时无需对汽车发动机的原有设计进行大幅改动 生活在大豆等粮食作物根系土壤中的名为棕色固 氮茵的微生物会制造一种酶——钒固氮酶，在自然界 中，这种酶能够利用氮气生成氨现在，研究人员证实 它同样也可以用一氧化碳生成丙烷．一种野营燃气炉 具通常使用的燃料该项研究结果刊登在最新一期的 《科学》杂志上。

科学家警告说，这项研究尚处于早期阶 段，不过他们同时表示，该研究最终可能会带来全新、 环保的燃料生产方式，最终从稀薄的空气中提取汽油 参与实施这项研究的美国加州大学欧文分校科学家马 库斯·里贝说：“这种微生物是一种非常常见的土壤细 菌，我们对其已有深入了解，并且实施了长期的研究 研究人员发现，当将氧气和氮气从钒固氮酶那里 “夺走”，并用一氧化碳取而代之时，钒固氮酶会自动开 始用一氧化碳来制造短的碳链，这些碳链只有两个或 三个原子长加州理工学院的乔纳斯·彼得斯认为．钒 固氮酶的这种新能力是一项“意义深远的发现”．将具 有重要的工业应用不过，真正令人兴奋的还是其用于 制造汽车燃料的潜力研究论文的合作者、科学家马库 斯·里贝表示．最终可对这种酶加以改造，使其不仅可以 制造简单的3个碳原子链的丙烷分子．还能够生产出构 成汽油的长链分子他说：“很显然，如果我们能制造 碳一碳长链．这将是一条生产合成液态燃料的新途径 汽车燃料的不完全燃烧会产生含有一氧化碳的尾 气，因此，在不远的将来，汽车或许可以利用自身排放 的尾气来制造燃料以满足自己的需要；在更远的将来， 直接从空气中“提取”燃料将成为可能．因为现在已有 将二氧化碳分解为一氧化碳的技术存在；而最终，汽车 从大气中“拿出”碳的速度很可能要远远快于它们向大 气排放碳的速度。

当然，这些美好前景距离我们还有一 段漫长的过程马库斯·里贝说，提取、培植并储存数量 足够多的钒固氮酶“非常困难”尽管在20多年前科学 家就已经分离出了编码钒固氮酶的基因．但是大批量 制造有用钒固氮酶的技术却是直到最近才开发成功。