零距离科学:回顾与展望ampmdashampmdash绿色科技文章

尚妮容
导读 简介:陆(中文大学通识教育基础课讲师)图片:广播站从19世纪的工业革命到20世纪的科技发展,人类的生活水准当然是:陆(中文大学通识教育基

简介:陆(中文大学通识教育基础课讲师)图片:广播站从19世纪的工业革命到20世纪的科技发展,人类的生活水准当然是:陆(中文大学通识教育基础课讲师)图片:广播站

从19世纪的工业革命到20世纪的科技发展,人类的生活水平与日俱增,但这种趋势能持续下去吗?答案似乎是否定的,因为这200年来的发展是有代价的,那就是极大地影响了我们周围的自然环境,而且很多影响是不可逆的。如果人类不能妥善处理这个问题,最终受害的将是我们,这甚至会影响到我们的后代。

联合国在2015年提出了“可持续发展目标”,希望以此应对时代的挑战。其中一些目标,如能源使用、城市规划和生活习惯,与本集《零距离科学》讨论的“绿色技术”密切相关。

人类的生活总是离不开衣食住行,绿色科技可以应用到这些地方。纪录片讨论了很多与衣食住行相关的新方向或新技术,我在这里给大家介绍一些重点。

人类对自然景观最明显的影响就是我们在地面上竖起了无数的建筑。现代社会最常用的建筑材料是混凝土。混凝土是一种建筑材料,具有强度高、柔韧性好、耐久性好等优点。然而,生产混凝土的过程会带来环境污染。水泥是用于制造混凝土的主要材料之一,但生产水泥时会产生大量二氧化碳。

此外,混凝土回收难度大,混凝土重量大,运输时也带来更多的碳排放。这些问题促使许多建筑师、工程师和科学家寻找新的解决方案。

其中一个方向就是用生物基材料来建造建筑,如今备受关注的生物基材料之一就是木材。用木头盖房子绝不是什么新鲜事,但用木头盖高层建筑却是近几年才刚刚兴起的概念。20世纪90年代,研究人员开发了一种新型木质建筑材料,命名为交叉层积材(CLT,中文名为多层实木结构方法)。

CLT由多层实木板材胶合而成。然而,这种胶合工艺是特殊的。在这种多层结构中,每层木板的木纹和相邻层的木纹彼此垂直排列,从而可以加强其强度。这种木材坚固、轻质、柔韧,对环境影响不大。它被认为是建造摩天大楼的理想材料。

剑桥大学的研究人员正在与建筑公司合作,希望在不久的将来开始建造一座300米高(约70-80层楼高)的木质建筑,名为Oakwood Tower。如果成功,它将是世界上最高的木制建筑。此外,2018年提出了W350计划,目的是建造一座350米高的建筑,由木材和钢材制成,预计2041年完工。

“行”是指人类的日常行动和交通。工业革命后,人们发明了各种交通工具,方便了我们四处旅行。更重要的是,它使我们能够快速有效地将货物运输到世界各地。然而,这些活动都需要消耗大量的不可再生能源,燃料的使用也产生大量的有害气体。

鉴于此,有人建议人类应该大幅度改变生活习惯,减少长途交通;并尽量使用当地生产的商品,减少物流活动。但是,俗话说“江山易改,本性难移”。在人类改变习惯之前,我们有没有其他方法来解决或缓解“走路”带来的问题?

我们常用的化石燃料会释放大量的二氧化碳,导致全球变暖,解决方法之一就是寻找更清洁的替代品。除了开发风力、水力等能源外,科学家也在尝试开发一些碳中性燃料。碳中和的概念是,当使用这些燃料时,它不会增加整体温室气体排放。一种碳中性燃料是直接从空气中提取二氧化碳和水,并从中产生碳氢化合物。

2019年,苏黎世联邦理工学院的研究团队成功开发了一项新技术。他们在屋顶上建立了一个小型精炼厂,利用阳光直接将大气中的二氧化碳和水转化为液体燃料。原理如下:他们首先利用直接空气捕获(direct air capture,DAC)技术收集大气中的二氧化碳。大多数DAC用化学溶液吸收二氧化碳,然后通过加热释放。

得到二氧化碳后,炼厂集中太阳光,利用这种高热能,使CO2和H2O在适当的条件下发生氧化还原反应,生成合成气)——,是一氧化碳(CO)和氢气(H2)的混合气体。最后,这些合成气可以通过费-托反应转化成液体燃料。该团队估计,如果我们能建造一个像瑞士那么大的新炼油厂,就足以满足整个航空业的燃料消耗。

粮食问题也是人类面临的一大挑战,粮食生产也是碳排放的元凶之一。少吃肉当然是缓解问题的方法之一,而其他科学家正在尽力寻找一些新的解决方案来处理这个问题。

挪威的研究人员想出了一个非常有创意的方法。挪威是一个盛产鲑鱼的国家。当地的CO2BIO公司试图开发一种新方法,使鲑鱼的生产过程更加环保。

他们提炼了

油厂所释放的温室气体传送至一座「藻类(algae)工厂」,并以这些本来无用的气体来大量繁殖藻类。这些藻类能生产出Omega-3等脂肪酸,因此被製作成鱼粮,用在培养三文鱼上。整个过程不单减低了温室气体排放,更增加了食物生产量,实在是一举两得的做法。

此外,以昆虫为食粮也是另一种纾解粮食问题的方法。昆虫含丰富营养,理论上能够取代肉类。而且不单人类能够食用昆虫,事实上一些公司已经推出昆虫製的竉物粮食。英国Yora公司以黑水虻(Black Soldier Fly)幼虫製成狗粮,并于2019年推出市面。另一边厢,一些地方更尝试大量养殖曱甴,以它们为牲口禽畜的粮食。

除了食、住、行外,节目中还谈及到不少其他範畴的新技术,如电动飞机、萝蔔丝混凝土、光合作用窗帘、能分解塑胶的细菌、可溶解的胶袋、清理海上垃圾的器械、重力能量等等,若有兴趣了解各地人才就可持续发展的目标想出了甚么有趣新奇的主意,请不要错过本集《零距离科学》。

《零距离科学》(节目网站)集合世界各地有趣的科学纪录片,网罗与大众息息相关的科学资讯,启发观众的好奇心和求知慾,节目逢星期五晚9时30分在港台电视31播映。本集于1月22日播出。港台网站及流动程式RTHK Screen视像直播及提供节目重温。

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