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iPad每公斤卖1000美元?老外科学家们在谈材料,其实是离经叛道谈能源

   2017-09-25 上观新闻
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核心提示:  “论斤卖,iPad每公斤值1000美元;最新的波音787‘梦想飞机’每公斤值1500美元……”24日,施普林格·


  “论斤卖,iPad每公斤值1000美元;最新的波音787‘梦想飞机’每公斤值1500美元……”24日,施普林格·自然集团承办的浦江创新论坛“未来(科学)论坛”上,美国阿贡国家实验室原主任、芝加哥大学詹姆斯·弗兰克研究院彼得·里特伍德教授放出奇谈。

  在他看来,新的iPhone 8按斤两卖的话可能更贵,而在1000美元之外的另一个“档次”——一台本田轿车每公斤13美元,与一公斤牛肉酱的10美元相当;而一台风电机组每公斤只要1.5美元,与一公斤小麦粉的1美元相当。这些外国科学家看似在谈材料重量,其实是在离经叛道谈能源策略。

  当爱迪生穿越当今世界

  从贝尔实验室走出来的里特伍德教授,手里有两张老照片,分别是100年前的纽约和加州街景,十字路口都被密密麻麻的架空线遮蔽着,其中一些是通信线,另一些是输电线。设想:假如爱迪生穿越来到当今世界,他会发现,大部分通信网络都无线化了,但电网方面并没有什么变化,越来越大却还是有线。

  “知道我们手机都在用的锂电池,称斤两卖的话多少钱吗——每公斤100美元。”在里特伍德看来,人类还没有找到最佳的能源解决方案,平衡经济成本与环境效益。

  他直言,自己所在的阿贡国家实验室,拥有非常大的、非常复杂的超级计算机集群,但是每年要用13兆瓦电,这样的能源需求,比一个中等规模城市都多,“难怪一些大型数据中心要放在芬兰这样的冰天雪地中,因为它们散发大量热量可以通过外界温度调和一下”。里特伍德援引权威机构发布的预测数据,他相信照此速度发展,到2035年全世界所有的能源可能都会被用来供应计算机,“这是非常恐怖的前景”。

  或许,人们应当综合衡量材料、能源与环境之间的关系,把科技产品与农产品一样“论斤卖”其实是在转化思路。“科学话题都会需要离经叛道的人,我就是离经叛道的人。” 里特伍德说。

  矿泉水瓶的14%可以再生

  从产品生命周期看,每公斤价格接近1美元标杆的风力发电确实是便宜的,里特伍德表示,“当你把风力卖出去的时候,每千瓦可以卖到10美分,所以在3、4年后就收回了成本。”不过,从风电建设的所占面积看,美国和中国这样的耗电大户,如果都靠风能来支撑,那么需要整个国家土地面积的5%才够。

  除了探索新材料新能源,必须更多地循环利用才能抵充综合成本。来自英国华威大学化学系的瑞秋·奥雷丽教授指了指人们手中的矿泉水瓶,“在这个塑料时代,它是一种最常见的聚合物”。

  二战后到1976年时,以塑料等为代表的聚合物超过了钢铁,成为世界上单位体积使用量最广泛的材料。奥雷丽教授认为,21世纪是塑料聚合物的时代,因为2015年后每年都有超过半数的行业所使用的材料就是聚合物。目前,全球50%的聚合物都是过去10年爆发式生产出来的。桌子上这些塑料瓶,一般都是一次性产品。但事实上,它们的14%是可再生的,可用来生产更多的能源,其中的2%也可用于塑料瓶再生产。因此,“我们应该像认识青铜时代一样,认识塑料时代”。

  森林资源是环境也是能源

  就像石器时代的终结不是因为缺少石头,石油时代的终结也不会因为缺少石油。关键在于,如何用好?

  瑞典皇家工程科学院院士、瑞典创新局局长夏洛特·布洛根告诉解放日报·上观新闻记者,在创新型国家瑞典,他们正在布局五大领域创新战略,覆盖数字、交通、健康系统以及智慧城市、循环经济,材料科学是底层推动力之一。比如循环经济,瑞典人正利用他们丰富的森林资源,研发新型生物材料。

  事实上,即使是基本不可再生的木材资源,也能被转化为可再生的生物油料。比如,除了造纸、建房等,还可二次开发木料,建立生物精炼厂,利用制浆过程中的剩余物生产生物柴油,打造可持续的森林工业。

  好材料的脑洞也很大。我国科技部基础研究司副司长郭志伟透露,今年国家工信部、发改委、科技部、财政部联合发布“十三五”时期指导新材料产业发展的专项指南,在今年公示的国家重点研发计划中,战略性先进电子材料和重点基础材料技术提升与产业化,两个重点专项经费就超过了11亿元。(作者:徐瑞哲)

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