你可曾想過(guò)，人們一直推崇的可再生能源技術(shù)所需的許多原材料或許不可再生？近期在倫敦召開(kāi)的能源會(huì)議的主題之一就是推進(jìn)可再生能源技術(shù)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。與會(huì)人員表示，實(shí)際上目前大多數(shù)先進(jìn)的可再生能源技術(shù)通常都基于不可再生的資源，科學(xué)家需要尋找更好的方式，以求能夠讓再生能源技術(shù)真正實(shí)現(xiàn)再生。
　　
    新能源發(fā)展危機(jī)重重
 
　　美國(guó)IBM公司的蘇普拉蒂克·古哈在會(huì)上談到，硅太陽(yáng)能電池的銷(xiāo)售量與日俱增。當(dāng)今90%以上的太陽(yáng)能電池板，都在生產(chǎn)過(guò)程中使用了大量的硅；2008年用于太陽(yáng)能電池生產(chǎn)的硅晶片的總量首次超過(guò)了制造微電子器械所需的數(shù)量，硅太陽(yáng)能電池的效率可達(dá)到25%，但這種低效電池的發(fā)電量卻很難與礦物燃料所產(chǎn)生的電能相抗衡。雖然硅僅次于氧，屬于地殼中含量十分豐富的基礎(chǔ)元素，但以其為原料制成的最先進(jìn)的太陽(yáng)能硅電池卻也要依賴于比硅更加稀少的不可再生原料———稀有金屬銦。

　　雖然各界都非常看好太陽(yáng)能的未來(lái)前景，但太陽(yáng)能電池卻十分依賴稀有金屬銦。事實(shí)上，現(xiàn)存的含銦礦物不足10種，其儲(chǔ)量也都十分稀少，總量約占地殼的四百萬(wàn)分之一。由于制造液晶顯示屏耗費(fèi)了大量的稀有金屬元素，銦的價(jià)格已在近年內(nèi)飆升至每公斤1000美元。不考慮含銦太陽(yáng)能電池板的盛行對(duì)該金屬的消耗，目前的銦儲(chǔ)量?jī)H能再維持10年左右。如果太陽(yáng)能成為未來(lái)的主要電力來(lái)源，太陽(yáng)能電池板將覆蓋大部分地區(qū)，尋找銦的替代品也變得至關(guān)重要。

　　而世人熱捧的“氫經(jīng)濟(jì)”也面臨著類(lèi)似的挑戰(zhàn)。雖然氫是地球上最豐富的元素，但自然界存在的氫極少，需要將含氫物質(zhì)加工后方能得到氫氣。英國(guó)智能能源公司的保羅·愛(ài)德考克就表示，目前最低廉的制氫方式也很難得以實(shí)現(xiàn)。而利用細(xì)菌酶“分解”水等新型制氫方法在成功商業(yè)化前，也有很長(zhǎng)的路要走。
　　
    燃料電池前景不樂(lè)觀

　　迄今為止，燃料電池仍是把氣體轉(zhuǎn)化為電能的最有效方式，但這需要昂貴的鉑作為催化劑材料，以加快化學(xué)反應(yīng)的速率。其原理是把氫氣送到負(fù)極，經(jīng)鉑的催化作用，將氫原子中的兩個(gè)電子分離出來(lái)。這兩個(gè)電子在正極的吸引下，經(jīng)外部電路產(chǎn)生電流，失去電子的氫離子可穿過(guò)質(zhì)子交換膜，即固體電解質(zhì)，在正極與氧原子和電子重新結(jié)合為水。由于氧可直接從空氣中獲得，只要不斷給負(fù)極供應(yīng)氫氣，并及時(shí)把水蒸氣帶走，燃料電池就能不斷地提供電能，其能量轉(zhuǎn)換效率將遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的火電廠。
 
　　但問(wèn)題在于，鉑比銦更為稀少，價(jià)格以每克多少美元計(jì)算。有預(yù)測(cè)表明，如果我們現(xiàn)今所使用的500多萬(wàn)輛汽車(chē)都裝上燃料電池，世界上的鉑將在15年之內(nèi)耗盡。而令人倍感遺憾的是不含鉑的燃料電池在測(cè)試成功后還有很長(zhǎng)時(shí)間才能步入正軌。中國(guó)武漢大學(xué)研發(fā)出的鎳催化燃料電池的最大輸出功率只有含鉑燃料電池的10%%左右。近期的一項(xiàng)研究指出，碳納米管將比鉑作為催化劑發(fā)電更經(jīng)濟(jì)、有效，但如何將這種技術(shù)的輝煌前景轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)還需要科研人員未來(lái)多年的奮斗與努力。

　　為了解決鉑的稀缺問(wèn)題，業(yè)界正考慮通過(guò)鉑與其他金屬形成合金來(lái)制造催化劑。目前采用較多的是鉑與釕的合金，也有人提出添加鈦以減少鉑的用量；而氧化鉬和鈷等新材料的研究也在進(jìn)行之中，但目前尚未出現(xiàn)大的進(jìn)展。
　　
   食品還是燃料？

　　現(xiàn)今，生物燃料已成為炙手可熱的可再生能源，世界各國(guó)都在大力發(fā)展生物燃料。然而，利用糧食生產(chǎn)生物燃料的方式卻引發(fā)了極大的爭(zhēng)議。倫敦帝國(guó)理工學(xué)院的奧希利歐·鮑恩就表示，因?yàn)橹圃焐锶剂纤l(fā)的耕地占用和糧食危機(jī)都讓人倍感憂心，不得不讓人對(duì)可再生能源是否真能可持續(xù)發(fā)展提出質(zhì)疑。

　　為此，科學(xué)家已著手研發(fā)以非糧食作物作為原料的生物燃料生產(chǎn)新途徑，利用藻類(lèi)植物生產(chǎn)生物燃料的設(shè)想得到了專(zhuān)家們的贊同。如果能夠?qū)崿F(xiàn)從海藻或海草中提取生物燃料，耕地占用的問(wèn)題將隨之迎刃而解。美國(guó)國(guó)際能源公司宣稱(chēng)開(kāi)發(fā)出利用綠色微藻生產(chǎn)生物燃料的新技術(shù)。由于海藻具有獨(dú)特的將吸收的二氧化碳轉(zhuǎn)化為高密度天然油的能力，科研人員可基于海藻的光合成來(lái)生產(chǎn)生物柴油和噴氣燃料。
 
　　事實(shí)上，整個(gè)生物燃料領(lǐng)域內(nèi)最吸引投資者的并不是以蔗糖和玉米生產(chǎn)乙醇，或是利用藻類(lèi)制造生物柴油，而是從含量豐富、不宜食用的木材和植物中提取木質(zhì)素或纖維素用以制造乙醇，這種方式不與糧食生產(chǎn)爭(zhēng)地，可生產(chǎn)更為綠色環(huán)保的生物燃料。如果能把不宜食用的纖維素都轉(zhuǎn)化為乙醇，將開(kāi)啟全球生物燃料發(fā)展的新紀(jì)元。即便是不宜種植糧食作物的荒山、荒坡和荒灘，也可以種植一些適合惡劣環(huán)境生長(zhǎng)的樹(shù)木和草本植物，這樣不但可為生產(chǎn)生物燃料提供原料，還能夠增加植被覆蓋率，減少水土流失。
 
　　由于纖維素不易分解，通過(guò)發(fā)酵將其轉(zhuǎn)化為能分解的成分的預(yù)處理費(fèi)用就變得十分昂貴。目前還沒(méi)有一家纖維素乙醇制造廠的產(chǎn)量達(dá)到商業(yè)規(guī)模，但很多大的能源公司都在競(jìng)相改進(jìn)纖維素轉(zhuǎn)化為乙醇的技術(shù)，希望使纖維素類(lèi)生物燃料的潛力得以真正發(fā)揮。
 
　　美國(guó)麻省理工學(xué)院的一個(gè)研究小組就發(fā)明了一種利用微生物發(fā)酵廢棄植物纖維產(chǎn)生電能的生物燃料電池，可專(zhuān)用于手機(jī)充電。美國(guó)亞利桑那州立大學(xué)也宣布將利用光合細(xì)菌生產(chǎn)生物柴油，以省去成本高昂且復(fù)雜繁瑣的加工過(guò)程。

　　不容忽略的是，當(dāng)前的解決方案都尚未投入市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)的成功商業(yè)化也需要長(zhǎng)期的實(shí)踐與等待。不可否認(rèn)，可再生能源技術(shù)仍然是能源發(fā)展的未來(lái)希望，其科研資金在短期內(nèi)也具有絕對(duì)的保障。但除非可再生能源技術(shù)實(shí)現(xiàn)真正的可持續(xù)發(fā)展，可再生能源的光芒才能永不褪去。