豐富的能源供應
今日世界對能源的需求十分殷切。事實上宇宙中的一切生物均賴能源才能生存。沒有能源便會無物可食,無水可飲或無空氣可以呼吸。
近年來人們對於人所能獲得的能源供應十分關懷。電力中斷、燈火管制、燃料漲價和汽油站前的長龍使「能源危機」成為家喻戶曉的一個名詞。這使有些人以為地球的能源供應已降低到危險程度。這種想法是否屬實呢?絕不然。事實上,地球擁有豐富而無限的能源供應。怎會如此呢?
太陽——無限的能源
太陽是供應地球能量的主要來源。這個龐大的核子爐每年傾在地球上的能量等於250萬億噸的煤,平均每人約得100,000噸。僅是照射在伊利湖一天的太陽能已足夠供應(若能充分加以利用的話)全美國居民一年所需。太陽從那裡獲得能量呢?科學家萊夫·立普解釋說:
「太陽是一副碩大無朋的核子機器,所用的方法是融合較輕的氫離子(H1)而組成較重的氦原子(He4)。……放出的能遂變成熱。每分鐘約有40兆噸的氫原子在太陽裡融合。」
太陽也直接製造其他多種形式的能。陽光使熱帶空氣變成溫暖而上升,兩極的冷空氣則流入取而代之。這形成了風,而風則可以用來吹動帆船,輾穀,甚至以風力發電機產生電力。煤是植物遺骸的化石,後者的細胞在很久之前已將太陽能貯藏起來。同樣地,石油裡的化學能量其實是從遠古便蘊藏在活細胞裡的太陽輻射能和光。
現代世界的太陽能
現代人曾致力於將太陽能作較大的運用。美國至少有二十間屋是利用太陽能去節省暖氣費用的。新澤西州紐華克有一間實驗房屋從太陽獲得百分之80的電力、暖氣和空氣調節供應。
美國兩位太陽能研究家,米恩努博士夫婦,提議在廣大地區廣泛裝置陽光收集器。他們聲稱這種「太陽能農場」在美國南部一共佔地15,000方哩,可以產生百萬米加瓦特a的發電量,足供全國從目前至公元2000年的電力需要。
有人建議在地球軌道上設立龐大的太陽能收集器。這樣的衛星中所存貯的「太陽能細胞」可將陽光直接化成電力。然後衛星將電力化成微波傳給地球上的收集天線,再將其化成電力。這種衛星絕不會受惡劣天氣所影響。
上帝慷慨地賜給人太陽,使人類差不多有無限的能源供應。當然,若要發明充分利用太陽能源的方法去供應今日的龐大能源需求,在科技、政治和經濟方面尚有若干棘手難題需要克服。
可是今日的龐大能量消耗真的對人類幸福有所貢獻嗎?在人口擠逼,充滿煙霧的城市中有許多節省勞力的機器可用是否令人感到現代社會比以往的社會更幸福呢?
有些人認為他們寧願過著不同的生活方式。他們喜歡享受風力發電機那種不會染污環境的電力。這種電力來源在以往的農場上十分普遍。可是近年來無論個人或美國政府都已將風力發電棄置一旁。一個家庭利用此法至少可以獲得抽水和供應燈光所需的電力。
水力的能量
數千年來,人們利用水流的力量作為能源之一。美國第一副水力發電機於1882年在威斯康辛州阿坡敦面世。水力發電廠現時利用水流力量所產生的電力差不多佔世界電力供應三份之一。
我們的地球有百分之70以上是海洋,其中蘊藏著龐大的能源。每天的潮汐漲退使無數億萬加侖的水保持流動。在1961-1967年,法國北部興建了一間利用潮汐能量的水電廠。在水壩上所設的前後轉動渦輪使順逆的潮流都可以產生電力。1969年蘇聯完成了一間潮力發電廠。按照人類目前的知識,全世界差不多有一百處地方可以利用潮流發電。
地殼之下的能源
另一個巨大能源蘊藏在地球本身之內。在地面之下不及四十哩,有一層融化的岩石和氣體,稱為「岩漿」。這種沸騰的物質熱度高至華氏3,300度。地下水被逐漸冷卻的岩漿所熱而形成溫泉和噴泉,有時將水噴至數百呎的空中。
近數十年來,有些家庭和溫室會從這些「地下熱力」的能源汲取熱水和熱力。在1904年,意大利人在意大利的拉爾達利羅利用天然蒸汽作為發電的能源。這個發電廠每年前產生的電力差不多足夠供應全意大利的鐵路系統。地質學家羅拔·力斯博士曾致力於研究利用地下熱力的可能性,他認為對這種能量的大規模探察可以造成十億瓩的發電性能,達到現時美國發電性能的三倍。
可是經濟和政治的障礙也同時出現。初步的成本十分昂貴,因為地下熱力蒸汽較大多數發電廠所用的較冷,因此熱力是不足的。從「乾的」地下區域抽取能量需要鑽井直達滾熱的岩石,容許水從地面滲透地下以產生蒸汽。熱水和蒸汽中的鹽和硫磺所造成的染污是另一個難題。可是這些困難若能在一個愛鄰人先於自利的事物制度中加以解決,這種蘊藏在地下的豐富能源會對人類有多大造益!
核子能又如何?
核子能,意即藏在核子或原子核中的能,是目前所知物質宇宙中的最大能源。
有兩種方法可以使核子放出能量,它們稱為「分裂」和「融合」。
核子分裂意味到將一個核子分裂成兩個較輕的。科學家們獲悉兩個新生核子的共同重量稍輕於原來的一個。其中的差別就轉變成為能。據稱原子所含的力量如此巨大,以致輕於麵包和小於哥爾夫球的一塊鈾所產生的能量相等於2,300,000磅的煤之多。
可是以核子分裂作為能源卻同時有若干難題。其中之一是,作為分裂燃料的鈾只有百分之7是可以分裂的一種(稱為鈾-235)。科學家們曾努力克服這種困難,方法是發現特別的「增殖原子爐」來產生或滋生比他們所消耗的更多分裂燃料。據1973年的《美國年鑑》所說,成功的增殖原子爐使人可以利用世界已知鈾源的百分之50至80,足以供應世界電力「最低限度數百年」的需要。
在許多人看來,原子能工廠的輻射性特別是處理輻射廢物的危險,是個更嚴重的難題。由輻射而致的癌症和白血球過多症的危險比專家們在不及十年前所預期的高二十倍。倘若核子爐失去控制或受人破壞又如何呢?這樣的巨災可能使數十萬人喪生。b
核子融合,例如在太陽之中所發生的,是由兩個原子核融合一起而致,能量就在此項過程中產生。核子融合所產生的熱能比促成這項過程所需的熱能大1,750倍。核子融合不會出現分裂的輻射危險。
促成核子融合的難處是要建造一種裝置,將可以融合的核子「原形質」保存在一處夠小的地方,但要有足夠的高溫(約為華氏180,000,000度)使融合發生。這項過程若能完全順利進行,產生能量的可能性又如何呢?1972年的《科學年刊》評論說:
「核子融合廠可用鋰和兩種形式的氫——重氫和氫的同位素——作燃料。海水裡面有充足的重氫可供30億年的需要,而地殼一公里以上的氫同位素也可供一千五百萬年之用。」
地球的能源既是這麼豐富,何以人們終日談論能源短缺呢?主要原因是化石燃料(煤,石油和天然瓦斯)供應的減少。
化石燃料的難題——原因何在?
什麼促成化石燃料的短缺呢?
約翰·韋雷特在1973年四月廿二日的《紐約時報》指出今日能源短缺的基本原因說:
「能源危機本可以預見,也許甚至可以避免——但事實卻不然。美國人選擇了一個高能量的科技社會。他們駕車的次數日增,汽車愈來愈大,以致要在海岸以外鑽取燃料供應。他們裝置洗衣機、冷氣機和種種小型機器,他們掘破群山採煤發電以應需求。……
「沒有一個人願意放棄高速汽車、噴射飛機和空氣調節的美好生活。……很少美國人認真希望經濟增長率緩慢下來,因為這在失業,購買力和政治方面所造成的後果在目前是難以想像的。」
因此一個奴役人的政治和經濟制度,人類的貪婪和短視促成了今日化石燃料的能源短缺,並且時常妨礙了其他能源的發展。至於造物主,他已將豐富的能源供應賜給人類了。
[腳注]
a 一米加瓦特相等於1,000,000瓦特或1,000瓩
b 可參閱《儆醒!》雜誌1974年一月八日刊,「核子動力是解決辦法?」一文。