• 【宇宙迷宮】太陽能天空城 (李偉才)
  • 2020-08-08    

 

要對抗全球暖化帶來的巨大災劫,必須盡快以沒有二氧化碳排放的可再生能源取代化石燃料。一些人批評這不切實際,筆者的答案是:(1)引用作者柯南道爾(Arthur Conan Doyle)借福爾摩斯的口所說:「當你排除了一切可能性,剩下來的,即使看似多麼不可能,必定就是問題的答案!」(2)就以太陽能來看,科學家的研究顯示,地球每一個多小說從太陽那兒截獲的能量,便足夠全人類一年所用。

簡單的計算顯示,在撒哈拉沙漠陽光最猛烈的地方,一個邊長600公里左右的面積所接收的太陽能量,便已足夠全球之用。當然,我們現時能夠將這些能量捕捉和轉化為電力的效率只有20%左右,所以實際的面積要大上幾倍。另一個問題是電力的長距離傳輸會出現很大的損耗,所以將撒哈拉沙漠變為全球的發電廠並不實際。

早於1968年,美國科學家彼得‧格拉斯(Peter Glaser)便已提出,收集太陽能的最佳地方不是在沙漠,而是在陽光更為猛烈的太空。他更指出,捕捉的能量被轉化為電能後,可以透過微波(microwave)的形式傳送回地面。他這個構想可說十分超前。半個世紀後,無線電力傳輸(如手機充電)終於成為我們日常生活的一部分。

但要興建格拉斯提出的「太陽能收集衛星」(Solar Power Satellite, 簡稱 SPS),必須將大量的物資送上環繞地球的軌道,然後再進行組裝,所涉及的成本固然是天文數字,而大量火箭升空所做成的污染和二氧化碳排放也會非常驚人,所以總的來說是不切實際的。

多年前筆者已想到,如果我們將這些太陽能收集站建於地球大氣的高層而非太空,那麼我們將獲得「太空收集站」的大部分好處,但成本則低很多很多。也就是說,我們要把「太陽能太空城」改為「太陽能天空城」。

相信大家都聽過動畫大師宮崎駿的名作《天空之城》。我們固然沒有漫畫中描述的「飛行石」作承托,卻也有至少以下三種方法令「天空城」停留空中:

1.螺旋槳推動承托,就像近年發展迅速的無人機(drone)的原理;

2.熱空氣承托,就像熱氣球升空的原理;

3.以抽真空的低氣壓浮筒作承托

只要天空城處於十多公里的平流層(stratosphere),便可高於所有天氣不受雲層影響。而比起處於數百公里的太空,微波電力傳輸的效率也會大得多。

我在此對所有唸工程的人作出強烈呼籲:沒有一個工程計劃比這一個更有意義更迫切的了!

李偉才

科普達人

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