没有化石能源,还能重建文明吗?(拓展阅读)(3 / 4)

深空之下 最终永恒 3564 字 3个月前

技术,实际上是在窑内部保留刚够反应所需的空气。需要有足够的燃烧热,产生足以驱走湿气和可挥发物质的热量,并对木材进行热解,但热量不能高到把木头直接烧成一堆灰。窑的管理人员需要随时监视燃烧状态,细心监视窑口排出的烟,随时用粘土打开或者封上通风口来调节整个过程。

欲速则不达,这种严格控制闷烧的低温炼炭方法大约需要一周的时间。以此为基础的同类方法已经沿用千年,但这样生产出来的燃料的用途十分现代。巴西制造的木炭被装车运出森林,输送到鼓风炉,把矿石炼成生铁,后者是现代大规模生产钢材的基本原料。这些“巴西制造”出口到世界各国,在那里被加工成了汽车、水槽、浴缸和厨房用品。

大约三分之二的巴西产木炭来自可持续的种植体系,所以木炭的现代用途有“绿色钢材”的美誉。遗憾的是是剩下三分之一是来自非可持续的原生林砍伐。尽管如此,巴西案例的确提供了一个榜样:在化石能源之外,我们还有什么路径可以供应现代文明所需的原材料。

此外,木材气化可能也是一种相关的选择。使用木材来提供热能和人类的历史一样久远,而仅仅燃烧木头只利用了它三分之一的能量;其他能量则随着气体和蒸汽在燃烧过程中的释放而随风飘散了。在适当的条件下,就算烟也是可燃的。我们不想浪费它。

推动木材的热解并收集产生的气体,比单纯的燃烧更好。如果你点燃一根火柴,就能观察到这一基本原理:明亮的火焰并不直接出现在木头上:它飘舞在火柴梗之上,两者之间有一道清晰的间隔,火焰实际上是由热解的木头所提供的热量支持的,而气体只有在和空气中的氧气相结合时才燃烧。近距离看一根火柴可好玩了。

为了在受控条件下释放出这些气体,我们得在一个密闭容器里头烤木头。氧气受到严格控制,这样木头不会直接着火。它会发生一种称为高温分解的复杂化学分子分解过程,然后容器底部的这团高温碳化的木炭和分解后的产物进行反应,产生一氧化碳和氢这样的可燃气体。

这样合成的“发生炉煤气”是一种多才多艺的燃料:它可以储藏或经由管道运输,用于街灯或者供暖系统,也可以用于复杂的机械如内燃机。二战汽油短缺时期,世界各地有百万辆以上的木材气汽车保障了民间运输的运作。在占领时期的丹麦,有95%以上的农机、卡车和渔船是由木材气驱动的。大约三公斤木材(取决于它的干燥程度和密度)内含的能量和一升汽油差不多,而气动力汽车的能耗单位是英里/每公斤木材而不是英里/每加仑。战时的气动力汽车大约每公斤木材能行驶1.5英里,今天的设计则在此基础上做了进一步的改进。

但其实,“木瓦斯”除了驱动汽车以外还大有可为。实际上它对于前述任何需要热能的制造过程都适用,比如给制造石灰水泥砖头的窑供能。木瓦斯的发电机组可以轻松为农业和工业设备以及各种泵提供电力。在这一领域,瑞典和丹麦对于可持续森林和农业废料的利用居于世界领先水平,他们将这些能源用于运转发电站里的蒸汽轮机。一旦蒸汽在“热电联供工厂”(CHP)利用完毕,它就被输送到附近城镇和工厂用于供热,使这一CHP电力工厂能够实现90%的能效。这种工厂展示了完全不再依赖化石能源的卓越工业前景。

但我们有多少木材可以用?

那么这算不算就解决了?我们能不能把新的社会重建在木材供能和可再生能源供电的基础上?也许,如果人口相当少的话。但是这里还有个难题。这些可替代选项的前提是幸存者们有能力建造高效的蒸汽涡轮、热电联供工厂和内燃机。我们当然知道怎么做这些东西,但是如果文明已经毁灭了,谁知道这些工艺知识会不会一同消失?如果连知识一起消失了,后人还有多少可能性能够重