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《空调的可持续替代品》

  • 来源专题：大气污染防治与碳减排
  • 编译者： 李扬
  • 发布时间：2023-10-31

  •    来自麦吉尔大学、加州大学洛杉矶分校和普林斯顿大学的研究人员在一项新的研究中发现了一种廉价、可持续的替代方案，可以在炎热和干旱的气候中使用制冷剂进行机械冷却，并找到一种在停电期间缓解危险热浪的方法。

        研究人员着手回答如何在南加州等炎热气候下，在自然空调建筑内的被动冷却方面实现新的基准。他们研究了屋顶材料的使用，即使在阳光直射下，也能将热量辐射到寒冷的宇宙中，以及如何将它们与温度驱动的通风相结合。这些凉爽的散热器材料和涂层通常用于防止屋顶过热。研究人员还使用它们来改善冷水机组的散热。但是，将它们更充分地整合到建筑设计中还有未开发的潜力，因此它们不仅可以以被动的方式将室内热量排入外层空间，还可以推动定期和健康的空气变化

  • 原文来源：https://www.sciencedaily.com/releases/2023/10/231030110826.htm
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相关报告

  • 《生物燃料无法成为化石能源的绿色替代品》
    • 来源专题：农业立体污染防治
    • 编译者：金慧敏
    • 发布时间：2015-03-17
    • 世界资源研究所发布的新工作论文《Biofuels and bioenergy take up finite land resources at the cost of food production and carbon storage and doesn’t guarantee carbon emissions cuts》。文中指出虽然某些形式的生物能源确实能发挥作用，但划出土地门培植生物能源作物的做法是不明智的。 利用玉米发动汽车、燃烧木材发电等方法似乎能帮助我们减少对化石燃料的依赖，解决气候危机。虽然某些形式的生物能源确实能发挥作用，但划出土地专门培植生物能源作物的做法是不明智的。这样会占用粮食生产和碳储存所需土地，为生产少量燃料投入大量土地，而且无法减少温室气体排放。 首先，划出土地专门培植生物能源作物会加剧土地竞争。 目前，全球植被覆盖土地的四分之三已用于生产人类所需的粮食和林产品。预计到2050年，人类粮食和林产品需求将上升70%。其余土地大多包含自然生态系统，能够吸收导致全球变暖的二氧化碳、保护淡水供应、维护生物多样性。正因为土地及植被具有上述功能，将土地——即使是退化、利用率低的土地——转化为生物能源，会减少人们迫切需要的粮食、木材和碳储存。 第二，划出土地专门培植生物能源作物会造成土地利用效率低下。 虽然光合作用能有效地将阳光转化为粮食，但将阳光转化为可利用的非粮食能源的效率却很低。因此，从植物中提取少量的燃料需要大量土地（及水）。世界资源研究所发布的新工作论文指出，2050年全球液体运输燃料的10%就相当于目前全球全年粮食能源总产量的30%。 推动生物能源发展不仅包含运输燃料，还包括用于发电和发热的树木和其他生物质能。一些研究显示，到2050年生物能源能满足全球每年20%的能源需求，但所需植被相当于目前粮食收成、植物残渣、木材和牲畜草料之总和——实现目标的确希望渺茫。 第三，划出土地专门培植生物能源作物一般不能减少温室气体排放。 燃烧生物质能——无论是直接燃烧木材还是以乙醇或生物柴油的形式——都会和化石燃料一样释放二氧化碳。事实上，产生等量能源时，燃烧生物质直接产生的二氧化碳比化石燃料还要多。但大多研究没有计算燃烧生物质产生的二氧化碳，因此得出生物能源相对化石燃料燃烧产生的温室气体排放更少的结论。研究者认为燃烧生物质产生的二氧化碳与植物生产生物质时吸收的二氧化碳数量相当或完全抵消。 但是与植物的天然生长相比，将其转化为生物能源并不能增加从大气中吸收的二氧化碳数量，从而无法抵消燃烧生物质产生的排放。此外，砍伐天然林生产生物能源或将农田用于生产生物燃料，温室气体排放量反而会上升。 但也有一些形式的生物能源不会加剧粮食或土地竞争，以这些能源替代化石燃料能减少温室气体排放。例如生物能源需求能刺激生物质生产，如用作能源的冬季覆盖作物，此外还包括木材加工废料、城市废弃木材、垃圾填埋甲烷、少量农业废渣等。 利用所谓的第二代技术将作物秸秆等物质转化为生物能源是一种能避免土地竞争的有效方法。一大难题在于实现规模化，因为大部分作物秸秆已用于动物饲料或增强土壤肥力，而剩余的又很难回收。 除了专门培植生物能源作物之外，还有一些好办法。例如，光伏电池能把阳光直接转换成与生物能源差不多的可利用能源，但能效更高、耗水更少。在全球四分之三的土地上，太阳能光伏系统每公顷生产的可利用能源是生物能源的100倍。电动发动机的能效是内燃机的2到3倍，而太阳能光伏每公顷生产的运输燃料是生物能源的200到300倍。 我们这代人面临的最大挑战之一是如何到2050年为96亿人可持续地提供粮食。利用作物或土地生产生物燃料会对粮食生产构成竞争，使这一目标更难实现。 世界上的土地资源是有限的。随着地球人口越来越多，肥沃的土地及植被对于粮食、木材和碳储存愈加珍贵，而粮食、木材和碳储存都无从取代。
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  • 《 水泥作为气候杀手：使用工业废物生产碳中性替代品》
    • 来源专题：纳米科技
    • 编译者：郭文姣
    • 发布时间：2019-05-22
    • 生产水泥对我们的气候造成了巨大损失：全球每年二氧化碳排放量的8％左右可归因于这一过程。然而，对水泥的需求持续上升。来自马丁路德大学Halle-Wittenberg（MLU）的地球科学家团队已经找到了一种生产更环保和可持续替代品的方法。在“建筑与建筑材料”杂志中，他们描述了工业废渣如何用于生产高质量，气候友好型材料。 水泥的基本原料是石灰石，在大型熔炉中转化为水泥熟料。这一过程对环境的影响是灾难性的：“每吨石灰石在水泥生产过程中释放出大约一吨的二氧化碳。其中大部分是由石灰石本身排放的，”MLU地球科学家HerbertPöllmann教授说。研究人员补充说，更换水泥生产中的石灰石将带来巨大的节约潜力。然而，所生产的材料需要具有与传统水泥相同的有益特性。 在寻找替代原材料时，哈勒的研究人员发现了两种工业废料：来自高岭土和铝生产的残余材料。 “我真的不喜欢工业废物这个术语。实际上工业残留物仍可以非常有效地使用，例如生产替代形式的水泥，”Pöllmann说。对于这项新研究，他的团队测试了不同的混合比例，并分析了新生产的水泥的物理性质。该研究表明，这两种工业残余物可用于生产与常规混合物具有相同性质的水泥。 MLU矿物学家研究的两种残余物质的优点是它们不含二氧化碳，可以在进一步加工过程中释放出来。 “你可以用它们来生产大量具有优良性能的水泥，”Pöllmann解释道。在这项新研究中，他和他的团队还详细描述了更环保的水泥的混合比和生产步骤。根据研究人员的说法，生产者可以完全转换为更加气候友好的材料，也可以生产使用较低比例的石灰石的水泥混合物，因此也更加适应气候。 然而，这个过程确实有其局限性：“没有足够的工业残余物来满足全球对水泥的需求，”Pöllmann说。因此，他的团队也在寻找合适的天然产品，例如火山灰或各种矿物资源，这些产品尚未在工业上使用并且也不释放二氧化碳，例如各种类型的粘土。 ——文章发布于2019年5月20日
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