地球对太阳能的利用率

第一节　太阳能

人类的文明，包括科学技术，随着生命一道向前进化；然而人类需要能源，合理地利用能源所需要的指导思想，能创建并维持自然生态秩序与社会生态秩序；反过来这种最大的秩序又促进人类的文明，有利于人类社会向前发展。这一系列的根本问题涉及到人文生态观，我们在本书第十章中再专门讨论。事实上1987年9月《科学美国人》刊载11个有意义的题目，专门讨论生物圈与人的重要关系问题。因此，全面考虑地球上可用的能源是有意义的；这也是人文生态学的大问题。

地球生态圈的形成与太阳能有密切关系；由于物理学的迅速发展，核能量也是非常重要的。虽然核能源有吸引力，但从长远观点来看，太阳能仍然是基本的。事实上太阳是一个安全的、无污染的核反应堆，比地球上的人造核反应堆不知大多少倍。现有能源资料证明：即使把地球上所有的铀元素与裂变燃料用完，所有的聚变物质如重氢燃料耗尽，以及所有其它燃料烧光，总共所提供的能量尚不及太阳的百万分之一。

地球表面直接利用日光能，只是白天有而夜晚无；晴天照常，阴天则少。为了解决这些问题，最佳方案是把太阳能直接转化成电能。太阳表面的温度是5800度，从原则上讲，这样的高温热能可以全部吸收而利用；办法是利用聚焦镜，其温度可以达到4500度。在这样的高温下，可以得到电离的等离子体能量。

这样开发的能量可以从地球的日照面传输到相反的方向，供夜间使用。办法是围绕地球建立太阳能动力站，利用微波装置把动力站联络起来。微波可以发射到围绕地球轨道的镜面，镜面能把太阳能反射到接收站。经过计算，太阳能转换成微波能，可以达到85%的效率；微波能变成电能约有70%的效率。

为了免除能量储存所带来的问题，又能保持太阳能动力站每天24小时工作，另一个办法是利用反射镜面作为工具，让它们停在距赤道3500公里的高处。围绕赤道上空设置聚光镜，就能有大面积的聚光；日光就能昼夜转换成电能。地球赤道上空的镜面群，除了接收日光能量外，还可以接收宇宙中的其它辐射能。

此外，还有一个可行的办法就是利用外层空间的日照能量。地球上空大气层所能吸收的日照量只是大气层外的一半，因此，外层空间的日照量是地球上的2倍。同时外层空间没有夜晚，比地球表面又多了一倍的日光能。所以总计起来，外层空间能直接接收的太阳能是地球表面的4倍。

地球表面是有限的，人口只会增加不会减少，核能量不安全而且带来污染，看来采用上述方法较为理想；在科学技术上、经济上都是可行的。但是这个方案的实行涉及到很多国家及民族的具体情况，如果本着人文生态学的精神，通力合作，这种无污染的生态能源是可以共同开发而利用的。