农历二月二,又到了龙抬头的季节,天气转暖,万物苏醒,雷电也多了起来。昨夜,突然被雷电惊醒,坐了起来,一时间睡不着了。突然想起来,小时候学过的课文,美国的富兰克林证明、收集闪电的故事。那么问题来了,闪电早在二百多年前就被证明与我们使用的交流电是相同的电,那为何这么多年过去了,却没有开发利用呢?
1752年7月,富兰克林(美国政治家+科学家)为了证明雷电与摩擦起电的电是一回事,选择了一个雷电来临的中午,将一只用丝绸制作的风筝,放飞到空中。风筝上拴着一根垂下来的铁丝,铁丝的最下端绑着一个铜钥匙。此时,乌云翻滚,雷闪电鸣。富兰克林在儿子威廉的帮助下,将风筝放到了空中,一道闪电划过天空,富兰克林立刻去触摸铜钥匙,瞬间整个右臂被电麻了。富兰克林扔掉铜钥匙,兴奋地大喊:“我‘抓’到电了,我抓到‘电’了……”然后,富兰克林将电流导入莱顿瓶中,实打实的将闪电收集储存了下来。
当然,这是史料记载下来的,是根据富兰克林的口述记录而来。但是近年来,富兰克林的“此举”受到普遍质疑。理由是:雷电交加的暴风雨中,风筝能否放得起来?还有,闪电的电压和电流都非常大,富兰克林敢用手去触摸,那估计他当时就挂了,又怎么可能活蹦乱跳的活了那么多年呢?但不管怎样说,科学届还是公认是富兰克林首次证明、收集了闪电的人。
回到问题的开头,从1752年到如今269年了,科技日新月异,美国的科技更是发达,为何没有将闪电收集下来加以利用呢?要知道闪电是清洁能源,取之不尽用之不竭,又节能又环保啊。
其实,这个问题说起来容易,做起来是得不偿失的。从技术上来说,建立收集储存闪电的设备是不存在障碍的。但是,不划算。闪电的能量没有我们认知里的那么大。实验证明,一道闪电的电压为一百万伏特,电流为2万安,时间是0.1秒,长度为几百米至几千米,瞬间温度为17000度—28000度,输送能量为10—50亿焦耳。而一度电的能量为360万焦耳,折算下来,一道闪电大约为280度—1000度,释放能量相当于145升汽油。实际上,闪电主要发生在积雨云层中,释放到地球表面的只占25%。人类能够捕捉到的闪电,一年下来大约为4000多亿度,而2014年全球的用电总量为21万亿度,是全年能捕捉到的闪电的40多倍。折合下来,把全球一年中发生的闪电都捕捉下来,才只够全人类用9天。而要把全球的闪电都收集起来,需要在全世界建立2亿座高塔,配备巨型电容器来承受强大的电流,这些基建设施的成本很大,约需要585万亿元。再加上人工费用、安装调试费用、维护费用、线路铺装费用,这些杂七杂八的加起来,是一个天文数字。花费这么高的代价,收集一年的闪电,却只够全球用九天时间,这显然是不划算的。
相比之下,收集闪电远不如利用太阳能来得既实惠又划算。太阳能电池板的效率高达30%,且可以掌控。而闪电是难以掌握的,它何时来,何时走,谁也不知道,谁也不可预料。而在地球上所接收的太阳光一小时所产生的电能,够全人类用一年。
因此,收集储存闪电是不划算的。有那个功夫和资金,还不如去发展太阳能了。实际上,太阳能也不怎么划算,前期设备的投入很大,几年后电能就减弱,需要更换硅晶板,这个代价比较高,因此直到今天,太阳能发电也没有大规模的发展起来,只是作为一种辅助的电力来源罢了。而太阳能发电和风力发电,远不如水电来得实惠。