字体
关灯
   存书签 书架管理 返回目录
且摩天大楼的建造成本,远高于普通建筑,普通建筑又远低于廉价温室,温室又远低于直接利用土地。
    有人会说,用高效LED灯给摩天大楼里的垂直农场补光不就行了?这话没错,但补光需要消耗巨额能源,性价比远不如其他增加粮食产量的方式。但有了廉价核聚变,这一切都不再是问题。
    接下来,我们来计算垂直农业、地下农业、空间站/宇宙飞船水培种植的能耗:生产1卡路里(准确说是1千卡)可食用食物,或是维持一个人一年所需食物,需要多少能量?这个数值很难精准估算,所以为了简化,我会用取整后的粗略数据,而非精确数值。
    先从最原始的狩猎采集时代说起:当时养活一个人,大约需要1平方英里的土地,所有能量都来自太阳能。换算下来,每人每年消耗约10^16焦耳太阳能。
    到了中世纪,20英亩的农田就能养活一个家庭,土地利用率提升了约100倍,每人每年消耗约10^14焦耳能量。
    核聚变的能量转化率约为总质量的1%(即爱因斯坦质能方程E=mc??):完全质量转化的能量密度约为每千克10^17焦耳,核聚变转化则约为每千克10^15焦耳。
    这意味着:狩猎采集时代,维持一个人一年所需的太阳能,仅需10千克核聚变燃料;前工业化时代,仅需0.1千克,大概一玻璃杯的量。在这个能量尺度下,其他所有能源消耗都微不足道——普通美国人每年消耗数千亿焦耳能量(相当于数千加仑汽油),换算下来,还不到1克核聚变燃料。
    再看现代农业和水培种植:用LED灯精准补光,仅提供植物生长所需的光线(植物主要吸收红光,正午阳光的利用率也很低)。数值难以精准计算,但经过优化后,一个客厅或大卧室大小、多层堆叠种植架的空间,消耗约10千瓦电力,就能养活一个人,甚至可以更低,仅需几千瓦。10千瓦的能耗,和人类其他日常活动能耗相当,每年约数千亿焦耳。
    我们还需要肉类、绿叶蔬菜、公共绿地等,因此,我将人类年总能耗粗略估算为1万亿焦耳,仅需1克核聚变燃料。我一直称之为“核聚变燃料”,是因为目前我们还不确定最终会用哪种燃料——普通氢是宇宙中最常见的物质,理论上最理想,但目前研究重点集中在氢、氦的各种同位素上,比如氘(储量依然极其丰富,只是不如普通氢),这类同位素更容易发生核聚变。万事开头难,得一步一步来。
    但这意味着:无论用哪种核聚变燃料,每年1克,就能让一个人过

关闭+畅/阅读=模式,看最新完整内容。本章未完,请点击下一页继续阅读》》
上一页 目录 下一页