2023年09月22日 星期五
“抓住”雷电变成能源,储存是关键
□ 李耕拓

    9月15日,受强雷雨云团影响,广州中南部出现大到暴雨,局部大暴雨。

    暴雨过程中时常夹杂雷电。作为一种奇特的放电现象,雷电因灾害风险高而令人生畏。雷击使建筑物受损乃至坍塌、林草起火、人畜伤亡。雷电还能损毁各种电器设备,干扰和中断电信系统正常运行。在我国,雷电灾害是危害程度仅次于暴雨洪涝、气象地质灾害的第三大气象灾害。

    其实,雷电不只是对人类有害,也是一种宝贵资源:雷电合成了大量的天然肥料,为植物施肥,还能加强农作物的新陈代谢,促进农业发展;雷电净化了空气,给植物的生长提供了良好的光照条件,有利于人类健康。雷电还对人类社会产生了巨大的影响:雷电产生的火启发了远古人类认识和利用火,开始习惯了吃熟食,大大提高了体力和智力,延长了寿命,促进了文明的发展;雷电使人类发现了电的作用,利用电能创造了现代文明。

    尽管人们早已洞悉雷电的本质,但对雷电发生过程中的很多奥秘仍一知半解,甚至一无所知。因此,人们如果能将雷电“抓住”后进行研究,不仅能摸清它的“脾气”,而且能更有效地预防和减少雷电的危害,乃至利用雷电。于是,科学家们开始探索人工引雷等一套人工控制雷电的方法。

    人工引雷就是在雷电环境下利用一定的装置和设施,在人为指定的位置触发闪电,就像被人“抓住”一样,使本来随机发生的自然雷电在时间和空间可控的状态下进行。引雷火箭是人工引雷的主要工具。

    那么,科技人员冒着生命危险“抓住”雷电后能干什么呢?能干的事情很多,除了提高我国雷电灾害防御能力,通过影响天气防雹减灾,还可以利用它来育种,特别是利用雷电的能量。

    数据显示,一道雷电能抵得过一个小型核电站。一次闪电的功率可达100亿千瓦,是我国葛洲坝水电站发电功率的几千倍。地球每天会有800万次雷电,因此每年全世界的雷电约放出250亿度的能量。而且雷电能源是自然界的馈赠,不会产生任何污染,如果能通过人工引雷将“抓住”的雷电储存起来加以利用,以减缓能源危机,将产生不可估量的价值。

    不过,有人认为一次雷电所释放的能量并没有我们想象的那么大,倘若花费巨大的人力物力只得到雷电少量的能量,可谓得不偿失。由于雷电出现的时间和地点存在很大随机性,收集雷电能量的机会并不多,人工引下来的雷电能量还难以储存和应用。由于瞬间放电的电流、电压都很大,雷电的瞬时功率非常强,目前还没有合适的能量储存器能经得起雷击的考验。就算能得到雷电的巨大能量,这些电能也无法进行大容量的储存。

    尽管现在利用雷电还有诸多难题,现实中也没有利用雷电的紧迫性,但这些并不是我们完全放弃研究利用雷电的理由。我们相信,利用雷电的能源终究会有柳暗花明的那一天。

    (作者系湖南省科普作家协会会员)

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