如何利用活体植物发电

如何利用活体植物发电
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Plant-e是世界经济论坛的 2015年技术先锋群体。该公司正在开发一项技术,可在不损伤植物的前提下,从活体植物中发电。该技术特别适用于稻田等潮湿区域,有望为偏远社区提供清洁电力。首席营销官Nanda Schrama讲述了该技术的潜力。

如何从活体植物中发电?

简单来说,电子是生长在植物根部周围细菌的废弃产物:植物将有机物排入土壤,再由细菌分解。在分解过程中会释放出电子。可以使用惰性电极收集这些电子并将其转化为电能,且完全不影响植物的生长。

原理看似简单,但关键挑战在于能否以经济可行的成本产生可观的电量。我的同事Marjolein Helder和David Strik在荷兰瓦赫宁根大学,基于助理教授Bert Hamelers的思路开发了这项技术。Plant-e正是这一研究的成果。

该技术目前的能力如何?

我们的首款商用产品是模块化系统,由100平方米的装置组成,每套装置包含400个配备我们技术和植物的独立模块。自去年11月以来,前两套此类系统已在荷兰投入运行,均用于为户外照明供电。它们也可用于其他中小规模应用,例如Wi-Fi或为手机充电,或整合进绿色屋顶,在为建筑保温的同时为其发电。

这种模块化系统的规模扩展存在现实限制,因此我们还在开发管式系统。我们的目标是能够从泥炭地、红树林、稻田和三角洲等湿地中获得大量电力。我们希望即将开始大规模测试,并在两到三年内推出可上市的产品。

管式系统需要安装到多深?是否需要挖开地面?

无需挖开地表,也无需干扰已生长的植物,因为我们可以使用现有技术以非侵入方式为管式系统挖掘隧道。至于深度,电极需要位于植物根系之内才能收集电子,也就是大约5至30厘米之间。

最佳深度有待大规模测试进一步明确,因为土壤中的氧气含量随深度变化,并影响系统的运行效果。氧气水平也是该系统在湿地中表现更好的原因,不过测试将进一步揭示它是否仅适用于湿地,或是否也适用于较干燥地区。

该系统目前的成本效益如何?在价格上能否与其他可再生能源竞争?

就价格而言,我们尚无法与风能和太阳能等能源竞争,当然,这也是我们的目标,我们正致力于提高技术本身的效率。此外,通过实现更大规模,将带来大量节省空间。

在实验室中,我们目前每平方米可产生约1瓦特,我们相信可以将其提高到约3瓦特。为便于理解,按每平方米3瓦特计算,理论上需要约125平方米的合适土地,才能为荷兰一个普通家庭供电。

成本主要在前期投入,还是系统需要大量维护?

成本的大头确实在于安装。管道一旦埋入地下,我们认为它们理应能够发电数百年,而可能需要更换的部件都位于地面之上。

你们迄今如何为所开展的工作筹集资金?

我们目前依靠补贴和奖项走到了这一步。我们一直在与投资者接洽,但尚未找到合适的合作方,因为我们非常坚持将技术发展重点放在我们认为最能造福世界的领域上。至少就我们而言,这未必是最快实现盈利的路径。

对于一家致力于以社会价值为导向开发革命性新技术的公司而言,确定合适的融资途径颇具挑战。获评技术先锋是对我们所追求目标的一项可喜认可。

展望未来10或20年,这项技术的理想愿景是什么?

我们的理想是,在全球任何适宜的湿地或潮湿地区(包括稻田、红树林和盐沼)都能产生清洁电力,这将使我们抵达世界上一些最偏远、最贫困的地区。正是在这些离网社区,我们相信该技术能切实改善人们的生活。

2015年全部技术先锋的详细信息 可在此处查看。

作者:Nanda Schrama是Plant-e的首席营销官,该公司是世界经济论坛的 技术先锋

图片:阿尔托马德雷德迪奥斯河(Alto Madre de Dios)是马努生物圈保护区的一部分,摄于2014年7月15日,地点为秘鲁南部亚马逊地区的马德雷德迪奥斯省。路透社/Enrique Castro-Mendivil

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