荷兰代尔夫特理工大学的研究人员正在研究一种新型的化石燃料替代品，尽管听起来有些令人不适，但已经初见成效。他们已经开发出一种最先进的厕所，可以在发展中国家推广使用。这种厕所利用微波将人类的排泄废物化学转化为一氧化碳和氢气的混合物合成气。然后，这种合成气可以用在燃料电池堆中发电。假设，一个厕所能够产生足够的电力供应几个村庄的家庭，那么，推广这种模式就可以使人们摆脱对煤炭或石油的依赖。
乍一看，这种将粪便转化为电能的计划似乎有些离谱。但是，极端的时代要求采取极端的措施，许多人把我们的环境状况归类为极端的。我们生活在一个资源有限的星球上，其中一些资源对我们的生存至关重要，而另一些资源则会在我们每次使用它们时对环境造成危害。
现在，有许多人不再坐等油井枯竭，沿海城市消失在不断上升的海平面之下，而是把目光投向更清洁的替代能源。其中一些能源，如太阳能、风能、混合动力汽车和小型手动装置已经流行起来。然而，其他的、更为新颖的替代能源，比如粪便驱动的热水器，可能还需要一点时间来验证和适应。
下面，我们将介绍10个关于替代能源的奇思妙想。其中一些已经可用，而另一些则需要更多的实验和验证才能上市。不管怎样，如果你是一个关心自己、关心环境、关心地球未来的朋友，那就请你花点时间读下去，下面将要展现的东西会给你带来惊喜，还有乐趣！
肌肉的能量
当你在健身房运动的时候，你的思想是否会偏离，去思考我们这个星球所面临的危机？当你的双脚正奔跑在跑步机的平台上，凉爽的空调吹走你蒸腾的汗水，你会为人类过度使用化石燃料危害环境而感到一丝悔恨吗？我想不太可能，你想的更多的应该是你燃烧了多少卡路里。但是，如果你是一个具有环保意识的健身者，你可能很快就能让这些担忧，随着体重的减轻而消失。
现在，有一些创新的健身房如雨后春笋般冒了出来，它们可以将人类的运动能量转化为可用的电能。其中一家位于香港，健身房中的设备看起来就是非常普通的健身器材，但里面都配备有发电机，可以通过运动产生能量。所以，当你正忙着流汗的时候，你的努力不但可以消耗卡路里，还可以创造电力来给运动控制台供电，补充维持头顶上照明灯光的电力。健身房的老板坚持认为，一般人每小时可以在机器上产生约50瓦的电力。所以，除非你喜欢在黑暗中跑步，否则你完全可以去那里尝试一下。
像Pedal-A-Watt自行车支架这样的踏板发电机就采用类似的概念，但功能更强大。 处于最佳运动状态的人可以产生500瓦的功率，而处于较疲软状态的人也可以产生大约150瓦的功率。 虽然，这看起来可能不多，但足以为两台笔记本电脑、两个荧光灯泡和一部手机供电。当然，你得保持持续踩动踏板。
Pedal-A-Watt自行车支架，其工作原理是通过自行车后轮的运动为发电机提供动力，它还配备一个选装的电池包（PowerPak），可存储您为后续使用而产生的能量。PowerPak有一个插座，可以为任何运行功率低于400瓦的电器供电。
压电式文本操作
现在，不管在什么地方都能看到人们都低着头，捧着手机，精力充沛地发着信息，仿佛他们的生命就依赖于此。据统计，美国人在一个月内发送了125亿条信息，而英国的手机用户每周发送10亿条信息。虽然，有时候沉迷于发信息会很烦人，但如果每次手指敲击或轻触都能够产生能量呢?
这正是“推动充电”(Push to Charge)背后的理念。“推动充电”是绿色科技产品设计大赛的创新作品之一。这个概念依赖于压电，这是一种描述某些金属在受到撞击时产生电能的奇特方式。(比如，电子打火机使用压电晶体。)
在手机上运用“推动充电”功能需要在触控屏幕或按键下安装一层硬金属，最底层是由压电晶体构成的，所以每次你点击屏幕或按下一个按钮，它正下方的硬金属就会像锤子一样撞击底层的晶体，产生少量的电压。而位于两层之间的小电线会将电荷输送到电池中储存。
根据发明者的说法，只要按一下一个按钮就可以产生很小的电能 —— 估计是0.5瓦。但是，当你把发送一条信息所需的点击操作加起来，再乘以每天发送的信息数量，这也是个相当大的功率来源。
同样的技术也可以用在任何其他带有按钮的产品上，包括电脑键盘和视频游戏机。不管这样的技术最终能否走入我们的日常生活，能否真正成为一种有效的能源来源，你必须承认，仅仅通过在键盘上打字或与朋友保持联系就能发电，这确实是一个非常奇妙的主意。
热空气作为燃料
人们都知道一个简单的物理常识：热气会上升。而澳大利亚的一位企业家提出，要利用这一简单的物理事实，在不燃烧任何碳燃料的情况下，创造出大量的清洁能源。
这家名为EnviroMission的公司，希望在亚利桑那州沙漠中建造一座2600英尺(792.5米)高的巨大建筑，称为太阳上升气流塔。太阳上升气流塔不依靠太阳能电池板将太阳能转化为电能，而是使用一个大的半透明的倾斜天篷，大约和足球场一样宽，像温室一样吸收太阳热量。帐篷里的热空气会达到摄氏90度的高温，并通过塔身进入和上升。随着风力的增加，它将带动32个涡轮机，以足够快的速度旋转，为发电机提供动力，预计每天能产生200兆瓦的电力，足以为10万户家庭提供电力。
这一概念已经在较小的实验规模上得到了证明。上世纪80年代初，德国建筑公司Schlaich, Bergermann及其合作伙伴在西班牙平原上建造了一座能够产生50千瓦能量的铁塔，并成功运营了7年，直到支撑钢缆在暴风雨中断裂。Enviromission公司斥资7.5亿美元的改进设计要求用更坚固、更有弹性的钢材和水泥建造这座塔，而且不再依赖支撑钢缆。该公司官员表示，它将持续运行80年，远高于大多数常规太阳能发电设施的平均寿命。该公司已经与南加州的一家公用事业公司达成了转售电力的协议，该公司表示，建造铁塔所需的水泥和其他材料的制造和运输所造成的少量碳污染，将在两年半的发电后得到抵消。
捕捉奶牛排放的甲烷
牛懒洋洋地啃着农田里的草，看上去可能相当温顺，但一些环保人士警告称，这些动物放屁、打嗝和拉屎都是气候变化的主要原因。据联合国的一份报告估计，牛、绵羊和山羊等牲畜造成的温室气体占全球变暖的18%，比汽车、飞机和所有其他交通工具加起来还要多。这个结论在很大程度上是正确的，因为牛的排放含有丰富的甲烷，这种气体在吸收大气热量方面的效率是二氧化碳的21倍。
但是动物保护人士们也不用担心，因为科学家们正忙着把这个臭气熏天的问题变成一个解决方案。他们已经开发出一种从牛粪便中提取甲烷的方法，并将其转化为沼气燃料，这种燃料的质量足以进入标准的天然气管道。在加州克恩县，一家名为BioEnergy Solutions的公司使用这种方法从粪便中产生18406立方米的沼气，足以供20万户家庭使用。
但是，利用牛屁作为燃料来源可能会很棘手，但也不是不可想象的。在阿根廷，一个牛肉生产大国，拥有5500万头牛的集体牧群超过了该国的人口。研究人员开发了一个特别的牛背包，它通过连接在牛胃上的管子来捕捉牛的排泄物，并发现这些牛每天能产生800到1000升的气体。
使用微生物粪便
相信大多数人和我一样，听到“大肠杆菌”这个词都会有些许紧张。
但信不信由你，这种通常与胃痉挛和呕吐有关的微小生物，实际上可以缓解我们的一些能源问题。“排泄原油”，这听起来可能有些不可思议，但在一家名为LS9.的公司里，一些相当有创意的遗传学家一直在修补工业酵母的DNA和无害的大肠杆菌菌株。希望这些微生物可以将农业废弃物转化为燃料，而这些燃料实际商可以像原油一样泵取和运输。
由于原油在分子结构上与这些单细胞微生物排泄的脂肪酸相似，所以这种变化并不像你想象的那么“明显”。LS9已经简化了基因改造的过程，从耗时数月、耗资数十万美元到仅需数周、仅需2万美元。当你非要拿这些微生物和石油开采相比，其实并不差，石油开采实际上需要数年时间，成本也一样高（如果你把环境成本也计算在内，成本会更高)。
这些发明者设想他们的微生物排泄物 —— “油2.0” —— 既可再生又不含碳。这意味着，由于它使用的原材料，这一过程从大气中吸收的碳比它排放的还要多。而且，这些生物不依赖于任何单一的农业废弃物，因此消除了使用特定粮食作物作为燃料的争议。相反，这个过程将依赖于当地环境中丰富的资源。
虽然，LS9每星期只能生产相当于一桶石油的产量，但这台1000升的机器只占地3.7平方米。因此，尽管就目前的项目能力而言，你可能需要一座芝加哥那么大的建筑来满足全美国的石油需求，但这种技术确实可以改变人们对酵母和大肠杆菌的的认识和态度。
海上漂浮的风力发电场
很多人都在谈论开发海上风力发电场来提供源源不断的电力，但是，不少海上风电项目被长期拖延的现状也证明，要说服沿海地区的人们风力涡轮机不会破坏周围的自然美景，也不会破坏脆弱的海洋生态系统，真的并非易事。因此，最理想的解决方案就是把风力发电场建在距海岸线数百英里远的地方，远离人们的视线，让它们漂浮在海面上，而不是固定在海底的结构上。
漂浮的风力发电场不但不会突兀的出现在海岸边，影响自然优美的海岸线，还具备更大的发电潜力。它们可以在开阔的海洋中捕获风的能量，其速度至少可以达到陆地附近风速度的两倍以上。一些报告显示，风力发电场可以满足世界未来15%的能源需求。
2011年末，首个这样的海上漂浮风电场，价值3000万美元的原型风电场“WindFloat”，在距离葡萄牙海岸349公里的地方建成。它使用的是丹麦维斯塔斯公司生产的2兆瓦的涡轮机，它被固定在一个由西雅图PrinciplePower公司制造的三角形浮动平台上。平台由四条钢缆固定，其中两条与稳定涡轮机的支柱相连，这有助于减少过度运动。随着风向和涡轮机和基础上的负载变化，泵将在平台之间的腔室之间转移压载水，从而使其能够应对更强大和恶劣的海上天气。正如该项目的建设者所言，深海将是下一个巨大的能源前沿。
栓在远洋船只上的风筝
这是另一个将部署在海洋深处的替代能源方案。根据国际海事组织的数据，虽然我们大多数陆上居民都认为全球变暖是由煤电厂和汽车尾气引起的问题，但是，往来于海上的货船所排放的温室气体约占世界人为排放量的2.7%。这相当于8.7亿吨的气候变化污染。
任何能帮助船只到达目的地，而不燃烧那么多化石燃料的技术都将是一大优势技术。这也是为什么近些年来，总有一些颇具远见的人一直在尝试恢复风力驱动，这是一种传统而古老的船舶推进的方法，在19世纪中期达到了全盛时期。而现在则可以作为一种增强大型货船碳燃烧发动机的驱动力的补充方法。现在，一家公司提出要为货船配备巨大的（约1207平方米）的风筝，这些风筝可以在船的上方300米高的空中飞行，并借助风力拖着货船前进。据估计，这种装置可以使船只减少25%的柴油消耗，这不仅会显著减少向大气排放的碳，而且每年可以为大型船只节省超过100万美元的燃料成本。
在2008年，重达1万吨的集装箱船“Beluga Skysails”成为了第一艘使用辅助风筝动力的船，在从德国港口到委内瑞拉的航程中，在它船头上方300米处附加了一个160平方米的风筝，使这艘船将柴油开支削减了10%到15%，在为期两周的航行中每天节省了1000到1500美元。该集装箱船的母公司希望，最终能利用风筝来削减20%的燃油开支。
超小型核反应堆
日常生活中，因为拖欠房租、太过吵闹或邻里矛盾等问题而被房东赶出去的租户并不少见。但是，在2011年，31岁的瑞典男子理查德·汉德尔成为了历史上第一个因试图在自家厨房建造核反应堆而被房东赶出家门的租房者。
理查德·汉德尔从十几岁起就对核物理感兴趣，他花了大约950美元购买了制造DIY核反应堆所需的零件和材料，并在eBay上花了几美元购买了夜光钟表指针，借此积累了必要的镭。他还从科尔曼煤气灯中提取了氧化钍（另一种成分），并将一根小玻璃管插入塑料药瓶内，用铅覆盖，从而制造出一把粗糙的中子枪。(如果有人想要效仿他，汉德尔还尽职尽责地在他的“理查德反应堆”博客中记录了所有这些细节。)
他告诉当地一家报纸说,他一直感兴趣的核物理自从他在他十几岁的时候,花了950美元收购所需的零部件和材料他建立一个DIY核武器,并积累了必要的数量购买镭的发光的时钟的手在eBay上几块钱。他还从科尔曼煤气灯中提取了另一种成分氧化钍，并把一根小玻璃管插进一个塑料药瓶里，用铅把它盖上，制成了一把粗糙的中子枪。(为了防止其他人效仿他，韩德尔尽职尽责地在他的“理查德反应堆”博客中记录了所有这些细节。)
但是，当这位业余核能工程师联系政府官员，以确保自己没有触犯任何法律时，政府派警察突袭了他的家，并没收了DIY核反应堆。
其实，在2011年东京郊外的一座日本核设施发生灾难性事故之前，核电一直在进行形象升级。即便现在大型核电站看起来很可怕，其超低的温室气体排放优势还是十分明显的。如果我们发展超小型的、更容易控制的核电站会不会更好呢？洛斯阿拉莫斯国家实验室(LosAlamos)的科学家们设计了一种可以产生2万户家庭所需电力的的反应堆，它的体积仅有热水浴缸大小，足以安装在你家的后院。但是，问题又来了：每套反应堆的价格是2500万美元，高得让人无法接受。据报道，还有一家总部位于芝加哥的机构一直在努力研发一种更小的核反应堆，这种核反应堆的大小只相当于一台微波炉。
鉴于核能过于恐怖的威力，我们也不妨等到技术真正成熟可靠后再说吧，再等等吧。
将咖啡渣再加工成生物柴油
清晨，一杯香浓的咖啡能为我们的一天都带来活力。你能想到吗？咖啡很快也将成为推动卡车的燃料。内华达里诺大学工程学教授马诺·米斯拉注意到，一杯已经冷却的咖啡上漂浮着一层油光。这位教授灵光闪现，他开始让几个学生做一个项目，研究咖啡油是否可以作为生物柴油的原料。
经过试验，学生们确定，根据咖啡中使用的特定豆子，咖啡渣中可能含有多达20%的油，而且它具有异常高的氧化稳定性(这意味着它即使暴露于氧气也不会分解，更不会粘住燃料管)。随后，他们开发了一种方法来去除咖啡生物柴油中的硫，这种硫来自种植咖啡的山区的火山土壤。由此产生的燃料足以满足ASTM国际(一个国际测试组织)为生物柴油制定的标准。
研究人员估计，如果把全世界喝咖啡的人产生的所有废渣都收集起来进行再处理，每年的产量将达到290万加仑柴油。或者，咖啡渣也可以转化为燃料颗粒。如果将星巴克剩余的咖啡渣全部进行再加工，每年将能生产8.9万吨这样的燃料颗粒，足以为这家咖啡连锁店带来数百万美元的收入，还有助于抵消卡车运输公司不断上涨的燃料成本。
轨道反射镜传输太阳能
太阳能的利用是相当热门的替代能源利用方案，但想充分利用太阳能还存在很多的条件限制和问题。最起码地球的自转、日夜更替、天气变化等都限制了太阳能的利用。现在，想象一下，许多巨大的反射镜（直径可能有一英里那么大）部署在地球静止轨道上。它们能否为世界能源短缺和气候变化灾难提供一个可行的解决方案呢？
曾经，已故的麻省理工学院工程学教授威廉·f·施赖伯提议发射一组反射气球进入太空轨道，这些气球将被遥控器激活来展开和充气。当地球相对于太阳的位置发生变化时，球面镜将不断地进行调整，以捕捉和聚焦太阳能，并以集中光束将其传输到地球上的接收站。在那些接收站里，太阳能将被用来把水加热成蒸汽，用以驱动涡轮机发电。
施赖伯教授认为，反射气球的方法非常吸引人，因为它可以通过（气球内的）压力来控制焦点，而不是通过制作一个非常精确的镜子，然后将其放入轨道。
虽然，使用巨型反射气球的想法听起来有点怪异，但科学家们越来越多地在研究利用卫星收集太阳能并将其传输到地球的可能性。总部位于巴黎的国际宇航学院的一个研究小组也宣称，在满足21世纪全球能源需求方面，来自太空的太阳能可以发挥极其重要的作用。
如果我们真的能在太空中充分的收集和利用太阳能，它绝对有潜力为整个地球提供安全、清洁和源源不断的能源。
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