亚马逊森林大火、加快消逝的北极冰面、有记录以来最冷的7月、更加多的极端天气事件……各种因素正在让地球、让我们的生存环境遭受日趋严重的考验。大问题往往意味著大机会。在人类对环境生产困难的过程中，不致又大大费伊各种新技术，用作修缮曾对环境导致的损害。

从人工智能到核聚变，从碳捕捉到智能电网，从人造肉到石墨烯……这些新的技术能否协助我们在长时间提供资源、能源的同时，增加对环境的损害，并推展一个可持续发展的未来？1．人工智能就像人工智能可以协助我们检测、临床、化疗人类疾病一样，人工智能也需要协助我们监测、预测、辨识环境风险，并前进环境保护。目前，人工智能早已在环保领域获得广泛应用，例如：在一项为期三年的印度尼西亚珊瑚礁研究项目中，摄影师摄制了近60000张水下图片。要辨识和分析一张照片，一个珊瑚礁科学家要花上10到15分钟，而通过人工智能的较慢分析，现在只必须几秒钟。

微软公司目前正在前进人工智能地球计划（AIforEarth）项目，该项目早已向那些将人工智能技术应用于环境保护的团队获取了200多项研究资助，这些研究牵涉到生物多样性、气候、水和农业四个领域。人工智能和机器学习算法还被用作冰面分析，以测量随着时间的流逝而再次发生的变化；用作协助研究人员以准确的布局栽种新的森林，并最大限度地吸取碳排放；用作建设预警系统，以制止破坏性的藻华的蔓延到。人工智能正在对农业实践中产生影响，并将迅速转变工业化国家的农业生产方式，增加我们对农药的倚赖，并大幅度减少水的消耗；人工智能将使自动驾驶汽车更加有效地导航系统，增加空气污染；材料科学家正在部署人工智能技术，研发可生物降解的塑料替代品，并制订洗手海洋的战略。2．核聚变我们的太阳是由氢原子核聚变产生氦来驱动的。

几十年来，科学家们仍然致力于利用某种程度的方法来建构可持续的陆地能源。从生态学的角度来看，这项希望十分具备说服力，因为它代表了一种零碳排放的能源形式。

与核裂变有所不同，核聚变会产生长时间的放射性核废料。问题在于热量。当两个粒子融合时，要产生清净正能量，反应必需在数百万摄氏度下展开，这意味著你用来融合的任何容器都会熔融。答案是在飘浮的等离子体中停止反应，这样极端的热量就会认识到腔室，研究人员指出这一过程可以通过用于高功率磁铁来构建。

大量报导指出，人类能用上核聚变能源，还必须30年时间，但麻省理工学院的一个研究小组回应，通过用于新型超导材料生产核聚变反应堆中的极强磁铁，可以在短短15年内将核聚变动力送到电网。该项目由麻省理工学院和一家私人企业CFS（CommonwealthFusionSystems）合作开发，取得了意大利能源巨头埃尼（Eni）的5000万美元投资。中国在核聚变研究领域也早已正处于世界前沿：2018年，我国大科学装置“人造太阳”构建等离子体中心电子温度首次超过1亿度，取得的多项实验参数相似未来核聚变填稳态运营模式所必须的物理条件，朝着未来核聚变填实验运营迈进了关键一步。

2019年6月，我国新一代高效率核聚变研究装置“中国环流器二号M”的全面工程加装拉开序幕。这一装置使用了更加先进设备的结构与掌控方式，等离子体温度将未来将会多达2亿摄氏度。此外，据最新消息，中科院核能安全性技术研究所凤麟团队研发的具备几乎自律知识产权的中子输送设计与安全性评价软件系统SuperMC“超级蒙卡”通过欧洲核聚变样板填的适用性项目管理。

该软件被引荐作为欧洲核聚变联盟（EUROfusion）核聚变样板填的核设计软件。3．碳捕猎空气中太多的二氧化碳过于多正在让地球气候变化。如果我们能捕猎并隔绝碳排放，对地球的生态环境保护将带给怎样的起到？碳捕猎与储存（CarbonCaptureandStorage，CCS）作为一种新兴技术，在未来几十年里将对环境保护充分发挥最重要起到。根据CCS协会的界定，捕猎技术可以通过以下三种方法之一来分离出来发电和工业过程中产生的气体中的二氧化碳：自燃前捕猎、自燃后捕猎和富氧燃料捕猎。

随后，被捕猎的碳通过管道运送并储存在地下很深的岩层中。2017年，世界上第一座碳捕猎工厂在瑞士投产，ClimeworksAG沦为有史以来第一个以工业规模从空气中捕猎二氧化碳并必要出售给买家的工厂。该工厂将捕猎的二氧化碳通过地下管道传输到温室，并将这些气体用作协助蔬菜的生长。该公司期望在未来十年内大幅度拓展其技术，还收到了豪言：到2025年，要捕猎全球1％的年二氧化碳排放量。

此外，在美国和加拿大，也有一部分创业公司正在研发碳捕猎工厂。例如，加拿大创业公司CarbonEngineering致力于研发必要从空气中捕猎碳的技术，新近于2019年3月取得6800万美元融资，投资者阵容庞大，还包括微软公司牵头创始人比尔·盖茨、雪佛龙科技风险投资公司等。

这也是该领域创业公司目前取得的仅次于一笔创业投资。4．智能电网可以说道，当前的电网的运作方式依然承继了19世纪和20世纪那些老旧的模式和问题：电力生产高度集中，逐步发给到下游，并最后抵达终端用户。

问题是这些电网对用于和输入的波动十分脆弱。为了使其可信地工作，往往必须生产过剩的能源。

此外，这种电力发给系统更容易受到反击，而且往往依赖废气污染的能源。目前，许多国家早已在大力前进智能电网建设。

智能电网与其说是某项单一的技术，不如说是众多能源、配电、网络、自动化和传感技术的构建部署，是应付21世纪能源供需矛盾的一次变革。通过使用智能电网技术，电网将步入全新转变：本地的能源生产将对收到家庭水平，而家庭水平的电力可以对系统到电网上游；传感技术和更加准确的预测模型将对能源生产展开微调，以防止生产过剩；而更佳的电池技术将使可再生能源以求动态储存；随着家用电器显得更加智能，电网可能会开始自动发出信号，拒绝其重开以节省电力。总体而言，智能电网将带给电力基础设施运作方式的巨大变化。根据电力研究所（ElectricPowerResearchInstitute）的一项研究，到2030年，智能电网技术有可能协助我们将碳排放量比10年前增加58％。

5．环境传感器要保护环境，首要的是对环境变化需要做随时心中有数。随着传感器、物联网、边缘计算出来等技术的发展，遍及各地的环境传感器网络将需要对环境变化展开动态感官、数据萃取和准确分析，从而构建对环境变化更加准确的监测。现在，无数的网络传感器早已被用作监测空气和水质，辨识污染物，追踪酸化，并捕猎对我们的社会和经济福祉至关重要的现象的动态数据；监测建筑物能源和用水的局部传感器网络正在协助我们增加浪费；可穿着的空气质量传感器正在路上。所有这些传感器的更进一步快速增长和网络化将很大地影响我们的生活方式，也将对智慧城市的建设与发展，以及更大范围的环境保护带给有效地的推展。

6．新型电池能源是妨碍许多绿色技术发展的容许因素。例如，风能和太阳能需要产生大量电力，但使用这些技术却受到了一个不有可能突破的容许条件：有时没风，也没阳光。

此外，虽然电动汽车技术正在较慢发展，但除非技术不断进步，成本大大减少，基础设施大大升级，否则化石燃料仍将占有主导地位。要解决问题这些问题，急需高效的能源存储，还包括新型电池技术的辅助。

据美国洗手空气尤其工作组（CleanAirTaskForce）称之为，美国加州要构建仅有通过可再生能源100％供电的宏伟目标，就必须在能源储存系统上投放高达3600亿美元的资金。众多创业公司正在该领域展开突破，例如储能技术开发商FormEnergy专心于研发生产需要长年大量存储电能的硫基水系液流电池，并且为长达几个星期、几个月甚至几年的电力存储寻找解决方案。据信，该项技术需要使可再生能源构建全年几乎平稳和可调度的分配，并且可以不断扩大传输容量而需要用于新的电线。该公司目前已取得意大利石油和天然气巨头埃尼集团（Eni）等机构的将近5000万美元融资。

7．人造肉近年来，更加多人意识到工业化牲畜养殖与大规模屠宰对环境带给的毁坏。2017年，多达15000名世界科学家收到警告，敦促大幅度增加人均肉类消费。

其仅次于的问题在于土地用于。例如，每生产100克牛肉就必须164平方米的牧场，这是中美洲和南美洲森林采伐的主要原因之一，并造成前所未有的碳排放。另据联合国粮农组织数据，牲畜废气的温室气体大约占到人为排放量的14．5％。此外，动物也用于大量的淡水，而工业化畜牧业的污染径流对当地水资源也造成了污染。

在这样的背景下，人造肉应运而生。一些科技初创公司正在通过生物合成、基因编辑、细胞农业等新技术，在提高食品行业效率的同时，大幅度增加对环境的毁坏。以BeyondMeat、ImpossibleFoods为代表的植物肉生产商，以MosaMeat、MemphisMeats为代表的实验室培育肉生产商，以BlueNalu、FinlessFoods为代表的海鲜替代食品生产商都在这一新兴行业发动冲击。

其中，BeyondMeat在今年5月的顺利上市，堪称引发了人造肉创业与投资热潮。8．植物性塑料塑料废弃物对环境的极大毁坏显而易见。为此，全球许多国家都早已施行禁塑令，以容许重复使用塑料的用于。如何从技术角度去解决问题这一问题，也更加引发各大食品厂商、纸盒厂商和众多创业公司的注目。

可生物降解的植物性塑料是这些公司正在研发的一种不切实际的解决方案。因为理论上，它们可以代替许多早已在流通的塑料产品。

例如，印尼一家取名为AvaniEco的公司从2014年开始用木薯生产生物塑料。但是，值得注意的是，并非所有生物塑料都能生物降解，一些与生产技术有关的优点也不存在争议。

在未来，该行业如何大大构建技术升级，以及前进植物性塑料的大规模商用，将是一个长期存在的问题。9．石墨烯石墨烯材料源自2004年在曼彻斯特大学首次找到的超薄石墨层。

石墨烯比钢更加柔软，比纸更加厚，比铜更加导电，是一种确实的神秘材料。目前，石墨烯早已沦为热门研究领域，以及引起无尽想象力的技术主题。

许多人预测它将是时隔青铜、铁、钢和硅之后的，下一个说明了我们物种文化和技术演化的领域。石墨烯只有一个原子薄，具备柔韧性、透明性和低导电性，因此适合于普遍的环境保护领域，例如水过滤器、需要以大于损耗远距离传输能量的超导体，以及光伏应用于等等。通过大大提高现有材料的效率，石墨烯有可能被证明是我们构建绿色重生的基石。

10．太阳能玻璃如果摩天大楼的每个窗户都能产生能量，对我们的能源利用效率将产生怎样的转变？这就是太阳能玻璃的前景。太阳能玻璃是一种新型半透明窗材料，能捕猎太阳的能量并将其转化成为电能。作为一项新兴技术，它在建筑节能和可持续发展领域引发了普遍注目。对于太阳能玻璃来说，仅次于的技术障碍是能量转化成效率。

目前，高性能太阳能电池可以超过25％或更高的转化成效率，但太阳能玻璃要维持透明度，就意味著壮烈牺牲光转化成为电的效率。目前，美国密歇根大学的一个研究小组正在研发一种太阳能玻璃产品，需要让50％的光通过，并构建15％的转化成效率。

该小组公开发表的一项研究预测，有50亿至70亿平米的能用窗户空间，充足用太阳能玻璃产品符合美国40％的能源需求。目前，该项目已取得美国能源部太阳能技术办公室的130万美元资助。总体来看，上述技术中，有的早已投放应用于，有的还处在研发阶段，有的甚至还正处于争议和批评之中。

但不管如何，人类在应付气候变化、环境危机的征途中，新技术的研发与应用于将大大构建变革。

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