自 1999 年起,《麻省理工科技评论》每年都会评选出“35 岁以下科技创新 35 人”,涵盖范围包括生物医疗、智能计算、新能源、新材料等几乎所有新兴技术领域。2021 年“35岁以下科技创新 35 人” 亚太区正式落地中国,已在杭州未来科技城发布两届。
为聚集全球创新人才和资源,搭建展现“青年人”智慧与潜力的舞台,《麻省理工科技评论》中国于2023 年 11 月 2-3 日 在 杭州未来科技城·国际会议中心举办2023《麻省理工科技评论》“35岁以下科技创新35人”亚太区发布仪式暨青年科技论坛。
科技创新的奇迹总是来源于梦想的火花,本次活动我们将以「I have a dream」大梦想家作为主题,让更多人看见他们追求梦想之路,让一个火苗点燃他们无穷的势能。
以下是英国皇家工程院院士、印度国家工程院院士、新加坡工程院院士、新加坡国立大学教授Seeram Ramakrishna在《麻省理工科技评论》“35岁以下科技创新35人”青年科技论坛的精彩讲话,由云现场整理。
大家早上好!
我们这个板块的内容叫做“无限的能源”,但是我这一块的演讲主题叫做医用纺织品的变革:纳米科技和人工智能的作用。我准备的PPT有100多页的内容,但是为了跟这个主题保持一致,所以我打算跟大家分享我这个PPT的内容。
今天这个板块的主题技术“无限的能源”,所以我有15分钟的时间会讲一下这个主题“无限的能源”。12年前我构建了新加坡的太阳能研究所,是当时的创始成员,还有固体电池相关的研究。在储能方面、锂电池方面、太阳能方面,中国也是非常大的市场和国家。在我分享具体内容之前,大家可以看到我穿的服装是T恤和裤子,非常感谢主办方提供给我。
我和麻省理工的联系是很久之前就建立了,搭载1999年的时候,当时我在麻省理工也花了很多的时间去了解纳米技术。所以从那个时候就开始专注纳米科技,之后在新加坡从事纳米相关的工作。后来我也是新加坡的工程院的院士和各个不同院的院士,当时也是和麻省理工之间有一些合作。我的新加坡国立大学和麻省理工之间也有广泛的合作。通过这些协会和组织,我总是非常高性能收到各个活动的邀请,今天能来到这个会场也非常地高兴。
这次我们说了TR35指的是这些35岁以下的科技创新人才,当然我已经不止35岁了,所以这可能也是为什么我作为TR35的裁判之一。首先我想恭喜昨天所有获奖名单上的人,尤其是这些富有创新和想法的年轻人们,你们做得太棒了。为了更好地了解未来,我们总是会有一个说法,要回顾历史,了解历史上所发生的事情,让它作为你的依据,帮助我们更好思考未来,如何塑造未来。我们这边的关键词就是无限的能源,希望能源是永久持续的。到底有什么能源是永久持续的呢?那就是太阳能,因为太阳能为地球提供了各种的能源、能量。我相信还有其他不同的能源形式或者能量的,包括无线电波、宇宙能量等等。但是这样的能源能量很难进行收获使用起来,但是太阳能可以使用起来。太阳能如何才能无限呢?其实没有什么东西是无限的,因为太阳也是有寿命的,可能是几十亿年或者几百亿年,他们最后也会有一个寿命的尽头,我们知道中国有一部《流浪地球》的电影,也是和太阳相关,到其他地方寻找太阳。当然我不是想讲科幻小说,我也是一个严肃的教授。
为什么我们会思考需要无限的能源?因为目前我们很多的能源都是有限的,为什么是有限的?因为人口在不停增长,不仅是中国,不仅是新加坡。在过去一百多年人口从20亿增长到80亿左右,人类的人口如此地庞大,需要更多的能源消耗,而且大家现在寿命也变得更长了,现在的平均寿命都达到了80岁,在新加坡还能达到85岁的平均寿命,所以大家可以看到能源消耗更多、人口寿命更长、人口更多,所以说当前的能源资源很难满足人口增长的需求。
我们再来回顾历史,当我们的人口还不是特别多的时候,可能就只有几亿人口的时候,当时的能源是足够满足大家的需求的。但是现在有更多不同的选择在过去的两百多年中,我们开始煤炭这些能量密度更好的资源,还有最近的天然气等等,这也是进一步促进了全球经济的发展包括中国经济的发展。但是也带来了污染问题以及对人们健康的影响,也改变了气候等等。所以全球各个政府也是希望在未来的2050年实现净零、脱碳、碳中和的目标。所以这就是我们当前面临的能源结构和现状。
碳中和或者说碳排放的主要来源就是能源和电力,40%的排放都是和能源电力相关的,比如说新加坡就是这样的例子,所以我们开始专注脱碳这条道路。我们知道中国也是走上了脱碳的道路。脱碳比较容易实现的方式就是提升能源效率,大家知道有些专注在能源领域,大家知道可能有一些新的设备让他们的能量消耗更低,包括照明、供暖等等领域都是我们关注的。
最近因为有脱碳的目标,现在也有在不断地专注于可再生能源,包括风能、太阳能。我们看看太阳能,最近Nature杂志上也有文章发布,如果我们能充分地使用或者找到方法使用太阳能的话,可以满足地球上80%能源的需求。但问题是我们确实是可以实现这样的宏伟目标吗?给大家分享一下故事和历史。大家可以看到还有其他的情况,比如说地缘政治和其他的影响。所以我们也希望能够找到一些低成本以及低碳的系统,同时提高更多能源的密度。另外就是回收这些能源,我们可以看到在过去二十年间这样的太阳能板有很大的增长,所以我们需要去进行回收和再使用,这一点是要进一步精进和改善。
之后从这一点来看,我们需要更多的清洁能源,比如说氢气以及能源电池或者电力电池,这些都是非常好的例证。对于氢能源的使用可以看到未来有这些灰色、蓝色以及绿色的氢能源,绿色的氢能源比另外两种要贵3倍,但也是需要我们有非常好的制氢的过程,同时也需要非常安全的存储系统。另外大家可以看到像甲烷也是可以追求这样的解决方案,比如说液化系统和汽化系统,我们在新加坡建立起了相应的系统,我们都认为氢气在未来可能并不是那么地可靠,但并不是这样的。我们现在在一些地方已经有了氢气或者氢能源使用的解决方案,所以我再次强调一下,我们知道科学并不是完美的,这就是为什么TR35已经去拜访了很多人,我知道相关的研究并不是完美的,但是我们必须不断地精进。从这点来说,其他领域比如海上风能和岸上风能,我的同事也会去建一些风能电站,有很大的叶片,同时他们也要进行很多的可回收、可循环利用的措施,从而帮助我们进行更好的能源收集使用。
再谈到水能或者水电,中国是一个水电大国,比如说有很多微型的水电站,像哥伦比亚或者尼泊尔都会使用到。
再谈到核能,胡博士会给我们分享关于核能方面的见解。我们可以看到像新加坡这样的小国家使用小型的或者融合性的核反应堆会是非常好的解决方案,比如像地下的核电站等等是非常好的解决方案,为我们提供能源。在福岛的核危机之后,人们对使用核的担忧不断增加,所以我们在这个地方要做到更好。
再看地热能和生物燃料,很多植物或者庄稼、农作物可以被制成生物燃料为我们使用,为我们提供能源,但是现在可能还面临挑战。一些大型的电缆可能非常长,几千公里,这样运输过程中可能会产生很多的能源损耗或者损失,我们需要一些新的技术去克服挑战。
另外一个问题,我们也是需要国家方面的政策以及监管法规来监管或者更好地管理这样的行业。比如说我们要对电网进行不同的分级,所以我们经过更好的政策进行测量管理。
我还剩下几分钟的时间,我想分享一下几个要点。不管你所研究的能源是什么,我们要在使用寿命的维度下进行思考。我们之前都会说做什么可以做到更好,这样可以进行更好的研究。我也非常建议大家这么去做。
最后也就是说我们的生活得到了很大的改变,有很多变量,比如说我们有很多方式来储存能源,这也是让我们整个电网和能源系统变得更加灵活,输送能源的方式变得更加灵活,所以现在我们需要多元的能源设施和系统。其他嘉宾谈到老年化的情况,我们在新加坡可以看到,对于各位35岁以下的年轻科学家你们现在所处的年纪是大脑最黄金的时代,所以请抓住这样的机会,谢谢!