2021年最“眼花缭乱”的工程创新

◎实习记者 张佳欣

顶级工程创新，近则关系生产生活，远则关系地球未来。比如，如何解决食品和能源生产等领域难以脱碳的困境？近日，美国《大众科学》月刊盘点了过去一年来最令人“眼花缭乱”的工程创新，除了展示绿色技术的进步，还涉及更安全的采矿方式、可解开蛋白质结构奥秘的人工智能（AI），以及激动人心的全球首款海上过山车等。

无化石钢告别CO2排放

1.世界上第一种无化石钢

炼钢产生的碳排放量占世界碳排放量的7%—9%。为了减少碳足迹，瑞典HYBRIT（突破性氢炼铁技术）项目致力于用可再生的电力和氢气取代传统上以矿石为基础的炼钢所需的焦煤。他们开发了一种“绿色钢材”。氢气在竖炉里与矿石中的氧发生反应，利用风能和水电加热到约816℃。此过程中排出氢气和水，而非二氧化碳（CO2），由此产生的“海绵铁”再在含有少量碳的电弧炉中熔化，制造出钢铁。这一过程的CO2排放量不到传统方法的2%。

打造全球首艘绿色氨动力油轮

2.绿色氨动力油轮

在世界各地运输货物的大型集装箱船其实是巨大的污染源，其产生的CO2排放量几乎占全球的3%。今年，芬兰瓦锡兰公司与挪威航运集团的创新部门合作，联手打造无碳氨动力船舶。目前，瓦锡兰公司已经在实验室成功完成了使用70%氨混合燃料发动机的测试，并计划于2024年之前下水一艘纯氨燃料动力油轮。

“垂直海洋”为虾提供更清洁环境

3.全球首个垂直海鲜生产系统

自1980年以来，全球海水养殖业的快速发展已间接导致大约340万英亩的红树林被毁。破坏这些吸碳生态系统会产生极高的碳足迹。

新加坡农业食品科技初创公司“垂直海洋”开发的巨大“水塔”就在新加坡本岛南部，是高效堆积在垂直塔中的模块化生长栖息地，也是世界上第一个真正的垂直海鲜生产系统。在这里，海水在平衡的生态系统中循环，动植物愉快地共存。这种方式让几乎100%的水得到了循环，而且无需修建下水道。今年，这一垂直海鲜生产系统共收获了10批虾，总计超过1吨的甲壳类动物。

机器人的“眼睛”会检查缺陷

4.坍塌大桥重建复用

2018年意大利热那亚莫兰迪大桥坍塌，造成43人死亡。经建筑师伦佐·皮亚诺重新设计的圣乔治桥今年早些时候揭幕，取代了莫兰迪桥。新桥添加了多种自动传感功能来检测故障。一对2吨重的检测机器人在碳复合材料轨道上跨过大桥，每8小时拍摄2.5万张照片，从而让机器视觉软件能够发现任何异常。此外，太阳能电池板还满足了大桥95%的能源需求，包括提供照明和检查危险接缝裂开的传感器所需电力。

终极海上过山车“闪电”

5.海上首列过山车

在陆地上玩过山车早已不是新鲜事，美国嘉年华邮轮公司的“闪电”（Bolt）过山车竟建在海上邮轮上。“闪电”全程长近244米，具有扭曲旋转、转弯和快速下降等部分，时速可达近64公里，并可在海拔约57米的高度行进。因其利用电力驱动而非重力和惯性，操作员可以随时控制“闪电”的速度，防止失控。

“大吉姆”—昂贵电池的“平替”

6.新电池可续航百小时