人类可以收集闪电吗（闪电相当于我们人类使用了多少度电）

你知道天上一道闪电一般是多少度吗？人类有可能将闪电收集起来利用吗?

在夏季降雨时经常会伴有雷电，而天空的闪电和人类利用发电机发出的电，在物理本质上没有什么区别。闪电的形成是因为降雨时，水分子在有积雨的云层中不断地摩擦和分解，在云层的顶部形成了正电荷的静电，底部却形成了负电荷的静电。

两种不同的静电相互碰撞，形成了闪电并且伴随着强光和高温，闪电发生时瞬间的高温可以达到1.7-2.8万摄氏度之间，甚至是太阳表面温度的3倍。而闪电不仅会产生在云层中，有时也会因为地面存在的正电荷，而产生连接到地上的闪电。

这种闪电击中地面上的大树和较高建筑物的事件也很常见，通常大树被击中后都会被烧焦，所以雷雨天气时不能在大树下避雨，较高的建筑物也会安装避雷针防止被雷击。

既然雷电的威力这么大，电量也一定不小，而人类利用能源发电反而会浪费资源，有的还会造成环境污染，那是否可以将天然的电力收集起来使用，这样人类就不用为没有能源发电而发愁了。

事实上，想要收集雷电不仅技术非常麻烦，很难行得通，而且从经济的角度考虑，一次闪电的电量其实并不多。通常一道闪电的长度不等，从100米到几千米之间，输送的电量也会不同。但是根据科学家的研究，大部分的闪电一次产生的能量是10亿焦耳。

这个数值看着像天文数字，但我们日常用的一度电就有360万焦耳的能量。换算一下，一次闪电平均产生的电量约是280度，也就够普通的5口之家一个月左右的用电量。这么看来的话，自然界中的闪电虽然看似威力大，但是电量却没有达到惊人的程度，更不存在收集一次一劳永逸的做法。但这只是一道闪电产生的电量，如果将全世界成千上万的闪电都收集起来的话一定会非常惊人。

一道闪电所产生的的电量一般只有280度，那么全世界的闪电加在一起有多少呢？人类能否收集到闪电为自己所用呢？

闪电通常只在夏季高温降雨条件下才会产生，这是因为云层中电荷的运动需要大量的水汽运动。所以全球每年发生的雷电次数，加在一起也只有大约14亿次，而且这其中有四分之三都是云层中的闪电，无法到达地面也就更难进行收集。

剩下的四分之一到达地面的闪电，即使理论上可以收集。那么按照平均一次闪电产生的电量为280度来计算，3.5亿次的闪电产生的电力也就在1000亿度左右。而根据全球电力数据报告的显示，2021年全球的发电总量在28.5万亿千瓦时，也就是28.5万亿度。相比之下闪电产生的电量便是九牛一毛。

并且这还是在理论条件下，以电量收集、传输过程中不会产生损耗来计算的。不过蚊子再小也是肉，在人类还没有完全掌握发电技术之前，闪电的巨大能量对于人类的吸引力是非常巨大的。

因此早在1752年，美国的物理学家富兰克林，就做过著名的风筝实验，雷雨天在风筝线的尾部绑上一把钥匙，发现风筝的麻绳纤维出现排斥现象时，用手握钥匙遭到了电震，虽然这种电流相对较小，但也非常的惊险。不过也因此证明了闪电就是普通的电，但后来的人们不断尝试收集闪电都失败了。

在2007年的时候，就有科学家设计了一种叫作电容塔装置，希望能收集雷电，虽然在实验室中小规模的实验可以成功，但是现实实验最终还是遭遇了失败。而且据估算，即使你能够造出可以收集雷电的设备，也是非常高的巨塔，其造价更是非常昂贵，如果要在全球各地布置这种巨大的高塔，光成本甚至超过了全球一年的GDP总量，这还不包括其他设备的费用，可以说收集闪电是一种得不偿失的做法。

全球每年产生的地面闪电有1000亿度，但是想要收集闪电几乎不可能，那么收集闪电的难点在哪呢？

虽然相对于全球一年28.5万亿度的发电量来说，1000亿度的电量只是很小的补充，但也相当可观的，但如今却因为无法收集就只能白白浪费。

首先闪电产生的时间非常短，一般都在0.01秒甚至更短的时间发生，所以尽管一次产生的电量不大，但是电压却非常强，一般可以达到100万-1亿伏特之间。而目前只有中国掌握最牛的特高压输电技术，其传输的电压在1000千伏左右，也就是刚刚100万伏特。

接收的设备需要在极短的时间内承受极高的电压，而且闪电产生的瞬时电流在20000安培左右，对于接受设备来说，需要超级粗的导电棒来接受巨大的电流，还需要超级的电容来存储瞬间产生的巨大电量。目前最先进的充电汽车充一次电也起码需要半个小时，而对于收集闪电来说，便需要在0.01秒的极短时间内将电量存储起来，这也是一个巨大的考验。

假设人类能够造出这样强大的收集闪电的设备，如何让雷电一定集中到收集的设备上也是一个问题。因为雷电的产生是随机性的，不可能预测准确的位置。这和避雷针的原理不同，避雷针是被动式吸收雷电，而接收装置是需要主动吸引雷电。但是人工引雷的技术很难，成本也非常高。

所以无论从收集还是存储传输，人类目前的技术还不支持收集雷电。不过雷电的产生也不是白白浪费掉了，在自然界中有非常大的作用，雷电发生时可以让空气中的氧气转化成臭氧，在空中形成臭氧层吸收紫外线等物质，还有雷电发生时会产生氮氧化合物降落地面，成为土地中的养料来源之一。所以即使雷电不能被收集使用，也不用感到惋惜，相反应该感谢雷电的存在，不过雷雨天气还是要做好避雷措施，不要随意在空旷的户外行动。