又突破吉尼斯紀錄的可控核聚變,能否跑贏不用電空調(diào)的非碳中和

12月13日,美國再次宣布可控核聚變的“重大科學(xué)突破”:史上首次,人類實現(xiàn)了核聚變反應(yīng)的凈能量增益,也就是,讓核聚變反應(yīng)產(chǎn)生的能量多于了這一過程中消耗的能量——“人類朝人造太陽的目標(biāo),又近了一步”的高頻詞再次出現(xiàn)、而“化石燃料和傳統(tǒng)核能,或?qū)⑼顺鰵v史的舞臺”的正確且無用之預(yù)言再次讓人類亢奮!

這次美國實現(xiàn)的突破,也不僅僅是又創(chuàng)造了一項紀錄,更重要的是,為碳中和技術(shù)征服全球變暖贏得了信心。

一、可控核聚變碳中和技術(shù),不相信吉尼斯紀錄

可控核聚變公認為是碳中和技術(shù)的扛鼎之作,有“畢其功于一役”潛質(zhì),擔(dān)負著尋求終極能源、突破全球變暖剿殺、讓人類社會在兼得不竭動力和綠色家園中賡續(xù)的使命——這是一個艱辛的科技探索過程,不應(yīng)該迷戀一時一事的吉尼斯紀錄。

200多年前的啤酒作坊老板、愛爾蘭人吉尼斯,發(fā)現(xiàn)人們常常一邊喝酒,一邊爭論世界上什么最大、最小、最重、最輕等問題。于是,他印了一些小冊子來回答這些問題,招徠顧客,也為后來的吉尼斯紀錄收攏了很多珍貴的素材。經(jīng)年累月,形成了一項激發(fā)大眾在社會生活的方方面面挑戰(zhàn)極限,增加自身成就感和生活情趣的高品位娛樂項目是備受大眾喜愛和關(guān)注。

而科技領(lǐng)先和吉尼斯紀錄有著本質(zhì)不同,它是少數(shù)的社會力量,為了人類更好發(fā)展、去攻克一個個未知的科技難題。它的小眾、不可預(yù)測、前無古人來借鑒,注定它是默默無聞、索然無味而又要百折不回的,也注定是去娛樂化的、是拒絕吉尼斯紀錄高光的。

可控核聚變的吉尼斯紀錄是不可承受之重。雖然在可控核聚變自身的實現(xiàn)上,一直由最前沿的技術(shù)在與時俱進地引領(lǐng),猶如不斷由最新款式的賽車在全速領(lǐng)跑。但是,可控核聚變這條通向終極能源的技術(shù)路徑卻還是百年前選擇的“馬路”,縱是賽車也跑不出生死時速。

可控核聚變不斷刷新著“吉尼斯紀錄”,你追我趕,很具有競技比賽的觀賞性。如果只埋頭拉車不抬頭看路,科技創(chuàng)新的正常狀態(tài)在喧囂的觀賞中就會異化。熱電電容器、無偏二極管這些無溫差熱電轉(zhuǎn)化顛覆性的技術(shù),既顛覆也“碳中和”、卻不具有“觀賞性”,就進入不了吉尼斯的法眼,十幾年來蒙塵落埃,被應(yīng)用所遺落。

吉尼斯紀錄是有價值的競技比賽,但是碳中和技術(shù)、尤其是可控核聚變不是普通競技、不能以鮮花掌聲論英雄。現(xiàn)有對可控核聚變的正能量滿滿的暢想,卻又像是在自我麻醉,很少有對危機的理性分析。所以,在可控核聚變的征途上必須規(guī)避“吉尼斯紀錄”的心態(tài),否則就與“諾獎女婿式”的尊崇科技相差無幾了。

二、鋇鉗器不用電空調(diào)已在成果轉(zhuǎn)化,是助攻可控核聚變的“非碳中和技術(shù)”

必須清醒,實現(xiàn)“碳中和”技術(shù)不是最終目標(biāo),只是技術(shù)手段目標(biāo);可控核聚變也不具有獨立價值,只有為人類獲取終極能源才有意義。追求可控核聚變,并不是因為人類缺少能源來提供動力,而是因為傳統(tǒng)的化石能源在為人類發(fā)展提供動力的同時,帶來的溫室效應(yīng)已經(jīng)帶來毀滅性的全球變暖,化石能源已成雞肋、甚至是慢性毒藥,人類缺少兼顧全球變暖的終極能源,所以可控核聚變的潛臺詞就是遏制全球變暖的終極能源技術(shù)。

面對全球變暖的20年窗口期,其他風(fēng)、光、水能等碳中和技術(shù)即使能快速實現(xiàn)、時間趕趟,體量仍然也不足以成為終極能源,只有可控核聚變被寄予了以一己之力滿足人類終極能源需求的厚望。但是,價值巨大的可控核聚變卻又是步履蹣跚、不可預(yù)期的,即使剛剛再下一城,執(zhí)拗于可控核聚變上孤注一擲來實現(xiàn)碳中和仍然是不理智,人類有必要再次審視“非碳中和”技術(shù)獲取終極能源的可行性。

1、蒸汽機的罪與罰

“上帝已死”。蒸汽機把人類社會的發(fā)展車輪驅(qū)動了起來,人類得以從能源的束縛中掙脫出來,在獲得動力自由的同時,也形成了對化石能源牢不可破的路徑依賴。

從燒開水的蒸汽機、燒煤代替燒木材的內(nèi)燃機,到蒸汽機輸出動力、再接續(xù)驅(qū)動發(fā)電機來發(fā)電,化石能源從天使開始顯現(xiàn)魔鬼的一面,溫室效應(yīng)的邪佞也一步步滋養(yǎng)著全球變暖的惡果?,F(xiàn)在對碳中和的追求,就是要蒸汽機懺悔它所帶來的全球變暖,提供動力的能源急需新生。

伴隨著蒸汽機的進化,化石能源甚至成為能源的代名詞,因為只有它們才能產(chǎn)生高品位熱能來提供動力。而低品位熱能雖然浩浩蕩蕩,具有終極能源潛質(zhì),卻因為它們不能“燒開水”,不能被蒸汽機及其升級版所利用,所以只能是“低品位”、是廢熱。

因為源自蒸汽機形成了化石能源的路徑依賴,低品位熱能被踢出能源概念之外,成為無處為家的廢熱。尤其,地球作為天然大熱庫來儲存太陽能、原產(chǎn)于太陽可控核聚變的核聚變能時,由于地球自身的巨大儲熱能力,使得以太陽能為主的熱能成為非間歇性的、穩(wěn)定在較小溫度區(qū)間的低溫?zé)崮埽@其實就是遠非化石能源可比擬的終極能源。但是,直至當(dāng)前,人類都只有利用高品位熱能提供動力的蒸汽機系列技術(shù),“低品位熱能”不但享受不了終極能源的榮耀、還被溫室效應(yīng)圈禁在地表-大氣圈系統(tǒng),集聚成為難以被處理的地球廢熱、成為全球變暖的主因?,F(xiàn)在,人類把全部精力聚焦在碳中和技術(shù)、可控核聚變上,旨在通過獲取終極能源技術(shù),來解決溫室效應(yīng)的這個次因遏制全球變暖,低品位熱能這個主因反而被人類忽略,成了不設(shè)防的技術(shù)領(lǐng)域。

隨著熱電電容器、無偏二極管這些無溫差熱電轉(zhuǎn)化技術(shù)的次第出現(xiàn),尤其是鋇基電池?zé)o溫差熱電轉(zhuǎn)化的專利技術(shù)已經(jīng)邁出成果轉(zhuǎn)化的腳步,“非碳中和”技術(shù)也必將掀起低品位熱能原本終極能源的紅蓋頭。

2、鋇基電池?zé)o溫差熱電轉(zhuǎn)化,低品位熱能逆轉(zhuǎn)為終極能源的非碳中和技術(shù)

熱力學(xué)第二定律開爾文表述認為,“不可能制成一種循環(huán)動作的熱機,從單一熱源取熱,使之完全變?yōu)楣Χ灰鹌渌兓保摫硎稣_無疑、卻有時代局限,缺少熱電轉(zhuǎn)化的內(nèi)容,只涉及了“熱能向機械能轉(zhuǎn)化”,以“這不可能”、“那不可能”的否定結(jié)論成為封印能源夢想的鐵幕。;而無溫差熱電轉(zhuǎn)化是鐵幕上的沙眼,鋇基電池在此處打開了一扇窗。鋇基電池“可以實現(xiàn)將熱量從單一熱源100%轉(zhuǎn)化為電能”,修正了熱力學(xué)第二定律。它把熱力學(xué)第二定律的開爾文表述從宏觀的熱-機轉(zhuǎn)化推進到微觀的熱-電轉(zhuǎn)化,從“不可以100%轉(zhuǎn)化”升華到“可以100%轉(zhuǎn)化”。

鋇基電池不但也能夠把高品位熱能轉(zhuǎn)化為電能、并以電力形式提供動力,更能夠普適性、高效率地完成低品位熱能的熱電轉(zhuǎn)化,這個技術(shù)精粹既對應(yīng)人體適宜溫度范圍,也匹配“地球廢熱”等不足100°C的低品位熱量。

至今所制備鋇基電池的樣本單體,參數(shù)優(yōu)于5號化學(xué)電池,開啟了 “無溫差”熱電轉(zhuǎn)化的新紀元。

3、鉗溫器不用電空調(diào),顛覆傳統(tǒng)空調(diào)的制冷技術(shù)

鉗溫器專利技術(shù)從制冷需求的原點出發(fā),避開了現(xiàn)有的、包括傳統(tǒng)空調(diào)逆卡諾循環(huán)在內(nèi)的“熱交換”制冷,同時既“自源鉗溫”又“廢熱發(fā)電”,是嵌合性的制冷技術(shù),構(gòu)造了“熱轉(zhuǎn)化”的制冷新路徑。

鉗溫器只是由幾個成本低廉、與熱能相關(guān)的成熟商品作為部件:1、熱管導(dǎo)熱能力遠遠優(yōu)于金屬銅的超導(dǎo)熱;2、固-固、固-液相變材料潛熱狀態(tài)的大儲熱量和溫度平臺;3、熱電轉(zhuǎn)化部件把熱能轉(zhuǎn)化為電能。鉗溫器把“熱管、固-固、固-液相變材料、熱電轉(zhuǎn)化部件”組合起來,構(gòu)造了“高溫向低溫傳遞熱量”的路徑,實現(xiàn)目標(biāo)物自行被鉗溫的系統(tǒng)功能——目標(biāo)物廢熱被熱管快速導(dǎo)出、廢熱再被導(dǎo)入潛熱狀態(tài)、具有恒溫平臺的相變材料中大量暫儲、相變材料中暫儲的廢熱進一步被熱電轉(zhuǎn)化為電能、而最終擺脫熱能形式,至此通過以目標(biāo)物自身熱量為工作能源,自源“熱電轉(zhuǎn)化”掉目標(biāo)物熱量、而目標(biāo)物降溫到人為設(shè)定溫度,“熱電轉(zhuǎn)化”和“自源降溫”的嵌合過程就是鉗溫?!翱鞂?dǎo)出、多暫儲、轉(zhuǎn)化掉”的過程循環(huán)往復(fù),直至將目標(biāo)物鉗溫到人為設(shè)定溫度。

這個固、液體目標(biāo)物因為廢熱自行減少得以降溫、將固、液體目標(biāo)物廢熱轉(zhuǎn)化為電能兩種功能同時“嵌合”一體的制冷過程,就是鉗溫。

鉗溫器能夠直接鉗溫固、液體目標(biāo)物,被直接鉗溫的固、液體目標(biāo)物可以再迭代鉗溫所封閉的氣體目標(biāo)物,間接等效出傳統(tǒng)空調(diào)“制冷空氣”的功能,是不用電空調(diào)、準(zhǔn)確地說它其實更是不用電空調(diào)中的戰(zhàn)斗機——發(fā)電空調(diào),具備了滿足更高制冷需求的技術(shù)基因,為替代傳統(tǒng)空調(diào)全球市場奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。

三、張開市場的翅膀,鋇鉗器載著鋇基電池演繹“騎鵝旅行記”

鋇基電池用作鉗溫器中的化熱器(化熱器是將熱能轉(zhuǎn)化為電能等非熱形式的部件)就形成了鋇鉗器。在人體適宜溫度范圍內(nèi)高效無溫差熱電轉(zhuǎn)化的優(yōu)勢發(fā)揮,將使鋇鉗器更充分展現(xiàn)發(fā)電空調(diào)的功能:無風(fēng)吹無噪音、可移動可攜帶,可以直接作用于固、液體目標(biāo)物,將會激發(fā)出更多的制冷新剛需,具有相對于傳統(tǒng)空調(diào)的高性價比和強勁競爭力。

鋇基電池就如小調(diào)皮尼爾斯,一旦騎上鉗溫器這只家鵝的脖子,就可以借助市場競爭的翅膀環(huán)游世界。鋇基電池在地球上無處不能的“無溫差”,也打造了鋇鉗器應(yīng)用場景的普適性。一旦鋇鉗器作為不用電空調(diào)得以社會化、全球化應(yīng)用,海量鋇鉗器就虛擬出一個包裹住地球的巨鋇鉗器,就成為“地球獨享”的巨發(fā)電空調(diào),把全球變暖難題分解為一個個的局部制冷問題零敲碎打掉。發(fā)揮巨發(fā)電空調(diào)的同時,地球廢熱因巨鋇鉗器的嵌合性,持續(xù)轉(zhuǎn)化成為清潔電能,當(dāng)轉(zhuǎn)化掉地球廢熱動態(tài)地多于正在形成的地球廢熱、地球廢熱持續(xù)支出大于收入時,地球不但被鉗溫,人類也可以獲得時空隨機、穩(wěn)定、無限的清潔電能,低品位熱能就逆轉(zhuǎn)為人類夢寐以求的終極能源——在這個過程中,家鵝馱著的懵懂少年,也才鋇鉗器成長為巨鋇鉗器的“非碳中和”技術(shù)。

美國這次可控核聚變的重磅突破,意義在于輸出能量首次大于輸入能量,但是距離實際應(yīng)用仍然來日方長,“重磅突破”也沒有突破可控核聚變的50年魔咒。而且,在全球變暖仍然極其嚴峻的背景下,50年魔咒更強化為“20年魔咒”,即可控核聚變必須在20年的全球變暖“窗口期”內(nèi)成功地為人類提供終極能源,超過窗口期、當(dāng)人類社會開始不可逆的惡化時,皮之不存毛將焉附,為人類社會而存在的核聚變也將“出師未捷身便死”,或第20年、或第30年實現(xiàn)都將沒有意義。

可控核聚變最終不一定能以終極能源戰(zhàn)勝全球變暖,即使降格為吉尼斯紀錄也是帶動社會科技進步的吉尼斯紀錄,不同于大眾的普通吉尼斯紀錄,具有積極意義。作為科技領(lǐng)域的吉尼斯紀錄,創(chuàng)造的主體也只是小眾的科技力量,所以仍然要去娛樂化不浮躁。風(fēng)物長宜放眼量,可控核聚變的你趕我超也是各領(lǐng)風(fēng)騷三兩年,這次美國的突破也沒什么大驚小怪、不必要上綱上線,我國也曾剛剛領(lǐng)先過、今后的探索過程中也必是不同科技力量的不斷交替領(lǐng)先。

當(dāng)然,清醒認識到可控核聚變“夢想走進現(xiàn)實”仍然道阻且長,從而擺脫吉尼斯紀錄的心態(tài)干擾,不被娛樂化的亂花所迷眼,心無旁騖地接續(xù)探索。包括對待可控核聚變之外的其他“碳中和”技術(shù),也不要動不動營銷式地“太空發(fā)電站”、“沙漠光伏”,應(yīng)該以奧卡姆剃刀的經(jīng)世濟用為追求,而不是熱衷于科技噱頭的炫耀。

撇開可控核聚變的喧囂、高光,理性看待它的危和機;繞過可控核聚變這座碳中和的“巨像”,重審“非碳中和”技術(shù)的價值,是不受吉尼斯紀錄所羈絆的務(wù)實追求:鋇鉗器顛覆在于“非碳中和”的技術(shù)理念上,它的技術(shù)、材料和工藝成熟、經(jīng)濟且簡單,已經(jīng)在成果轉(zhuǎn)化階段與資本相博弈。在遏制全球變暖的同場競技中,又“重磅突破”的可控核聚變,有把握跑贏鋇鉗器嗎?

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