殊途誰先歸?從“天基發(fā)電站”回望,不用電空調如何再塑地球

在“雙碳”的時代背景下,科技力量在八仙過海各顯神通地努力。為找到一種或者幾種技術路徑,一勞永逸地解決人類的能源之虞,終極能源的探索更是舉世矚目。探索終極能源,最有影響的是托卡馬克裝置,即人類直接生產核聚變能的“人造太陽”。沿著這個“人造太陽”的上下求索,雖然已經穿越半個多世紀的時光,卻始終被“永遠需要50年”的魔咒所困擾,難以登頂終極能源的巔峰。

“天基發(fā)電站”不同于托卡馬克裝置的直接生產核聚變能,它是獲取、利用太陽輻射出的核聚變能變現為終極能源的技術路徑。

鋇-鉗一體鉗溫器作為一種不用電空調技術,從太陽輻射到地球的核聚變能中“套現”出源源不斷的清潔電能,就把地球再塑為了“地球發(fā)電站”,也把太陽的核聚變能變現為終極能源,是與“天基發(fā)電站”殊途而同歸的又一路徑。

一、鋇基電池專利技術的無溫差發(fā)電,探尋終極能源的新原點

無論是否被重視,基于不同原理的無溫差發(fā)電已經次第出現,從熱電電容器、石墨烯電池,到無偏二極管,雖然只是點點星火,卻也昭示著成就不大的溫差發(fā)電即將走進歷史深處。近期揭開面紗的鋇基電池,更在宣告著無溫差發(fā)電正趨成熟。

鋇基電池無溫差熱電轉化專利技術,“從單一熱源吸收熱量做(電)功,且不放出任何熱量地全部轉化為電能”的專利技術,修正了熱力學第二定律開爾文表述“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?、即單一熱源的廢熱不能全部轉化為機械能的理論,豐富了熱力學第二定律關于熱電轉化的內容。

鋇基電池的結構不同于溫差發(fā)電的結構,實驗證實它不但在實踐中能夠無溫差發(fā)電,而且在理論上也把熱力學第二定律從熱-機轉化推進到熱-電轉化,從“不可以100%”升華到“可以100%”,即鋇基電池“可以實現將熱量從單一熱源100%轉化為電能”。

有別于包括化石能源在內的傳統能源先轉化為高品位熱能,高品位熱能再轉化過渡為機械能、由機械能進一步轉化為電能的間接熱電轉化過程,鋇基電池的熱電轉化是從熱能直接轉化為電能的過程。不但直接轉化高品位熱能,“高效率地對低品位熱能的熱電轉化”,已經成為鋇基電池特有的基因片段。這個基因片段一經植入新技術路徑衍生出系統功能,就能夠化腐朽為神奇,使無處不在、被棄之如弊屐的低品位廢熱、轉化為時空隨機、非間歇性的清潔電能,也就是開掘出了終極能源的寶藏,這無疑是不用電空調把地球打造成“地球發(fā)電站”的前奏。

二、把太陽的核聚變能轉化為終極能源,兩條天差地別的技術路徑

1、“天基發(fā)電站”是滯留在太空的光伏發(fā)電站

尋求更加高效的太陽能利用方式,人類的目光從地面轉向了太空,提出了光伏發(fā)電站建造在繞地軌道上的“天基發(fā)電”計劃。

去年,英國方面宣布開發(fā)總投入金額170億英鎊、周期為12年的太空太陽能發(fā)電廠。據測算,它要比地面相同規(guī)模的光伏發(fā)電站的發(fā)電量提升13倍以上。

但是,建造這個發(fā)電站需要從地面上發(fā)射300多次火箭,將建造太空發(fā)電站的各種部件以模塊化的方式部署在近地軌道上;然后通過太空機器人在距離地面3.6萬公里的軌道區(qū)域內,將這些模塊進行系統組裝,形成近10公里寬的太陽能“組合板;這個巨大的太陽能電池板滯留在太空,能夠全天候、更充分地收集到太陽能、并以微波的形式發(fā)送給地球,然后通過地面巨大的接收天線陣列將其轉化成電能。在這個過程中,還要避開太空垃圾的碰撞。這一道道技術難題,以目前的科技水平來看道阻且長。

我國“天基發(fā)電站”雖然起步較晚,但是謀劃最精細,準備也最充分。我國已經啟動了2個階段不同的的建造項目,一個是2030年前建設一個兆瓦級的小型“天基發(fā)電站”。另一個是在2050年前,發(fā)展一個百萬千瓦級的“天基發(fā)電站”。

但是,“天基發(fā)電站”也是一條歷經漫長風雨的技術路徑。一個成熟的技術路徑一旦自成一統封閉起來,缺乏與社會的隨時互動、不能及時吸納科技新成果,就可能故步自封、一意孤行。

被寄予厚望的托卡馬克在既定的技術路徑上艱苦跋涉時,也在不斷揉入新的科技元素:不久前,人類仿生槍蝦而開發(fā)了超級加速氣槍,把核聚變燃料加速到10倍音速以上甚至是20倍音速,然后經過特制的彈射過程產生坍塌沖擊波,瞬時壓力較海平面大氣壓力高出近10億倍,最終開啟聚變反應。這樣的彈射聚變,可使托卡馬克可以降低成本并提高效率。

托卡馬克尚且如此,“天基發(fā)電站”也肇始于1968年,這樣獲取和利用太陽核聚變能的技術路徑,不能封閉起來、與蓬勃的社會科技擦肩而過,而要自覺與路徑之外雙向互動,迎接技術變革和挑戰(zhàn)。鋇-鉗一體鉗溫器帶著青澀,就是在這樣的背景下,從新時代的科技成果切入,打造與“天基發(fā)電站”同方向、后出發(fā)的新技術路徑。

2、鋇-鉗一體鉗溫器再塑“地球發(fā)電站”

鉗溫器從制冷功能這個本質需求起步,走出的迥異于包括傳統空調逆卡諾循環(huán)在內的“熱交換”技術路徑。

同時獲得兩個專利授權的鉗溫器技術,由幾個成本低廉的成熟商品作為部件,它們發(fā)揮了各自與熱能相關的優(yōu)勢:a、熱管導熱能力遠遠優(yōu)于金屬銅的超導熱;b、固-固、固-液相變材料潛熱狀態(tài)的大儲熱量和溫度平臺;c、熱電轉化部件把熱能轉化為非熱形式的電能。鉗溫器把“熱管、固-固、固-液相變材料、熱電轉化部件”組合起來,構造了“高溫向低溫傳遞熱量”的技術路徑,來實現目標物自行被鉗溫的系統功能——目標物廢熱被熱管快速導出、廢熱再被導入潛熱狀態(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化為電能而最終擺脫掉熱能形式”,至此完成一個鉗溫過程?!翱鞂С觥⒍鄷簝?、轉化掉”,該過程循環(huán)往復,直至將目標物鉗溫到人為設定溫度。

鉗溫是同時既“自源鉗溫”又“廢熱發(fā)電”的“嵌合性”制冷過程,通過自源“熱轉化”去直接制冷固、液體目標物。被直接鉗溫的目標物可以再迭代制冷所封閉的氣體目標物,間接等效出傳統空調“制冷空氣”的功能。它是真正的不用電空調、零碳源乃至空調發(fā)電,應用范圍遠大于傳統空調,稱作“不用電空調”只是方便理解的生活化表達。

高效、實用的鋇基電池用作鉗溫器的熱電轉化部件,鋇-鉗一體鉗溫器更具生命力、性能更加強大,不再囿于實驗室里讓人嘖嘖稱奇,而是大踏步邁進人類社會,盡情釋放再塑“地球發(fā)電站”的力量。

鉗溫器的每個部件都近距離存在于大眾生活,缺乏神秘感就會被一些人認為它可以信手拈來,殊不知有關眼高手低的俗話,“把簡單的事做復雜、很簡單,把復雜的事做簡單、很復雜”。鉗溫器背后濃縮著無形的智慧、毅力和汗水。從著名空調品牌巨大投入而不得、并以山寨版的不用電空調而到處招搖,來對比不用電空調只是鋇-鉗一體鉗溫器的功能之一,鉗溫器的艱辛和價值就不用言說了吧?

“鋇鉗”一體鉗溫器具對應用場景沒有溫差要求,這個普適性塑造出了它“不用電”空調的強大特點,兼具無風吹無噪音。它可以鉗溫、且直接鉗溫固、液體目標物的功能,也比傳統空調更勝一籌。加上經濟性上的優(yōu)勢,使它既具備了置換現有傳統空調市場,又激發(fā)更多制冷新剛需的潛力,更利于實現社會化、全球化應用。這樣,它就可以用市場的無形之手“免費”虛擬了一個包裹地球的巨鉗溫器,無數造福一家一戶的鉗溫器,手拉手地對地球廢熱進行熱能發(fā)電。巨鉗溫器同樣具有“嵌合性”, 它對“地球發(fā)電站”的成就過程,同時也是解救在熱浪中煎熬的地球、讓全球降溫0.5度的過程。

鋇-鉗一體鉗溫器面世之前,太陽的核聚變能在地面作為低品位熱能,不能夠被熱電轉化,只能儲存在地表-大氣圈系統,貼著“地球廢熱”標簽被看做是全球變暖的罪魁禍首;

鋇-鉗一體鉗溫器一經誕生,就變現地-氣系統中的地球廢熱,熱電轉化地球廢熱為用之不竭的綠色電能,使太陽的核聚變能成為了終極能源。這樣,地球嬗變?yōu)樘扉L地久的儲熱庫和熱庫,豈不就是“地球發(fā)電站”!

三、終極能源是對應人類需求的概念,相應探索不能加劇全球變暖的負面影響

終極能源和全球變暖是有內在聯系的。在沒有獲得終極能源、還必須依靠化石能源等傳統能源時,有兩個負面影響:首先、傳統能源的儲量不足,不能支撐人類能源的繁衍需求;其次、傳統能源的碳排放是促成全球變暖的重要因素。

“天基發(fā)電站”獲得終極能源,首先補充或替代傳統能源,“緩解”了人類社會的能源需求;其次,減少了傳統能源所相應排放的二氧化碳,雖然不能阻止太陽的核聚變能進入地表-大氣圈系統成為地球廢熱,但是減少了二氧化碳排放也就減少了二氧化碳在大氣圈內、對地球廢熱向外太空釋放的攔截能力,“緩解”了全球變暖的步伐。

“地球發(fā)電站”這條技術路徑,則壓根兒把地球作為發(fā)電站融合為該路徑的重要部件,也是發(fā)電所需熱能的超級儲熱庫。到達地球的太陽能源源不斷、是大自然恩賜的核聚變能,不存在“地球廢熱”一說。

進一步地,巨鉗溫器“嵌合性”的鉗溫過程,可以人為控制“地球廢熱”自源發(fā)電和制冷地球的平衡,在獲取終極能源的同時,能夠逆轉全球變暖——更是通過巨鉗溫器這個裝備直接把進入地球的太陽能,從地面被人類控制著熱電轉化,通過熱電轉化成為電能的儲存、緩沖,人為調節(jié)“地球廢熱”在地表-大氣圈系統的儲存數量,把住了“地球廢熱”在特定時空抵達地球的“進水口”;獲取終極能源替代傳統能源,減少和消除了二氧化碳排放,就疏通了人類自主把一部分“地球廢熱”從地球向外太空釋放的“下水道”,人類也“掌控”了全球變暖的治理。

可以看出,兩條同向路徑都是阻止全球變暖的:“天基發(fā)電站”“緩解”了全球變暖,“地球發(fā)電站”則因為鋇-鉗一體鉗溫器而使人類“掌控”治理全球變暖的主動權。

終極能源是與地球相匹配的概念,必須考量全球變暖最近50年、甚至是20年的窗口期。超出這個窗口期,全球變暖將導致生態(tài)環(huán)境的惡化不可逆轉,人類存亡堪憂。那時,這些技術預期一百年實現、或者一萬年實現差別不大,都不再具有多大價值?!疤旎l(fā)電站”的技術難度和復雜,是在窗口期內降臨人間?還是成為永遠的傳說?還真不容樂觀。憑借著后發(fā)優(yōu)勢,鋇-鉗一體鉗溫器已經技術成熟,而且簡單、實用、經濟也是其優(yōu)勢所在,易于市場化并虛擬出巨鉗溫器、促成“地球發(fā)電站”趕趟實現。

科技創(chuàng)新不僅是先進技術手段的重組,更是先進理念的蒸騰。缺乏追求實用性、經濟性、便捷性的理念,認為技術手段不高大上就不足以探尋終極能源,就會使科技創(chuàng)新偏離滿足社會需求的本質、異化為技術手段爭奇斗艷的形象工程?,F實中不乏浮躁的科技創(chuàng)新表現,他們認為只有各路大仙才有資格、四平八穩(wěn)地趕赴終極能源的蟠桃嘉會,殊難料不入流的孫大圣早一猴當先,把蟠桃會風卷殘云了去??萍紕?chuàng)新這樣被異化的理念,很容易喪失技術路徑是否與時俱進的及時反思:當年,蘇聯埋頭與虛張聲勢的美國搞太空軍備競賽,掉進美國算計好的、子虛烏有的“星球大戰(zhàn)計劃”路徑中,“知其然不知其所以然”地被牽著鼻子狂奔,最終拖垮了自己的經濟。

鋇-鉗一體鉗溫器再塑地球,就是在地面將“地球廢熱”逆轉為終極能源的過程,同時擺脫全球變暖的生死威脅?!暗厍虬l(fā)電站”與“天基發(fā)電站”都在沿著太陽能指向而行,“地球發(fā)電站”更有新時代的科技助力,已經先站在了成果轉化的門檻之上,能夠先一步把榮耀寫造福人類的實效上。

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