尽早看清核聚变不是最好出路

尽早看清核聚变不是最好出路,核聚变再美,也抵不上太阳能。虽然中科院“东方超环”运行时间超千秒,并有望2035年商用发电,2050年大力普及,但核聚变仍旧不是最好的出路。

先从总量上看,核裂变地球上的矿藏不足够数百年,还比不上可燃冰天然气。核聚变,人类技术能达到的氘氚核聚变在地球月球上矿藏,按当前能源消耗计算够用1万年。人类技术未达到的以氘氘为燃料的够人类使用100亿年。按这个总量,随着核聚变技术的发展,是有足够多的能源总量。但是,工程技术可获取的能源总量呢?

地球上水资源吸收太阳能,1吨水蒸发需要700度电能,光照较好的沙漠可以一年一平方米蒸发1~3吨水,一万平方公里能蒸发100~300亿吨,吸收700~2100亿度电能,人类目前每天消耗能源折算约5000亿度电能,2~7万平方公里吸收水蒸发吸收的太阳能跟人类消耗量相等。地球上荒漠有1.5亿平方公里。如果都用水蒸发来吸收太阳能,那么1年到3年吸收能量相当地球月球所有氘氚为燃料的核聚变总和。

也就是说人类心心念念的可控核聚变在太阳面前,真的渺小到可以忽略不计。

换个说法,为什么我们不好好地利用这水吸收太阳能的自然现象,满足人类能源需求。

准噶尔盆地内沙漠约5万平方公里,沙漠年蒸发量在2~3米,一年可以蒸发1000亿吨水。截流的100亿吨水,存10年就能达成这样的目标。而蒸发1000亿吨水需要约70万亿度电能,2021年中国发电量是8.4万亿度,十倍于全国全年发电,如果蒸发水的能量有1%转化为电能,也就是1000亿吨水有1200米落差可用来水力发电,能发4000亿度。可能增加约二十分之一的发电量。光伏发电技术努力了几代人,其发电量扔不到这个工程预期。而实现这个工程投资不超300亿,再加上数千亿水电站投资即可。相当于四个三峡电站规模。

仅仅是从太阳能STS的利用角度,这些水利设施的建设成本低,盆地内三面环山,山体海拔高度都是两三千米一半的落差可发电,水汽的逃逸量少。能否达到预期?如果可以,那么这是太阳能利用方式的比较好的方案。

即便如中国科学家预计,人类2050年后掌握了核聚变技术实现商业化。核能跟太阳能相比仍旧不值一提。据说,就撒哈拉沙漠1%的面积铺上太阳光伏面板,就能满足全球的电力能源需求。将中国的高速公路铺满光伏面板,产生的电力中国也用不完。

但是看似这么简单,规模不大的工程也是很难实现,也就是说人类未来一百年能利用能源的天花板,好像就是太阳能,风能替代化石能源石油天然气。因为工程实现的成本极高。

以“STS”(即solar to service。即太阳能转换为服务人们生产生活的有用功)和经济经济价值为评判标准,找到太阳能应用好方式。充分利用水循环的规律应用太阳,加上光伏发电将是最好的方式。其单位能源成本最低。


如果人类往沙漠调水数万亿吨水。水循环对大气的影响远超过二氧化碳,沙漠荒漠面积占到陆地面积的三分之一,人类大规模开发荒漠沙漠会带来什么样的影响呢?

这数万亿吨水,如果都是在陆地上再次变为降雨,单单是从水电发电量上看,人类掌控的电能将会增加数倍,但非常不幸的是人类并不能控制降雨地点。虽然这数万亿吨水吸收的太阳能数千倍于目前人类掌握的能量,也超过生物质能转换的能很多。

但这些工程会有反证,稍有头脑就知道,雨水不是你指哪里他就下到哪里的。陆地上面积三分之二有大量水份蒸发,有很多雨水下雨到了海洋中。但是福河工程的水利工程投入产出比极高,哪怕只达到能源产出预期十分一,也就是只增加700亿度发电量,这个预期只要有足够多水资源都能达成。而水利产生的经济效益远大于能源。

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页面更新:2024-05-16

标签:发电量   电能   荒漠   陆地   总量   太阳能   出路   沙漠   人类   能源   工程

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