殊途谁先归?从“天基发电站”回望,不用电空调如何再塑地球


殊途谁先归?从“天基发电站”回望,不用电空调如何再塑地球



在“双碳”的时代背景下 , 科技力量在八仙过海各显神通地努力 。 为找到一种或者几种技术路径 , 一劳永逸地解决人类的能源之虞 , 终极能源的探索更是举世瞩目 。 探索终极能源 , 最有影响的是托卡马克装置 , 即人类直接生产核聚变能的“人造太阳” 。 沿着这个“人造太阳”的上下求索 , 虽然已经穿越半个多世纪的时光 , 却始终被“永远需要50年”的魔咒所困扰 , 难以登顶终极能源的巅峰 。
“天基发电站”不同于托卡马克装置的直接生产核聚变能 , 它是获取、利用太阳辐射出的核聚变能变现为终极能源的技术路径 。
钡-钳一体钳温器作为一种不用电空调技术 , 从太阳辐射到地球的核聚变能中“套现”出源源不断的清洁电能 , 就把地球再塑为了“地球发电站” , 也把太阳的核聚变能变现为终极能源 , 是与“天基发电站”殊途而同归的又一路径 。
一、钡基电池专利技术的无温差发电 , 探寻终极能源的新原点
无论是否被重视 , 基于不同原理的无温差发电已经次第出现 , 从热电电容器、石墨烯电池 , 到无偏二极管 , 虽然只是点点星火 , 却也昭示着成就不大的温差发电即将走进历史深处 。 近期揭开面纱的钡基电池 , 更在宣告着无温差发电正趋成熟 。
钡基电池无温差热电转化专利技术 , “从单一热源吸收热量做(电)功 , 且不放出任何热量地全部转化为电能”的专利技术 , 修正了热力学第二定律开尔文表述“不可能制成一种循环动作的热机 , 从单一热源取热 , 使之完全变为功而不引起其它变化”、即单一热源的废热不能全部转化为机械能的理论 , 丰富了热力学第二定律关于热电转化的内容 。
钡基电池的结构不同于温差发电的结构 , 实验证实它不但在实践中能够无温差发电 , 而且在理论上也把热力学第二定律从热-机转化推进到热-电转化 , 从“不可以100%”升华到“可以100%” , 即钡基电池“可以实现将热量从单一热源100%转化为电能” 。
有别于包括化石能源在内的传统能源先转化为高品位热能 , 高品位热能再转化过渡为机械能、由机械能进一步转化为电能的间接热电转化过程 , 钡基电池的热电转化是从热能直接转化为电能的过程 。 不但直接转化高品位热能 , “高效率地对低品位热能的热电转化” , 已经成为钡基电池特有的基因片段 。 这个基因片段一经植入新技术路径衍生出系统功能 , 就能够化腐朽为神奇 , 使无处不在、被弃之如弊屐的低品位废热、转化为时空随机、非间歇性的清洁电能 , 也就是开掘出了终极能源的宝藏 , 这无疑是不用电空调把地球打造成“地球发电站”的前奏 。
二、把太阳的核聚变能转化为终极能源 , 两条天差地别的技术路径
1、“天基发电站”是滞留在太空的光伏发电站
寻求更加高效的太阳能利用方式 , 人类的目光从地面转向了太空 , 提出了光伏发电站建造在绕地轨道上的“天基发电”计划 。
【殊途谁先归?从“天基发电站”回望,不用电空调如何再塑地球】去年 , 英国方面宣布开发总投入金额170亿英镑、周期为12年的太空太阳能发电厂 。 据测算 , 它要比地面相同规模的光伏发电站的发电量提升13倍以上 。
但是 , 建造这个发电站需要从地面上发射300多次火箭 , 将建造太空发电站的各种部件以模块化的方式部署在近地轨道上;然后通过太空机器人在距离地面3.6万公里的轨道区域内 , 将这些模块进行系统组装 , 形成近10公里宽的太阳能“组合板;这个巨大的太阳能电池板滞留在太空 , 能够全天候、更充分地收集到太阳能、并以微波的形式发送给地球 , 然后通过地面巨大的接收天线阵列将其转化成电能 。 在这个过程中 , 还要避开太空垃圾的碰撞 。 这一道道技术难题 , 以目前的科技水平来看道阻且长 。
我国“天基发电站”虽然起步较晚 , 但是谋划最精细 , 准备也最充分 。 我国已经启动了2个阶段不同的的建造项目 , 一个是2030年前建设一个兆瓦级的小型“天基发电站” 。 另一个是在2050年前 , 发展一个百万千瓦级的“天基发电站” 。
但是 , “天基发电站”也是一条历经漫长风雨的技术路径 。 日新月异的社会科技 , 和始于多年以前、如今仍在持续深耕的技术路径存在着矛盾 。 一个成熟的技术路径一旦自成一统封闭起来 , 缺乏与社会的随时互动、不能及时吸纳科技新成果 , 就可能故步自封、一意孤行 。

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