人类能操控多少能源，发电能力极限在哪里？
设计电力系统时 ， 有提问：人的能力 ， 国家的国力以能源为基础 ， 那人类掌握能源的极限在哪里 。
当前人类所利用的能源绝大多数来自太阳能 。 即便如中国科学家预计 ， 人类2035年后掌握了核聚变技术实现商业化 。 但可控核聚变的热值只够按当前能源消耗量用1万年 ， 地表年蒸发水资源50.5万立方千米 ， 折合约505万亿吨 ， 其中10%会变成地表河流或冰川水资源 。 约50万亿吨 。 按吨水蒸发耗能约650~700度电能 ， 地球水资源6年吸收的总能量也够人类使用1万年 。 跟氘氚（氦3）核聚变总量相当 。 如果这些吸收的能量0.01%转化为电能足够人类使用 。 50万亿吨地表水 ， 有650米落差可以利用来发电就足够人类用电需求 。
海洋的年蒸发量在1~3米 。 沙漠也能达到 。 如果往占地球表面积的三分之一约5000平方公里的荒漠沙漠调入足够多的水资源 ， 按最少蒸发量1米计算 。 约50万亿吨水资源 ， 吸收的太阳能也相当于人类年消耗的175倍 。 这些被水资源吸收的太阳能有0.5%转化为风电、水电 。 就足够200万亿度电能 ， 相当一次人类能耗的总和 。 2021年全球总发电量才28.5万亿度 。 也就是说人类总耗电可以提升约10倍以上 。
也就是说核能总量跟太阳能相比不值一提 ， 能够工程实现的核聚变能量则更少 。 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 ， 但光伏成本高 ， 没有了阳光则需要储能 。 水蒸发吸收太阳 ， 再转化为电能的工程实现成本如何呢？能否降低储能需求规模？
基于这样的思路 ， 设计了截流黄河、额尔齐斯河的水利工程
下面以福河工程的设计来说明以“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 。 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 ， 4个三峡电站 。 光伏发电技术努力了几代人 ， 其发电量不到这个工程预期 。 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 。
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 ， 水利工程直接收益也远超过发电 ， 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 。
但这些工程会有反证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400亿度发电量 ， 仅仅是存下来1000亿吨水可以开发出1亿亩以上的耕地 。 这些工程获利非常丰厚 。
截流黄河500亿吨水 ， 截流额尔齐斯河110亿吨水资源 。 全部留在西北内陆地区 。 会对地球产生什么样的影响？
这两个工程的设计是基于太阳能能源利用角度 ， 根据工程技术成熟程度设计的 ， 在当前经济技术条件下 ， 可以实现商业化 ， 并存在巨大获利空间 。 无须担心这两个工程无人推动落实 。
以截流黄河为例 ， 从三峡库区调水350亿吨 ， 其中200亿吨到丹江口坝下汉江下游另外的150亿吨通过丹江口水库到淮河流域 ， 置换500亿吨汉江\\淮河水到黄河海河流域 。 丹江口水库以北180米上水库全部到黄河北岸 。 当黄河下游不再缺水 ， 置换黄河上游500亿吨水在乌海或黑山峡将黄河截流分流 ， 用于海拔800~1500米以上的平坦高原 ， 如果能全部在内陆形成水循环 ， 10年6000亿吨 ， 足够开发整个大西北 。 为中国提供超过120万平方公里可利用面积 。 相当两个乌克兰 。
这些工程最大的问题是 ， 这600亿吨水会对气候产生如何的影响？
大气中二氧化碳总量3.2万亿吨 。 人类自工业革命以来排放1.3万亿吨 。 导致平均气温升高1.1摄氏度 。 做一个极端的假设 。 这600亿吨水全部存在中国西北 ， 水的温室效应远超二氧化碳 。 存10年就有6000亿吨水资源 ， 一年循环三次 ， 吸收的太阳能将超过人类有史以来排放的二氧化碳 。 对气候的影响如何？
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