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“全电化”路线----中国引领全球能源的未来(下)
原创:巨龙
日期:2019-10-22

  说到全电化的路线,可控核聚变的未来美好前景,一直是很多人梦想里的完美“终极能源”。

  但是,我对核聚变的实用化,始终持半信半疑的态度,既不想一下子否决它,毕竟在理论原理上它是可行的;但是总觉得在工程实践上,它面临的难题很可能不止50年。

  这方面,我们可以做一个对比,原子弹爆炸到铀核能利用,其实不过短短十来年的时间。1954年,前苏联就建成了世界第一座民用核电站,成为人类和平利用原子能的典范。其时,距离广岛长崎原子弹爆炸,不到10年的时间。

  从第一枚氢弹爆炸(1954)至今已过65年,可控核聚变还只能停留在理论上,即使有一些实验进展,也是在一些条件极为苛刻复杂的实验室条件下。

  当然,我完全支持中国投入科技资源,研究可控核聚变实现的可能性。——即使主要目标很难达成,也许一些意外的成果,也会造福人类。很多巨大的科研项目,往往会培养出一些偏门人才,然后出很多意外的成果,而这几乎都是必然的。

  话说回头,中国在“全电化”领域,引领全球,并不把赌注押在未来的可控核聚变之上,一来太过于遥远,远水不解近渴;二来,发电只是电力系统的一个基础,输变电、储能、用电等等,才是大头。

  也就是说,对于中国的“全电化”道路,核聚变只是年夜饭的一桌还不知道能不能上的菜——有它没它,都不耽误过年。

  应该说,到目前为止,没有一种电力能源方案是完美的:
——火力发电见效最快,也稳定,但是需要燃烧煤炭,污染也比较大.......约略等于烧开水用蒸汽发电。饶是如此,最先进的火力发电机组,仍然是中国人制造的。很长时间内,仍然是中国最主流的发电方式。

  ——水电虽然发电成本低,而且是可持续能源。然而搞水电需要有落差的河流段,需要拦河筑坝,改变河流生态,水库淹没要搬迁移民。另外,水力发电也有枯水季和丰水季之区别,冬天就要加大火电的发电比例。

  ——核能发电环保,成本也较低,但是核电站有安全问题。同时,中国是一个贫铀国家,这一类的资源也并不丰富。

  ——风电需要建立在风口区域,而且风电不稳定,时有时无,时强时弱,在电网里属于“垃圾电”,调峰也很困难。不过随着蓄能技术的发展,以及电网的进一步智能化,风电以其廉价环保的特性,也在持续发展。

  ——太阳能发电,目前已经突破了成本瓶颈,在光照比较充裕的地区,太阳能光伏比风电稳定性好。但是一样面临一个问题,在晚上和阴天,就不能发电或者电力很弱。而且太阳能光伏发电,占地面积巨大,在人口密集的地方就不容易建设。

  至于蓄能技术,无论是蓄电池、热蓄能、电解氢蓄能、抽水蓄能等等,都各自有其优缺点。金木水火土,似乎哪个都少不了。互相搭配,互相平衡,哪个合适就用哪个。

  所以,电力系统里,到目前为止,并不存在“完美方案”,每一条路线都有各自的优缺点。即便是中国建立了世界最强大的超大型电网,拥有最好的电网管理技术,独立的“微电网”这些年,也在蓬勃兴起(参见之前提到的澳大利亚案例)。我相信,“微电网”未来和“大电网”一样,成为中国给全世界提供的电力优质解决方案之一。——毕竟大电网的建设和维护,需要很强大的国家实力,而对于很多落后地区来说,一块太阳能板+蓄电池+照明+手机+小家电,就足以引领其进入现代社会。

  以传音手机每年在非洲1点几亿部的销量(占有率差不多一半),也可以想见非洲人在中国人的电力、通讯协助下,至少有一些人迈入了信息时代。在很多没有电网的地方,太阳能板提供的电力,是照明和手机充电的希望。

  除了遥远的可控核聚变,在电力相关的全部领域,中国人都能够提供全世界最好的最具性价比的解决方案。无论是寒带还是热带地区,无论是沙漠还是热带雨林,无论是高原还是海上。甚至连海上浮动的移动核电站,中国也都在建造。这种小型的、可移动式的核电站,实际上是安装在船舶上缩小版核电站,既可为偏远岛屿供应安全、有效的能源供给,还可为远洋作业的海上石油、天然气开采平台提供电力、热力和淡水资源。甚至像很多国家的战后、灾后重建,这种核电站都能够提供非常强大的电力支持。——比如类似像日本的311地震这种情况,我们就可以提供这种海上“核电宝”作为电力支援,当然为了保证安全,还需要军舰提供护航。

  将来中国海军的全球舰队里,也可以配置这种民用的“核电宝”,为很多缺电的国家,提供发展初期的能源支持。比如像叙利亚的重建,电力系统恢复需要很长的周期,这样的移动核电站,很快就能够打开局面。——美国的海军,都是全球送“民主”和“炸弹”,我们不仅能够带去和平,还能够带去建设力量。

  当然,“核电宝”到哪里,中国的海军必须跟到哪里,这是为了维护基本的安全,外人不得置喙。核电站乃是重点保护目标,绝对不能出事。(中国重工传出的消息,要搞20来条这种“核电宝”)

  除了民用领域,日常生活方方面面,逐渐走上全“电气化”道路,实际上,军事上的“电气化”也早已开启。在这个方面,“墙内开花墙外香”的无人机,就是一个小例子,就算是美国军方,也购买了中国生产大疆无人机装备特种部队以及海豹突击队,其他的陆军部队,更是顶着上头的禁令,照样想方设法弄到手。

  无人机还仅仅是锂电池池驱动的,算是侦察系统“电气化”的一个例子。实际上,军事领域的“电气化”,这些年已经开始了全面发力。比如说中国的全电驱的大船,另外还有电磁弹射、电磁炮、激光炮等等,至于电子战、信息战,更是耗电大户。

  氢燃料电池这些年发展很快,日本丰田在此领域研究很深,为了推广这套方案,丰田已经向全世界共享了其专利。而中国对此兴趣也很大,主要是这种燃料电池,有很高的能量密度,而且在寒带地区,有很广阔的使用前途。除此之外,这套系统军队兴趣极大,有了充足的电力供应,很多战场上的装备,又可以迎来改良升级的可能。

  和传统的石油能源相比,电气系统有更多的优越性,除了发热很低,噪音低,污染比较小,更重要的是,电设备更可靠,维护更简单,很方便设计成模块化,进一步降低使用的成本。

  实际上,美国人其实很早就认知到了这一点。早些年在电池领域也投入了很强的研究力量,今年获得诺贝尔化学奖的,就是研发锂电池的团队。美国德州大学奥斯汀分校JohnB.Goodenough教授、纽约州立大学宾汉姆顿分校M.Stanley Whittlingham教授和日本化学家Akira Yoshino教授三位科学家,因为在锂离子电池领域的突出贡献,一起获得2019诺贝尔化学奖。

  为什么美国人的基础研究这么强大,但是这些年在电力系统上,成就泛善可陈?甚至在福特号航母的电磁弹射,伯克级驱逐舰全电动力驱动尝试,都出现了难以克服的困难。这其中的原因,和美国的美元-石油战略有关,也和美国的去工业化有关。

  电力系统的理论,经过百年来的积累,可以说理论上都很成熟,但是在产品和工程上,仍然需要非常深厚的工业基础和工程经验。所谓“理论是苍白的,而实践之树长青”。美国的财富往石油-美元集中,自然就不肯下力气投入资源研发电力方面的科技,这方面的人才凋零,甚至大量转行,这就掏空了美国电气化人才的底子。美国电力行业也很强大,但是进步相对就缓慢了很多,多数情况下只是维持现有电力系统,不要出问题。

  中国是一个缺乏石油的国家,用宝贵的外汇购买石油,而大部分进口石油用于燃油车,这本来就是压力很大的事情,中国在内部也没有形成像美国那样庞大的石油利益集团,因此对于能源技术的追求,一直没有止境,所有新研发的技术,只要实验可行就开始推广,在实践中不断升级完善,以尽快产生效益。

  可以说,美国强大的石油利益集团,阻碍了其他能源产品的崛起。白瞎了那么多科学研究成果,要知道太阳能电池是美国贝尔实验室发明的;锂电池的初始研发也是源自于美国。现在美国的锂电池还是太阳能面板,都需要从中日韩大量进口。

  展望未来,中国“全电化”道路,对新一轮的全球化,无疑是影响极其深远:

  ——中国能够为全球提供环保、可持续、低成本的综合电力解决方案。

  ——中国资金,能够参与全球的电力基础设施建设和运营,实际上这些年,中国国电、三峡都已经大规模参与很多国家的电网工程。

  ——中国能够为全世界下一代电力运行提供标准。得标准者得天下,以后中国电力相关产品,就可以走遍天下。

  ——中国的“全电化”方案,实际上才刚刚开始,未来前景广阔,光是公路交通系统,就有无数的课题在等着。

  ——“全电化”路线,还会在军事系统产生深远的影响。

  ——“全电化”更好地配合人工智能、5G通讯时代,形成通讯+智能+能源一体化的体系,将会释放出巨大的能量。

  .......

  如果说,“全电化”加上工业4.0,我认为是互联网革命以来,最激动人心的工业升级进程。其市场规模之大,绝不亚于互联网对人类的影响,只是电力系统流量不彰,并没有被互联网光环笼罩,很多人没有意识到而已。


来源:龙语天下事
作者:巨龙
文章仅代表作者观点,转载请注明来源及作者

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精选留言

江小白
难道要买三峡银行的股票吗
作者
国有重工业股票,不要买,中国电器厂家的股票,反倒不错,比如格力、美的之类的,这些年涨了很多。消费端才是赚钱的。

谭兄
在未来的20-30年的时间里,电力能源会成为最要的社会运用主流,而电力的巨大应用,就会催生更加高效和环保的终端发电源。而这种需求也会更大的刺激核能的运用,又因为核能的运用就会加大新一代的核能发电机科研,而新一代的核发电机因为各种配套和产品就会推动时代向前迈步,到时候因为核能的研发就会让航天技术向前迈进一大步。步步向前,层层渐进之后,我们就会发现,中国的目标已经很自然的变成了星辰大海,这四个字,已经不再是口号而已。但是,再这进程中,各种各样的考验和斗争依旧激烈,希望我党不忘初心,带领国家民族继续向前,向前,向前

我是牧马人(刘新杰)
老兄,你这收尾篇,不如前几篇写的精彩。
作者
平淡是真

胡椒
听说有无线输电技术,能否介绍一下?
作者
小范围

渝潼别刘军
织起世界电力网,造福全人类。这是中国人做的。

王嵩
电子的语言差不多就是二进制等量子研究更进一步了可能会出现基于量子语言的新型能源出现虽然为时尚早但值得欣慰的是我国在量子领域也是世界第一梯队

王磊🇨🇳
新能源领域一定要走出一条路,大有可为!

^ω^清风
好看,精彩,喜欢看!

雨花晴天
支持一下

好静
支持龙大👍


有生之年能不能见到电磁步枪,电磁火炮普及
作者
我估计有技术,但是不会过度应用

西南偏南
丰田为什么会这么有奉献精神,共享氢电池
作者
一条技术路径,如果不做大,可能就被淘汰。中国采纳了丰田的技术,这个路径做活的可能大大增加。特斯拉也开放了很多专利。

我啊
凡是中国要发展建设的,就是鬼子要阻挠破坏的。在电的方面,如何防鬼?

无名氏
看来还是没解决的问题比较多啊_(•̀ω•́」∠)_

左岸花
激动人心。

天友
先抢后想。
中美之政在集中力量办大事!与否?
有关电力想像是美好的!
核聚变像共产主义!似登火星给人希望!全电化是特色,是基础。但……

天落午时风
充电设施不足啊我们小区电动车充电都困难,想买新能源车,可是没地方充电

大国小民
沙漠地区,太阳能发电又能遮阴又能产生能源,改造的成本就很低了,是个很好的方向



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