光液技術(shù)細(xì)節(jié)之五——路在何方

光液技術(shù)細(xì)節(jié)之五——路在何方

作者：梁云

摘要：（1）太陽能利用方式LY系統(tǒng)有可能改變?nèi)祟惸茉传@取和使用方式。這個(gè)改變的過程是緩慢的，而且目前還不明確該如何進(jìn)行。

（2）作為一種不成熟的利用方法。如何去學(xué)習(xí)、研究、實(shí)踐和實(shí)現(xiàn)。

（3）LY系統(tǒng)能否成功。是否有實(shí)用價(jià)值，能否在能源舞臺(tái)占據(jù)一席之地，甚至成為主要的能源方式？

關(guān)鍵詞：太陽能；光液；發(fā)展；LY系統(tǒng)。

0背景說明

太陽能利用lightyear系統(tǒng)對(duì)太陽能利用的理論效率非常的高。成本也低廉。根據(jù)相關(guān)理論研究。其太陽能理論利用效率高達(dá)30~70%。但是，這一個(gè)未成熟的技術(shù)，這是未發(fā)芽的產(chǎn)業(yè)種子。如果LY系統(tǒng)，不能在各種能源利用方式的競(jìng)爭中勝出。只會(huì)有胎死腹中的悲慘命運(yùn)。

LY系統(tǒng)應(yīng)該如何從這個(gè)競(jìng)爭中勝出呢？用兩個(gè)詞，四個(gè)字可以概括：效率、成本。

效率上理論效率很高，看著很美，但又不能想得太美，更怕做起來動(dòng)作很丑。雖然理論上太陽能轉(zhuǎn)光液（醇類：甲醇、乙醇，醚類：二甲醚、乙醚，酮類：丙酮等等由太陽能提煉出來的液態(tài)氣態(tài)燃料）其理論效率高達(dá)70%。但局限于太陽能獲取和轉(zhuǎn)換方式的局限。實(shí)際做出來的效率可能低到25%以下。再經(jīng)過卡諾定律的熱機(jī)發(fā)電30%限制，光液用最終利用上的電能可能是8%。但如果這個(gè)最終發(fā)電效率達(dá)不到25%。光液的競(jìng)爭力仍然弱于光伏。

當(dāng)光液的度電成本相當(dāng)于光伏、光熱，且LY系統(tǒng)解決了儲(chǔ)能問題。LY系統(tǒng)能在經(jīng)濟(jì)上勝出。LY系統(tǒng)的成本能否低于光伏、光熱呢？目前采用定日鏡，塔式熔鹽儲(chǔ)能的度電成本在1.2元。如果使用800℃炭熱儲(chǔ)能，天然氣煤炭不燃燒，完全轉(zhuǎn)化為CO、H2。也就是說16噸甲烷、12噸碳和36噸水生產(chǎn)了64噸甲醇。通過管道輸送到消費(fèi)終端。這樣調(diào)整之后，光熱發(fā)電量并沒有減少，只是增加了20%不到的聚光面積。按照每產(chǎn)1度電可以產(chǎn)1kg甲醇計(jì)算。原料成本甲烷1~1.2元（LNG4500元/噸），煤炭0.25（煤1000元/噸）。水費(fèi)可以忽略，成本約2元的甲醇終端售價(jià)3元（原料和產(chǎn)出都是零售價(jià)格）。如果使用沼氣替代甲烷天然氣。沼氣成本更低，煤炭的使用量上升。但是煤炭、沼氣聯(lián)合使用需要的熱能增加十倍，聚光面積增加。成本仍然不容樂觀。總之，就目前技術(shù)水平。分散、小規(guī)模（10KW聚光峰值）光液生產(chǎn)技術(shù)仍然沒有成本競(jìng)爭力。

當(dāng)然，在天氣然產(chǎn)區(qū)、光照條件非常好。如卡塔爾，可以利用煤炭和天然氣、陽光不產(chǎn)生氧氣的情況下生產(chǎn)光液（按中國LNG到岸價(jià)格2000元/噸，煤電600元/噸，甲醇的原料成本約0.65元/噸）。得到如甲醇、或乙醚高熱值光液，便于能源運(yùn)送。并發(fā)得到大量電能。這樣的資源特性下。光液技術(shù)是有競(jìng)爭力的。

Lightyear結(jié)構(gòu)的汽車，卡車和高鐵、輪船可以利用光液跟柴油、重油的混合燃燒。如甲醇跟航母的重油燃燒?？ㄜ噺U熱重整甲醇和柴油一起燃燒。當(dāng)前的政策更多是嚴(yán)格要求小汽車，卡車和輪船的清潔燃燒沒有考慮，而一噸原油煉出來的重油、柴油是汽油的兩倍以上質(zhì)量。并且重油、柴油燃燒都不充分?？ㄜ嚒⑤喆墓?jié)能治污空間更大，也更有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

下面，回歸生物質(zhì)、陽光生產(chǎn)光液、肥料、電力的實(shí)現(xiàn)討論。

圖 1LY系統(tǒng)圖示

1LY系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

使用化石能源作為原來生產(chǎn)光液只是初期技術(shù)未成熟的的權(quán)宜之計(jì)。LY系統(tǒng)的最佳原料是生物質(zhì)。但生物質(zhì)變成沼氣，沼渣碳。或者生物質(zhì)氣化的種種利用方式在目前看來都不具備經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭力。為什么作者認(rèn)為生物質(zhì)和太陽能的結(jié)合才是最佳的呢？

首先，化石能源終會(huì)枯竭。再次化石能源分布不均。第三化石能源會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)。第四如果不承認(rèn)第三點(diǎn)就必須承認(rèn)這一點(diǎn)，化石能源不如生物質(zhì)成本低。第五生物質(zhì)沼氣的碳?xì)浔雀m合于生產(chǎn)光液。第六生物質(zhì)生產(chǎn)光液太陽能利用效率更好，第七生物質(zhì)可以產(chǎn)生肥料，第八，欲加之獎(jiǎng)何患無辭。

可是當(dāng)前太陽能聚光達(dá)到很高的溫度才能使得生物質(zhì)、或化石能源有可能轉(zhuǎn)變?yōu)楣庖?。這是影響整個(gè)LY系統(tǒng)的首要制約因素。下面從多個(gè)方面去討論如何避免這制約因素

1.1人、物、時(shí)間、地點(diǎn)、起因、發(fā)展、高潮、結(jié)果

什么人才能實(shí)現(xiàn)LY系統(tǒng)呢？美國人被特朗普特不靠譜的老人家?guī)牧耍毡救死淆g化已無雄心，西歐阿拉伯都是資源家底豐厚花錢不眨眼的土豪世家，不會(huì)在意花錢。印度和非洲兄弟需要發(fā)展其他更重要的事情，拉美東南亞等國家忙著娛樂踢球等等。天降大任于中國人。這個(gè)事情只能是中國人來完成?？纯垂夥?，風(fēng)電，新能源汽車，中國已經(jīng)如火如荼，風(fēng)生水起。

什么樣的物承載了LY系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)？生物質(zhì)，化石能源變成光液的的最佳承載物是光熱發(fā)電站，加油充電站，車。小規(guī)模（峰值聚光數(shù)百千瓦以內(nèi)）的光液生產(chǎn)系統(tǒng)不具備經(jīng)濟(jì)性。但加油充電站可以改變這個(gè)現(xiàn)狀。交通的能源價(jià)值較高，可以在經(jīng)濟(jì)上彌補(bǔ)光液的高成本。

Lightyear結(jié)構(gòu)的交通工具在使用光液作為燃料，加入太陽能的儲(chǔ)熱情況下，太陽能的凈發(fā)電效率有望達(dá)到30%。遠(yuǎn)超過光伏凈發(fā)電效率15%。

時(shí)間，從什么時(shí)候開始呢？LY系統(tǒng)的理念不被人接受，作者將該系統(tǒng)的一些部分內(nèi)容投稿到專業(yè)學(xué)術(shù)期刊，目前為止除了付費(fèi)刊出外，無一例外都被拒稿。拒稿理由較多的是不屬于本刊主流報(bào)道內(nèi)容，沒有創(chuàng)新，觀點(diǎn)不清晰，圖片不清楚。有些認(rèn)真審稿人認(rèn)為文章論證不足，需要作出實(shí)踐有真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)才能說明這樣的方法可行。更有些人痛斥為偽科學(xué)、騙術(shù)。所以說目前，LY系統(tǒng)目前還沒有開始，還在需求讓人接受觀點(diǎn)的階段。

地點(diǎn)當(dāng)然是在地球上，起因是人類為了追求更好的能源、環(huán)境及經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

發(fā)展是一個(gè)持續(xù)數(shù)十年的過程：最初的發(fā)展是lightyear結(jié)構(gòu)卡車，農(nóng)機(jī)的廣泛應(yīng)用。因小汽車的增程器功率較小，發(fā)電效率較低（22%~28%低于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)效率）。而卡車的增程器是100KWe，是四缸發(fā)動(dòng)機(jī)柴油高效（50%）汽油高效（40%）區(qū)間。利用當(dāng)前成熟技術(shù)組合。數(shù)百千瓦發(fā)動(dòng)機(jī)+數(shù)百度電電池組構(gòu)成的lightyear結(jié)構(gòu)卡車有望最新破題，成為無人駕駛貨車。

小汽車也同時(shí)發(fā)展，而模式不一樣。200公里續(xù)航，電池組約20~30度，15分鐘快充80%（充電功率60~120KW）。這樣的電動(dòng)車已經(jīng)能滿足絕大部分時(shí)間的用車需求。而20KWe增程系統(tǒng)可以解決超長續(xù)航如1000公里以上的續(xù)航。當(dāng)電池電量耗盡時(shí)，需要同時(shí)加油充電。這樣很完美解決了汽車的續(xù)航問題。而低電量的電池組。提高了汽車安全性能。即便電池電量完全短路。20度電也不能把電池組加熱到可燃點(diǎn)。

如果lightyear汽車發(fā)展起來了，并加入了光液和太陽能儲(chǔ)熱的利用系統(tǒng)。光液的市場(chǎng)就此打開。光液的發(fā)展也就走上正軌。

高潮是光液技術(shù)具備經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭力后，大力發(fā)展普及。結(jié)果是光液技術(shù)占據(jù)能源使用份額的10%以上。

1.2突破口

利用太陽能生產(chǎn)光液，有很多待突破的技術(shù)突破口。比較重要的如下：

第一個(gè)突破口是lightyear混動(dòng)車/船，只有交通工具這個(gè)高能源價(jià)值使用工具的光液市場(chǎng)建立起來。光液技術(shù)才能發(fā)展起來。

第二個(gè)突破口是聚光器件，當(dāng)聚光400℃的聚光系統(tǒng)成本降到600元/KW的時(shí)候。光液利用發(fā)電約2~5年可以收回成本。

第三個(gè)突破口是碳、甲烷和水生成CO、H2的最高反應(yīng)溫度。如果溫度能降低600℃，甚至400℃。那整個(gè)系統(tǒng)的競(jìng)爭力將會(huì)秒殺一起其他方式。

2結(jié)論

LY系統(tǒng)有可能根本無法實(shí)現(xiàn)，也有可能在某些場(chǎng)合具有應(yīng)用價(jià)值。而LY系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用需要更多技術(shù)進(jìn)步，需要很長的時(shí)間。最終LY系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)會(huì)是什么樣子還是一個(gè)謎。

特別說明：本文為個(gè)人學(xué)習(xí)心得,觀點(diǎn)文章。內(nèi)容原創(chuàng)。標(biāo)明作者：梁云，轉(zhuǎn)載自網(wǎng)絡(luò)的情況下，允許任意轉(zhuǎn)載。作者學(xué)識(shí)非常膚淺，難免錯(cuò)漏。如您有任何看法和意見，歡迎評(píng)論或聯(lián)系作者。