人類能控制多少能量,發電能力的極限在哪裡?

發布時間:2024-05-09 閱讀:917

在設計電力系統時,存在一些問題:人的能力,國家的國力是以能源為基礎的,而人類掌握能源的極限是**。

人類目前使用的絕大多數能源來自太陽能。 即使像中國科學家預測的那樣,人類將在2035年之後掌握核聚變技術並將其商業化。 然而,受控核聚變的熱值只夠目前10000年的能源消耗,每年從地表蒸發的水資源為5050,000立方公里,約合505萬億噸,其中10%將轉化為地表河流或冰川水資源。 約50萬億噸。 每噸水蒸發能耗約為65.07萬千瓦時的電力,地球水資源六年吸收的總能量足夠人類使用1萬年。 它與氘氚(氦-3)核聚變的總量相當。 如果這些吸收能量 001%轉化為足以供人類使用的電力。 地表水50萬億噸,有650公尺的落差可以用來發電,足以滿足人類的用電需求。

海洋的年蒸發量為1、3公尺。 也可以到達沙漠。 如果將足夠的水輸送到覆蓋地球表面三分之一的約5 000平方公里的沙漠中,則至少需要蒸發1公尺。 每年約有50萬億噸水資源吸收的太陽能量是人類消耗的太陽能量的175倍。 這些被水資源吸收的太陽能有 05%將轉化為風力發電和水力發電。 這足以滿足200萬億千瓦時的電力需求,相當於人類能源消耗的總和。 2021年,全球總發電量僅為285萬億度。 也就是說,人類的總耗電量可以增加10倍左右。

換句話說,與太陽能相比,核能的總量不值一提,可以設計的核聚變能量就更少了。 太陽能光伏電池板可以通過在撒哈拉沙漠1%的土地上安裝太陽能光伏電池板來滿足世界的電力和能源需求。 用光伏板覆蓋中國的高速公路會給中國帶來太多的電力,但光伏成本高,需要沒有陽光的儲能。 實現蒸發水吸收太陽再轉化為電能的專案,專案的成本是多少? 儲能需求規模能否降低?

基於這一思路,設計了乙個水利工程,以攔截黃河和額爾齊斯河的水流。

以下是福川專案的設計說明。

以“sts”(即太陽能服務。 即把太陽能轉化為有用的工作,為人們的生產生活服務)和經濟價值作為評判的標準,並找到應用太陽能的好方法。準噶爾盆地的沙漠面積約為5萬平方公里,沙漠年蒸發量為2.3公尺,每年可蒸發1000億噸水。 截獲的100億噸水可以儲存10年,以達到這樣的目標。 而蒸發1000億噸水需要約70萬億千瓦時的電力,而中國2021年的發電量為84萬億千瓦時,相當於全國年發電量的十倍,如果將1%的蒸發水能量轉化為電能,即1000億噸水有1200公尺落差可用於水力發電,可發電4000億千瓦時。 三峽四座電站的發電量可以增加約二十分之一。 光伏發電技術已經努力了幾代人,其發電量低於本專案的預期。 該專案投資不超過300億,外加數千億水電站投資。

僅從太陽能STS的利用來看,這些水利設施的建設成本較低,水利工程的直接效益遠遠超過發電,盆地三面環山,山體海拔兩三千公尺,落差一半即可發電, 並且水蒸氣的逸出很小。它能達到預期嗎? 如果可以的話,這是使用太陽能的更好方法。

但這些專案都會有反證,證明雨不是你指的**,他會落下**。 三分之二的土地有大量的水蒸發,大量的雨水落入海洋。 但是,福河工程水利工程的投入產出比極高,即使只達到預期的十分之一的能源輸出,即只增加400億千瓦時的發電量,開發1億多畝耕地只能節約1000億噸水。 這些專案非常有利可圖。

截獲黃河水500億噸,額爾齊斯河水110億噸。 全部留在西北內陸。 它將對地球產生什麼樣的影響?

這兩個專案的設計都是從太陽能利用的角度出發,根據工程技術的成熟度,在目前的經濟技術條件下,可以商業化,並且有巨大的利潤空間。 不用擔心這兩個專案不會實施。

以截黃河為例,三峽庫區將引水350億噸,其中200億噸通過丹江口大壩下調至漢江下游,另外150億噸通過丹江口水庫調入淮河流域, 從漢江、淮河到黃河、海河流域的500億噸水量。丹江口水庫以北180公尺處,上游水庫全部位於黃河北岸。 當黃河下游不再缺水時,在黃河上游置換500億噸水,在烏海或蒙特內哥羅峽截流黃河,用於海拔800至1500公尺以上的平坦高原。 將向中國提供超過120萬平方公里的可用面積。 相當兩個烏克蘭人。

這些專案的最大問題是,這600億噸水將對氣候產生什麼影響?

大氣中二氧化碳的總量為32萬億噸。 人類已經發出了 13萬億噸。 這導致平均溫度公升高 11攝氏度。 做乙個極端的假設。 這600億噸水全部儲存在中國西北地區,水的溫室效應遠遠超過二氧化碳。 10年有6000億噸水資源,每年迴圈利用3次,吸收的太陽能將超過人類歷史上排放的二氧化碳。 對氣候有什麼影響?

水在亞洲乾旱的內陸地區迴圈利用。 估計每平方公尺蒸發量限制為 1000 公釐。 等量 18萬億噸水需要180萬平方公里的面積。 那麼西北、華北地區會公升溫多少呢?

這是極限假設。

就總能量量而言,18萬億元水吸收太陽能,相當於人類總能耗的7倍,是我國年發電量的150倍。 如果這些水資源吸收的能量轉化為風力發電、水力發電。 1%的轉換效率將使中國的發電量翻一番。 加上光伏發電,中國未來的發電量將超過20萬億千瓦時。

利用水資源吸收陸地上三分之一的陽光,為人類創造巨大的能量,為人類創造更好的生存環境,可能是人類控制能源的極限和太陽能利用的天花板。 這些是工程經濟上可行的極限。

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