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中國人即将實作能源自由,抛棄石油、煤電吧

作者:大國科技學苑

本文從哲學思考,對宏大的曆史程序中,人類能源掌控能力的巨大躍遷式變更做出一個綱領性的論述,并給出9個重大議題中,探讨發展能源技術的路徑。

有點燒腦,知識儲備不足者慎入。

中國人即将實作能源自由,抛棄石油、煤電吧

在人類曆史的長河中,能源革命與我們每個人的生活息息相關,其深遠影響将遠超前三次工業革命所帶來的影響。在這場如火如荼的能源革命中,人類對于能源的控制和利用能力得到了極大的提升。

回顧曆史,在人類進化的漫長過程中,我們所能掌控的能量僅僅限于活體生物質能量以及少量的水力風力等原始能源。然而,随着第一次工業革命的到來,以蒸汽機為主的機械發明讓人類掌握了煤炭等化石能源,這一技術進步極大地提高了人類的主觀能動性和實作願望的能力。

随後的第二次工業革命以電磁感應等電學為基礎,推動了電氣化的變革發展,極大地拓展了人們的生存活動空間,提高了生活的便利性和能量轉化變換的效率。

而第三次工業革命則是以資訊技術、生物科技為主導,以納米、分子、量子技術為基礎,進一步提高了人類對能量控制的精細程度。

當我們從曆史的角度審視這一場能源革命,就如同我們今天回顧前三次工業革命一樣,一百年後的人們将會如何描述這場能源革命呢?可能會是這樣描述:自二十一世紀以來,由于人類對于能源供需和配置設定的沖突,核能和太陽能利用技術得到了快速發展,使得人類在二十一世紀末所掌握的能源總量比二十一世紀初增長了數十倍,并形成了太陽能利用的終極解決方案。此外,人工智能也是這場能源革命的重要組成部分,人工智能使得人類可以脫離人體去控制能量,使得能量和人工智能的結合成為不依賴于人體的生産力,進而徹底解放人類本身。

是以,這場能源革命是以太陽能等清潔能源的利用、人工智能的發展為基礎的一場人類解放自我的技術變革。與前三次工業革命相比,這場技術變革在能量總量增量方面表現更為顯著,人類的主觀能動性将不再局限于人體,而是得到了極大的延伸。在能源革命的第一階段完成後,人類的生存空間将拓展到月球、火星以及更遠的星際外層空間。能源革命的第二階段預計将在二十二世紀開始,以核能的更大規模應用為主線,受益于核聚變、月球氦3應用等技術的成熟,人類将有可能擺脫對太陽的依賴,掌握更巨大的能量。在能源革命的第二階段,生命技術革命也将同步發生,生命技術的進步将有可能擴充人類生命的長度,使得人類的壽命得以大幅增加。生命的演化和表達也将有可能受到人類的意志控制。

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當能源革命的兩個階段全部完成後,能源革命将成為人類文明發展史上最為輝煌的篇章。

如何将上述論述應用到具體的技術變革中呢?

我們有9個議題,在這裡隻讨論第一和第二個議題。

1:新能源汽車的發展

光伏、風電的度電成本已經降到了很低的水準。在陽光照射時間長、風力較強的地區,風光電度電成本甚至已經低于煤電和天然氣,僅是石油等移動能源的十分之一。在某些條件最好的水電地區,風光電的度電成本也能與之相當。

目前的挑戰在于儲能,目前的儲能方式大多是考慮如何優化單個能源利用環節。例如,電化學儲能主要追求高密度和低成本,但實體規律限制了其短期内的發展。電化學儲能的儲能容量無法超過化學反應的内能,如氫氧反應是所有儲能方式中最能量密度最高的。但并不是最優的。

因為在目前的技術界,沒有人考慮過将儲能在太陽能利用系統中作為一個瓶頸環節來優化。如果以系統來考慮是在車上按照一個發電電動機+可再生液體燃料為最優儲能方式。

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#熱點引擎計劃#具體來說,光伏發電效率可以達到25%,電動車車載電池充放電效率可以達到95%,電動機效率可以達到92%。從太陽能轉化為車輛驅動力的效率可以達到21%以上。通過車載發電電動機和可再生燃料,我們可以實作儲能的低成本。使用車用燃料的購買成本可以節省超過一萬億,而中國2021年車用燃料(如汽油、柴油等成品油)約為2.33億噸。車用燃料度電成本大約為2元。而分布式光伏發電上網電價已經低于0.65元到0.35元每度。如果我們能實作光伏直充替代車用燃料,那麼相當于每年為社會節省1.5萬億加油費。十年能節省15萬億,中國人均可分得一萬元。

2:能源控制總量的提升

目前人類能源掌控總量是180萬億度電能每年,而發電量是約28萬億度。如何極大提升人類自主意願的能源使用?

如果将能源應用于大氣内水循環,人類掌控能源可以提升數十上百倍,而這些能源使用可以讓人類大規模開發幹旱地區,或更多土地。

此外,外太空的開發也需要巨大能源,如果外太空旅行規模達到目前航空規模的十分之幾,那麼我們需要的能源約為數百萬億度。

3:電力和電網技術的發展方向

4:核能、化石能源和地熱等輔助能源在未來能源中的地位和作用

5:如何實作地球、月球和火星互相往返的能源技術突破

6:100年後地球上的能源應用會是什麼樣子

7:月球火星上如何最優利用太陽能,直接關系到能把月球火星開發到什麼程度

8:如何通過調水發電改造地球,改造後的地球會是什麼樣子

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