光液技術(shù)細節(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。這個改變的過程是緩慢的，而且目前還不明確該如何進行。

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

（3）LY系統(tǒng)能否成功。是否有實用價值，能否在能源舞臺占據(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30~70%。但是，這一個未成熟的技術(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爭中勝出。只會有胎死腹中的悲慘命運。

LY系統(tǒng)應(yīng)該如何從這個競爭中勝出呢？用兩個詞，四個字可以概括：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70%。但局限于太陽能獲取和轉(zhuǎn)換方式的局限。實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%。但如果這個最終發(fā)電效率達不到25%。光液的競爭力仍然弱于光伏。

當(dāng)光液的度電成本相當(dāng)于光伏、光熱，且LY系統(tǒng)解決了儲能問題。LY系統(tǒng)能在經(jīng)濟上勝出。LY系統(tǒng)的成本能否低于光伏、光熱呢？目前采用定日鏡，塔式熔鹽儲能的度電成本在1.2元。如果使用800℃炭熱儲能，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甲醇計算。原料成本甲烷1~1.2元（LNG4500元/噸），煤炭0.25（煤1000元/噸）。水費可以忽略，成本約2元的甲醇終端售價3元（原料和產(chǎn)出都是零售價格）。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?？傊?，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。卡車廢熱重整甲醇和柴油一起燃燒。當(dāng)前的政策更多是嚴格要求小汽車，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?、輪船的節(jié)能治污空間更大，也更有經(jīng)濟價值。

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

1LY系統(tǒng)的實現(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。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)濟競爭力。為什么作者認為生物質(zhì)和太陽能的結(jié)合才是最佳的呢？

首先，化石能源終會枯竭。再次化石能源分布不均。第三化石能源會導(dǎo)致溫室效應(yīng)。第四如果不承認第三點就必須承認這一點，化石能源不如生物質(zhì)成本低。第五生物質(zhì)沼氣的碳氫比更適合于生產(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，欲加之獎何患無辭。

可是當(dāng)前太陽能聚光達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LY系統(tǒng)的首要制約因素。下面從多個方面去討論如何避免這制約因素

1.1人、物、時間、地點、起因、發(fā)展、高潮、結(jié)果

什么人才能實現(xiàn)LY系統(tǒng)呢？美國人被特朗普特不靠譜的老人家?guī)牧?，日本人老齡化已無雄心，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。這個事情只能是中國人來完成?？纯垂夥L(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)濟性。但加油充電站可以改變這個現(xiàn)狀。交通的能源價值較高，可以在經(jīng)濟上彌補光液的高成本。

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

時間，從什么時候開始呢？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道內(nèi)容，沒有創(chuàng)新，觀點不清晰，圖片不清楚。有些認真審稿人認為文章論證不足，需要作出實踐有真實可靠的數(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的階段。

地點當(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)濟價值。

發(fā)展是一個持續(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)動機效率）。而卡車的增程器是100KWe，是四缸發(fā)動機柴油高效（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)動機+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）。這樣的電動車已經(jīng)能滿足絕大部分時間的用車需求。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，需要同時加油充電。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。

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

高潮是光液技術(shù)具備經(jīng)濟競爭力后，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：

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

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

第三個突破口是碳、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℃。那整個系統(tǒng)的競爭力將會秒殺一起其他方式。

2結(jié)論

LY系統(tǒng)有可能根本無法實現(xiàn)，也有可能在某些場合具有應(yīng)用價值。而LY系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用需要更多技術(shù)進步，需要很長的時間。最終LY系統(tǒng)的實現(xiàn)會是什么樣子還是一個謎。

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審核編輯 黃昊宇