太陽能技術利用,日本往左,中國往右。第二篇
上一篇文章講述完第一個問題談知情這個理論為什麼適合日本?
答案,太陽能制氫適合國土狹窄而且地震頻發的日本。
下面兩個問題:
這個理論適不適合中國?以及中國如何利用氫能源才符合國情?
在氫能源實施的過程中首當其衝的便是運輸難題。氫的天然密度低,透過何種方式才能達到高密度運輸方式成為日本當前主要課題。 在此課題之下,日本國內主要有高壓氫氣、液氫、有機物三種方式,當然此外還有利用管道運輸氫氣。以上方式目前看都不具備大規模推廣的基礎,好在日本國土狹長,適合分散式太陽能制氫能源後透過管道傳輸和高壓液化運輸相結合的方式,短距離制氫送氫和利用氫氣。
那麼同樣的技術搬到國土面積廣闊,地理氣候多樣的中國適合嗎?答案是不適合,最起碼不完全適合。
中國領土南北跨緯度很廣,大部分位於中緯度地區,屬北溫帶,南部少數地區位於北迴歸線以南的熱帶。我國地表高低起伏,西部以山地為主,東部則以平原和丘陵為主,從青藏高原向北、向東,各類地形呈階梯狀逐級降低。最理想的能源模型是發展綜合性新能源體系,主要的能源流動方向與長江黃河流向一致,西部生產源源不斷的清潔能源給東部使用。(套用網路裡的一句話,小孩子才做選擇題,大人選擇全要。中國在新能源方面全要)。
目前看風能方面。中國有幾大風帶可以充分利用。
核能方面。東部沿海核能利用已經越來越成熟。下一步中國核聚變和可控小型化核能源將進一步發展。
我們今天只討論氫能源在中國選擇什麼樣的製造能量儲存技術路線?
上面的圖片是兩年前我總結的太陽能利用的途徑,再加上太陽能制氫技術,我以為基本上太陽能發展框架依然確定了,剩下的就是技術迭代發展了。然而一條驚天大新聞卻徹底打亂了太陽能發展框架-全球首次實現規模化一氧化碳合成蛋白質。
中國農業科學院飼料研究所與北京首鋼朗澤新能源科技有限公司10月30日聯合宣佈,經多年聯合攻關,全球首次實現從一氧化碳到蛋白質的一步合成,並已形成萬噸級工業產能。該技術突破了乙醇梭菌蛋白製備核心關鍵技術,大幅度提高反應速度(22秒合成),創造了工業化條件下一步生物合成蛋白質獲得率最高85%的世界紀錄,併成功實現工業化應用;與中國農科院飼料研究所合作開展乙醇梭菌蛋白效價系統評定,共同在國家重點研發計劃——藍色糧倉專案框架內推廣應用,已於2021年8月獲得全球首份飼料和飼料新增劑新產品證書。整個技術有個關鍵問題是耗能有點大。可以理解,畢竟宇宙執行參照的是能量守恆公式。如果不消耗大量的能量,生產出來的成品也就不會儲備大量能量,那麼生產出來的成品蛋白質製造飼料也是木有營養的。是不是這個道理。
以工業化生產1000萬噸乙醇梭菌蛋白(蛋白含量83%)計,相當於2800萬噸進口大豆(蛋白含量30%)當量,“不與人爭糧、不與糧爭地”,開闢了一條低成本非傳統動植物資源生產優質飼料蛋白質的新途徑,可減排二氧化碳2.5億噸。“不與人爭糧、不與糧爭地”這兩句話就為一氧化碳製造蛋白質指明瞭工業發展區域-西北地區。
世界太陽能看中國,中國太陽能看新疆。這句話對太陽能有點關心的人一般都知道。這裡的新疆是指的中國西部大片的不適合種植卻日照豐富地區。木有一氧化碳製造蛋白質技術之前,西部太陽能發展的也很好,主要是利用太陽能發電,但是受到電儲能和電輸送距離太遠等限制,還是存在很多節點無法突破。那麼太陽能發電其實就是太陽能儲存能源。
關於儲能,我的觀點是儲能有很多種,按照儲存介質進行分類,可以分為機械類儲能、類儲能、電化學類儲能、熱儲能和化學類儲能。目前大家一提到儲能往往侷限在電池儲能上,這其實是最笨的一種儲能方式。自然界是如何儲存能源的呢?光合作用生產蛋白質。所以在大西北戈壁灘,搞大規模太陽能作為基礎能源的一氧化碳合成蛋白勢在必行。
而目前的太陽能發電技術學習德國搞成太陽能建築,做到太陽能發電原地利用。聯邦德國眾議院於近日通過了《柏林太陽能法案》(Berlin Solar Act),要求自2023年起德國柏林的所有新建築都必須安裝光伏系統。該新規將適用於所有新建築,以及現有建築中屋頂使用面積超過50平方米的重大改造專案。
本來生產太陽能板就需要大量的能源,也就是說太陽能生產的電來之不易,並不是清潔能源。來之不易的太陽能電力如果原地利用了還有一定的價值,如果來之不易的太陽能電再透過匯聚和超遠距離傳輸,損耗掉很大一部分,真的是得不償失。也就是有些人希望的西部太陽能發電後併網特高壓傳輸給東部使用,就不太合理了。特別是有了大規模太陽能作為基礎能源的一氧化碳合成蛋白技術後,就更加肯定了國家的能源方向是深謀遠慮的。祖國未來能源框架:
東部沿海發展核能,總計目標核聚變;
西部戈壁發展太陽能作為基礎能源的一氧化碳合成蛋白質
全國幾大風帶發展風能;
加上大江大河的水力發電;
加上各類建築太陽能自產自銷和就近供應;
還有我之前有個氨制氫專題文章裡講解的液氨能源取代汽油,液氨作為一種方便交易和運輸和儲存的液態能源載體,在全國乃至全世界範圍內運輸利用。液氨可以直接用於發電和輪船燃料,也可以簡單裂變提取氫氣,給城市提供清潔能源-氫。
多麼美好的能源畫面。蛋白質源源不斷,清潔能源有了保障。
好了小夥伴們洗洗睡吧.