主题:《茗谈114》:天坪工程 -- 本嘉明
其实这个想法在本大另一个题目里面说过,就是将水电解成氢气,然后将氢气运到偶们想要用水的地方,燃烧。现成的水电站,青藏高原丰富的太阳能资源,足够了。将雅鲁藏布江的水给电解,然后运到新疆去,燃烧后获得水蒸气。发电也好,做暖气也好随便。哪怕直接排到空气中,也可以改善当地的生态环境。
以现在的技术,当然考虑后送。但后送的缺点,第一是需要在鸟不生蛋的雅江沿岸群山中建设特高压输电线路,施工难,维护难。第二是输电中有损耗,尤其冬季还要线路化冰。第三,水电生产没有规律,对电网有较大影响。
所以我的建议,就是基本不要考虑后送,就地用电能提水。但这样也有缺点,就是冬季结冰,无法提水了,水电站发的电怎么消化?
丰田公司在汽车用燃料电池技术上的突破,给我们一个新的方向,既然丰田要商业化,5万美元一部燃料电池家用车,我们买来借鉴,就能发展中国的燃料电池技术。我们可以在“天坪系统”的势能水电站一侧(即水已经翻过分水岭,下冲所发的电),建设“氢气制造厂”,以电能和雅江水,电解后获得氢气和氧气,分开用两根输气管道后送,冬季集中产气,其他季节以提水为主,产气为辅。氧气用于给西藏地区大批民房供氧(就跟华北地区住宅楼的“集中供暖气”差不多),从而使西藏的宾馆,办公楼,工厂,大大改善氧气浓度,方便内地的干部群众支藏工作,方便游客,减少健康威胁。而氢气则送入内地,液化后分销全国,供大巴,铲车,叉车等用燃料电池的运输工具广泛使用。
这样的优势在于:
一,输气管道是掩埋型,隔寒保暖,也便于保卫。同时,分解氢/氧气和输送过程中,能最大限度利用好电能,转换中没有大比例的能量损耗和浪费。
二,中国在“西(天然)气东输”工程中,已经积累了丰富的工程经验和合格产能,全部核心技术和设备制造都国产化了。
三,节省了山区输变电的巨大基建投资和日后维护费用。
四,带动了内地对燃料电池的需求(氢气便宜了),既减排又打开了新的产业局面。
五,以后不扒山头土方了,“爬山车”可以改为用燃料电池和超级电容,利用就地产生的电能和氢气,继续提水。
六,日后有新的技术突破的话,很可能可以把巨量的氢气和氧气,持续稳定地输到内地,经某种方式发电后,副产品就是清水,用于民用消费。如果等到这一天,只要在藏木梯级水电站群周边,造更多的输气管道就行了,只是重复现有的建设。
七,由于水取之不尽,那么氢气的提取原料是有保障的。只要突破了技术,燃料电池不再依赖铂系金属,就能大规模低成本应用。这样,在未来30年内,中国的主要能源消耗,将可以达到稳健的“四脚凳格局”,即:
1)石油,天然气。
2)煤炭
3)氢气为燃料的燃料电池
4)其他清洁能源(太阳能,核能,风能等)
西北缺水主要不是空气缺水,那里三四千米以上的高山上比盆地降水多,再高了还有积雪,说明空气不很缺水。
主要原因是下降气流,空气下降后温度升高,相对湿度下降。
如果能想法变成上升气流,把地面的空气送到四千米以上就能增加降水。
08年在新疆去喀纳斯路过古尔班通古特沙漠的时候发现个有意思的现象,沥青公路两边的草比远处要长得好一些。
思来想去,可能是不透水的路面集水效应所致。
第六点只需要运送氢气就行,氧气直接从大气中取。氢气的分子量是2,水是18,也就是说运送一公斤氢气,就能在接受端产生9公斤的水,节约老鼻子的能源了。
当然,氢气易燃易爆易泄露,又会产生氢脆,这运送管道的造价可远远不止输水管道的9倍。把成本降下来,得靠新材料。
假设材料问题都解决了,我这里且胡诌一个思路——利用巨型飞艇。我们知道氢气是最轻的气体,氢气球只要不爆,靠自身浮力升到平流层很轻松。那好,我们就造上几百个巨型飞艇,地面上只管电解水给飞艇充氢气,其无人动力吊舱还可以搭载更多液化氢容器以最大化运量。采用软式飞艇的设计,还能通过控制部分氢在液相与气相间转换,动态调节飞艇的体积和浮力(也就是高度和上升/下降速度)。
升到平流层,不仅仅是为了避开各种气象现象,还有个好处,就是借助平流层稳定的气流。北半球温带的平流层是常年由西向东的大气环流(印象中,不对请纠正),也就是说飞艇的动力只需要用来做南北运动及调节航向。
等飞艇到达目的地上空,比方说龙羊峡水库或者毛乌素沙漠,即可降低高度,系泊输送到地面的氢气发电站。发电的副产品——水——即可排入水库驱动水电站或者在当地灌溉人造绿洲。
还有一个输送氢气的方向是内蒙和新疆的大煤田,煤变油需要消耗大量的氢。有了飞艇高效运送的氢,两地数以万亿吨计的煤就能转化成石油,便于管道输送到东部。
这也意味着可以在干旱地区发展高能耗产业,消耗氢气产生能源的过程,即是造水的过程。有了水,就能往西部移民,使人口和产业分布更为合理,同时彻底消除新疆民族问题的隐患。
事实上,造氢的源头完全不必在西藏。设想茫茫大洋上的一艘艘核电船,源源不断地电解海水,将氢灌注到甲板上成排的液氢吊舱中。灌装完毕,吊舱顶部即可放出气囊,升空自航到千百个氢消费点。
好了,科幻完毕,请大家拍砖。
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这样连在西藏修输气管也省了,只要修一条公路到雅江边(修水库时,公路已经修完了)。
大批无人氢气飞艇在雅江边充满氢气起飞,到目的地下降落地后抽干氢气,空气囊折叠打包后,经公路运回雅江边。但这样做只是“转移能源”,不是送水,一飞艇氢气能合成多少水?
目前世界最大的无人飞艇,Bullet580,长72米,宽20米。
上2图:Bullet580 充满气和放气后比较。
上图:可操纵,用跑道起降的“飞机-飞艇复合体”。
胶囊状,多段连接无人飞艇。
常规巨型飞艇。
风帆型飞艇越过高原。
这个模式成功后,在海上由核动力船(或设在海礁/荒岛的核电站)生产氢气运回,也就不在话下。
这里的关键,是燃料电池技术,能否降低成本到可以大规模民用,全中国的叉车/出租车/三铁,都用燃料电池?目前无法预测,这是一半一半的机会概率,当然,现在规划藏木电站群时,可以预留余地,万一真普及燃料电池了,立刻跟进,使得液态氢成为中国社会的血液之一。
至于氧气的后送,只送到青藏高原各节点城市,比如拉萨等,主要用于给各楼房内部供氧,其次在主要机场的跑道两侧,用类似以色列农业的滴灌技术,排管线少量持续向空中喷射氧气,使起飞空域的含氧浓度大于周边环境,以利于各类军民用飞机安全满载起降。等飞机飞到一定高度后,操纵难度变小,空气稀薄已经比较好处理了。至于广大荒凉地区,就不必补氧了。这样,游客进藏时,在飞机和火车上是富氧空气,到站后主要活动的室内场所仍是富氧空气,不易引发高原反应。有了这个免费补氧体系,一些重要的战略节点城镇,就能安排更多的人员驻守和建设。
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公路除了下雨集水,同时路面减少地下蒸发,还有个很有意思的现象:由于路面夜间降温速度远高于土壤,清晨会有水汽凝结上面,所以草多也正常。其实在太阳能板上有时也能观察到类似现象。
我的意思是用抽地下水滴灌来培养地面的新栽培的耐旱植物,然后再逐级的恢复整个生态系统慢慢的移动沙漠边界。或者联合使用地下的毛细虹吸原理来治沙或者部分的改变地面以下几个厘米的土壤以利于植物存活
种植抗旱作物相比什么都没有的沙漠,还是增加了水的蒸发量。蒸发量上升,不代表就会带来更多降雨。大量抽取地下水,导致地下水位下降,反倒破坏了生态环境。
对待沙漠最好的办法就是————————————
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——————————别管它。尽可能让人远离沙漠和半干旱地区,自然会自己平衡生态环境的。
种植抗旱作物相比什么都没有的沙漠,还是增加了水的蒸发量。蒸发量上升,不代表就会带来更多降雨。大量抽取地下水,导致地下水位下降,反倒破坏了生态环境。
对待沙漠最好的办法就是————————————
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——————————别管它。尽可能让人远离沙漠和半干旱地区,自然会自己平衡生态环境的。
西线调水,在西北搞【滴灌节水型】农林牧业。不管什么方案实现这个设想,我都大力支持。
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另,如果西线调水难以实现,我还有个想法,截断黄河!
黄河在下游已经成地上悬河,对于中下游水系已经没有什么用了。在非汛期就截断黄河,截留的水用于支持在西北搞滴灌节水型农业。黄河河道汛期用于排洪,非汛期在干涸河道挖沙治理,【河道内也许能种一季冬作物?】中游被截留的用水可用南水北调中线水来补充,下游用水就靠海水淡化。
这个想法虽然疯狂,比那个抽海水到西部去淡化治沙的想法靠谱多了
1 燃料电池的催化剂怎么解决?
2 氢气的安全问题 有这样简单吗?
3 最后 最关键的 你那个区域是缺水的
你的工艺过程还要水。
对环境的冲击 还没有考虑。
上游水用光,下游怎么办?
河水总不能一截一截的吧?
飞艇一定就到哪儿都要飞吗?柔性的气囊可以折叠,最占体积的不过是个动力吊舱,氢气内燃机或者喷气式发动机体积不大,加上压缩氢气舱,一个标准集装箱应该装得下三个吊舱。
于你的不干涉养成大病。