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生物质能电动汽车与能源转型及第四次工业革命(之三:工业革命篇)

放大字体 缩小字体 发布日期:2019-03-04 19:36:57   来源:新能源网  编辑:全球新能源网  浏览次数:998


10、3 冰川温室生态的设想

冰下洞室开凿如果使用开挖土方的机械,那么冰越冷越硬,将冰块一点一点的敲碎可想而知怎样费劲了,其费用甚至超过石方挖掘;我们知道与石块切割挖掘不同,冰的切割比较简单:用电烙铁作为“热刀”就足以轻松地切下冰柱,如果仿照地下隧道开挖的盾构机开发专门的冰洞挖掘机械,头部用专用电加热烙铁切割大直径的冰柱,例如直径三米长度十米的冰柱并将其整体运出作为风机塔架,(也可用于建造大型冰建筑、房屋),安装时用热水代替“水泥”做胶结材料就行,(而不是将其全部挖碎运出),那么掘进速度就很快而且能耗及费用极低。位于冰下数米、数十米或几百米的洞室足以抵御地面的严寒,若再使用廉价的保温材料(静止的干燥空气就是良好的绝热材料,用塑料薄膜分隔阻止干燥空气流动就可形成简单廉价的隔热材料)铺贴在冰壁上足以建造温室,按每平方公里风电得到十万千瓦电力计,采暖指标取每平方40瓦,植物补光灯照明用电指标取每平方20瓦(按1500流明考虑设计),可建冰下温室一百六十万平方(约两千五百亩),哪怕发展设施农业其收入也是否可观;其中靠近地面的第一层另铺设一层透明冰,(透明冰的制作安装是简单技术不再赘述),使日光透过冰层及透明空气薄膜保温层,保证该层温室能尽可能利用太阳光,尤其夏季极昼时期的充足阳光;而其下各层温室(一到两层为主)没有阳光直接照明的则以利用风电为主,并加设廉价的高温熔盐储能系统调蓄电能及热能,也采用部分生物质燃料、化石燃料保障能源供给。此外,由于在极寒冷地区所需的主要是热能,因此其他场合无法利用的如高放核废料反而变废为宝成为可利用的最佳能源补给:每吨核废料放热功率13千瓦左右,可保证约四百平米或半亩温室的能源供给,核废料只需简单固化,做好安全防盗措施即可,而且几乎是永久性的能源,并解决令人头疼的核废料存放问题;不过由于核废料数量有限,能使用这一补充供能方式的温室数量仅占极少一部分。

每平方公里投资:风电设备按2000元/千瓦约两个亿,储能系统按一百万度(每千瓦配十度电能储备)约五个亿,(或设立上下水库,特别的抽水蓄能电站调蓄电能,约五个亿);专用机械超大规模冰洞开凿、立柱安装按五千万考虑(以风电供应机械动力);保温材料、采暖灯光电气按每平方150元计约3亿(不需要承受重力的骨架结构材料,因此费用很低),总共约十亿元,得两千五百亩温室折算为每亩三十几万元,与发展设施农业的高档日光温室建造费用基本相同;如果将风电储能系统投资视为电站投资另行计算的话,这样的温室建造费用比温带、寒带地区的温室建造费用低一半以上,仅相当于中国的连栋薄膜大棚,更不用说可作为廉价的房屋使用、地下各层作为超大型优质天然冷库储存各类物资的功能。而这一套生态系统控制其中动植物数量平衡的话,所有元素都可自行循环而不受外界干扰,即可实现生态循环,在冰下自成生态体系,尤其水资源指标不受限制,且挥发到空气中的水分遇冷结成冰而设置回收机构迅速回用,耗水量几乎为零,这是陆地农业所不具备的优势。

可能刚开始开发时总体造价较贵,而且由于风能靠天吃饭的不确定性,需要储备大量其它燃料(煤炭、生物质颗粒等)发电用于调蓄,但需要考虑到它能抵抗各种灾难,尤其在外界核污染条件下仍能维持正常生产,这在人类仍然受到核战争威胁的前提下,是对抗核讹诈的利器;虽然冰川城市建成后不一定用得上来躲避核战争,但不建则必然受到核战争威胁与讹诈!

如果真的有兴趣付诸实施的话,建议将用于外星移民实验的资金改为在条件好很多的北极附近格陵兰冰川先进行实验性开发。

实际上,据此思路,即使短暂夏季温度较高而其余季节寒冷的北加拿大、俄罗斯鲜卑利亚北部、中国西藏藏北高原、美国阿拉斯加、北欧等广阔的寒冷苔原地带,也可一面建造高空风电站或发展风电提供能源,同时在气温初降到零度以下时,以特制的廉价移动(滑动)模具注入水(不论淡水咸水)冷凝结冰,并采用透明冰技术,建造价格极其低廉的“透明冰屋”结构,内部铺设廉价保温隔热材料构成温室,在寒冷季节尤其冬季反而有利于大规模发展这种“冰屋温室”、“水晶宫温室”农业;鉴于寒冷地区风能充足,甚至在短暂夏季气温较高时还可在“透明冰屋”内设置隔热制冷设备阻止冰的融化保证冰屋结构平稳度夏而不必每年重新建造;这样大批原来被认为不宜人类居住的寒冷地区如北欧的北极圈以内、加拿大北部、鲜卑利亚北部、阿拉斯加北部等,由于其夏季温度太低,低到没法产出农产品,只能处于渔猎状态,采用这一技术也可改造为宜居地带乃至粮食丰产区,再加上向沙漠等旱地要耕地,使陆地大农业承载人口极限由约一百亿增长到五百亿以上。

10、4南极冰山问题对策:

在重力作用下南极每年有约一万四千亿立方冰块形成冰山滑入南大洋,巨大的冰山常年漂浮在海上,给南冰洋及南极冰川大陆开发增添又一个令人头疼的障碍;我们觉得不若环绕南极大陆距海岸线一定距离上,用上述挖掘冰川的机械将这一部分冰川分解,并通过高速管道运输系统运往世界各地,这都是优质的饮用水或生活用水;同时使最头痛的南极巨大冰山在形成之前消失。而且这些冰川高度都在上千米,其势能使其分解后进入调运系统的初速度高达上百米而不需另行耗费能量,到达目的地后还可将动能转化为电能,相当于十个三峡电站。

10、5 太空移民暂无必要

冰下温室发展设施农业其产量远超温带地区,南极一千多万平方公里可得温室至少两百亿亩,足以满足两、三百亿人口生存需求,即使真的发生行星撞击、核战争、超级火山爆发等灾难造成气温急剧下降,气温越低冰川越多,冰面上的风能也越多,(冰川风的成因见相关专著),身处冰原也不用担心清洁淡水,调配其中植物、动物比例即可实现生态循环,在冰下自成生态体系,大气中无论是放射性尘埃还是其他因素的变化对这一冰下生态系统几乎没有影响;甚至哪怕集中全球现在所有的核武器轰击南极大陆,也仅能融化1%的冰川而已。

只要大气层还存在,这就足以成为全人类的“末日避难所”,不管大气层中因何种灾难充满尘埃,都难以摧毁冰下生态系统,这一方案比移居外星球或外太空简单多了,而且只要太阳还存在,大气层纵使地球磁场突然小时也不会在数千万年内消亡,人类有足够的时间发展核聚变技术获取能源,届时人类掌握了可控核聚变技术,及大推力核子发动机之类技术制出可用于星际旅行和采矿的宇宙飞船,木星等宇宙中大量存在的气体行星含有大量的氢,哪怕距离地球最近的木星一个星球所含的氘用于核聚变的能量也相当于地球每年从太阳接受能量的三万亿倍,也就是说至少可使用三万亿年,因此即使五十亿年后太阳熄灭也没有太空移民的必要,地球依然可以依靠星际采矿获取核聚变材料等能源维持生存。实际上不用等到太阳熄灭,可能地球的下一个冰河期来临时基于可控核聚变技术的人造太阳就会在地球的各个角落升起。

所以目前来说的相当长一段时间内,没有移居外星球的必要性,人类有至少十亿年时间用于发展可控核聚变技术,进而设计出适用于星际旅行和采矿的宇宙飞船,因此宇航技术虽然是重要技术,但太空移民技术并非新一轮工业革命的组成部分。

当然这只是在末日避难所问题上探讨新的思路,及打破常规开发目前被认为没有利用可能的新能源并就地消纳的新设想、新思路;而且也只有在南极大量开凿冰下洞窟群,才能发挥其天然冷库利于储存物资的优势,大规模储存、封存二氧化碳、海藻或其他碳物质。同样,对于现在被认为无法开发的海洋波浪能开发、海底飘浮城市等设想,也可受其启发和借鉴。

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