主题：【原创】三峡工程与低温核聚变，回复：夜月空山 -- axnzero
家园 酒泉风电基地 似乎已经在规划中,未来十多年要投入过千亿,那么国内风电资源最丰富的内蒙福建是否也有类似计划呢?要是有,那我会去买一些相关股票.
家园 【讨论】可能的误解。 【成规模的风力电站往往是结成“阵列”发电的，单单“一座”风力电站和“一座”水电站本来就不是一个量级上的，至少占地面积就不一样。】
我引用的那些数据，例如新疆那个，应该就是一套阵列的总数吧？
希望不是我看错了？
我也不敢确信，咱们一起去google一下。
【我去年曾经在一个会议上听到搞风力的人的发言，说到我国的能源政策问题，国家是准备大力扶持风力以及太阳能发电的，在他的报告中称国家的最终目标是要达到风力和太阳能等等加起来占总发电量的百分之三十。中国风力强劲的地方主要在内蒙和福建沿海，福建还可以建风力潮汐双功能发电站。】
对于他的那种说法，我完全赞同。
我对于三峡水电的赞同态度，同对风力和太阳能的支持并无矛盾。
我只是反对那些因为看到了这些风能、太阳能，而反对三峡水坝的观点。
例如，你曾经说：“我们还有很多选择，比如太阳能，风能，燃料电池，等等”。
我赞成三峡水电，同样赞成风力发电和太阳能发电。
【关于燃料电池，我是学物化的，知道一些皮毛。首先是氢燃料电池，氢等燃料现在是研究太阳能制氢，也就是说，实际上氢燃料电池还是一种太阳能，但高效催化剂的研究可以大幅度提高太阳能制氢的效率，（此外还有甲烷制氢，似乎可以利用其他能量）目前使用氢燃料的磷酸介质燃料电池基站其发电能力可以达到5兆瓦，转换效率40%。此外，还有一种微型的燃料电池DMFC（直接甲醇燃料电池），使用甲醇为燃料，功率密度为500毫瓦/平方厘米，转换效率有40%，可以用于小型电器。近年来比较火的高温燃料电池，工作温度为800-1000摄氏度，其功率可以达到100千瓦，转换效率为55%。】
感谢您的资料。如此看来，我对柴草的观点确实落伍了。如果太阳能制氢能够达到55%的转换效率，那可真是太好了。
多谢多谢。
【比起直接用太阳能电池，太阳能制氢+燃料电池的优点是省去了硅光电池的制造，且光能利用效率可以更高。】
那么按照55%的转换效率，诚心请教，一亩地大约可以折合多少瓦？
不是玩笑，只是想知道，维持一户居民用电，需要多大面积。
【但即使没有氢气，现在还在研究直接氧化甲烷的燃料电池，这些甲烷的来源可以很多，比如沼气，等等。所以燃料电池是大有前途的。】
我自己的亲眼见到的现象是：农家使用沼气，还是不如直接烧柴草来的方便。依赖沼气，似乎和依赖驴子差不多嘛。都是吃草的。
【至于你说的低温核聚变，据我所知没有听说燃料电池有指望过这种氢来源，现在搞的所有氢燃料电池研究都是着眼于水制氢或者甲烷制氢。】
水制氢？
应该就是电解水吧。
电哪里来呢？发电厂吧。
至于甲烷制氢，甲烷来自俄罗斯或者农家的沼气池？问题又绕回去了。
【也可能你跟核电池混淆了，而核电池是将放射能直接转变为电能的电池，完全是两回事了。】
那就不考虑核电池吧。
【生物柴油，我不是很乐观，倒不是说要用粮食，实际上现在生物燃料的方向是植物纤维，特别是稻草之类，但因为毕竟大规模了以后就要占耕地了，现在是可以利用稻草什么的。】
我认识一个人，就是搞生物燃料的。他信誓旦旦地说，只要原油价格突破200美元，他们的生物燃料就可以顶上去。我就挤兑他说：到时候你们运柴火的卡车烧的汽油就得翻好几跟头，你们工人的吃的饭菜也得贵几倍。最要命的是，你们工厂的用电也要涨价好几倍。到时候你们造出来的生物燃料，恐怕又要不经济了。我觉得我们目前的风力发现或者太阳能发电的很多设施的制造，还是极大地依赖于石油能源。
家园 水制氢不是靠电解水，是靠太阳能或者生物能催化 还有甲烷制氢，有几个方程式：
CH4+H2O<->CO+3H2 （铂，镍催化剂，650-900摄氏度）
CO+H2O<->CO2+H2
最后的净产能大于耗能，但我忘了有没有太阳能了。
还有直接使用甲烷的燃料电池，也不一定是沼气了，可以研究一些高效的生物催化反应制取甲烷。
55%的转换效率的高温燃料电池，100千瓦的固体氧化物高温燃料电池尺寸大概在半米的数量级，2.2兆瓦的碳熔融物燃料电池（工作温度650摄氏度）尺寸大概在2x2x2立方米左右。维持一个小区估计都够了。至于那个甲醇燃料电池，效率虽然低点（40%），但尺寸小，且使用甲醇，有非常大的优势，而且燃料电池是可以并联串联形成阵列的，它一个单元的大小在cm数量级，所以1立方米的功率可以达到500千瓦，俺觉得这个玩意儿很不错。
现在燃料电池主要还是：催化剂的效率和成本问题，储氢材料问题（只对于氢燃料电池），电极熔融问题（据说已解决）。
除此之外，现在还有一种液体燃料电池（前面的甲醇燃料电池也是此类），能量密度会更高，但问题也会更多。
家园 源 》还有直接使用甲烷的燃料电池，也不一定是沼气了，
我记得沼气的主要成分是甲烷。
》可以研究一些高效的生物催化反应制取甲烷。
使用什么材料制取甲烷呢？石油还是柴草？
【55%的转换效率的高温燃料电池，100千瓦的固体氧化物高温燃料电池尺寸大概在半米的数量级，2.2兆瓦的碳熔融物燃料电池（工作温度650摄氏度）尺寸大概在2x2x2立方米左右。维持一个小区估计都够了。】
我不懂具体的技术，只是，这些电池的原料是什么？
【至于那个甲醇燃料电池，效率虽然低点（40%），但尺寸小，且使用甲醇，有非常大的优势，而且燃料电池是可以并联串联形成阵列的，它一个单元的大小在cm数量级，所以1立方米的功率可以达到500千瓦，俺觉得这个玩意儿很不错。】
还是老问题，如何得到这些甲烷？依靠农家的柴草似乎不够。
【现在燃料电池主要还是：催化剂的效率和成本问题，储氢材料问题（只对于氢燃料电池），电极熔融问题（据说已解决）。】
这些技术问题，我不太明白。我最想问的是：氢的来源。
【除此之外，现在还有一种液体燃料电池（前面的甲醇燃料电池也是此类），能量密度会更高，但问题也会更多。】
甲醇，似乎也只能来源于石油和农作物。
问题再次回到的农田的太阳能转换效率。
不论什么电池，都是能量的存储手段。是能量，不是能源。
我们要的是“能源”。
源。源。源。源。源。源。源。
这个“源”，只有庄稼地和核聚变。还有风扇、潮汐、海浪。
而庄稼地，不够用。其他的风、潮、波，这些统统加起来，还是不够用，缺口太大。
搞不定核聚变，会死很多人。有买不起米饿死的，更多的抢米打死的。
搞不定核聚变，那么这些水电站，会救很多人的性命。
那些燃料电池所需要的能源，也将有很多来自于这些水电站电解出来的氢。
- 复 源
家园 我的意思是不一定是用农村那种沼气池了，效率低不方便且危险 有可能利用生物技术高效产甲烷。
甲烷是很强的温室气体，这样是一举两得。
固体氧化物电池(SOFC)的电介质是二氧化锆/三氧化二钇，正极材料是镍/二氧化锆，负极材料是掺杂的镧-氧化锰或者三氧化二铟。
碳熔融物电池(MCFC)的电介质是碳酸锂+碳酸钾，电极材料书上没写
那个是甲醇燃料电池，不是甲烷，燃料是液体的，工作温度在100摄氏度以下，电介质是一种叫Nafion的聚合物，正极是铂或者镥，负极是铂。甲醇的制取可以用稻草等等。
氢的来源，我已经说了，太阳能或者地热能催化分解水。
农田的太阳能转换效率？现在大部分的太阳能都是浪费的。而且石油转甲醇肯定比转汽油烧效率高得多。
燃料电池除了能量密度高，而且污染小。
不要着急，办法总是会有的，现在很多科学家都在搞这个方面，而且有巨大的进步，很多燃料电池已经达到商业化阶段。
我不认为核聚变是唯一出路，太阳能要是能充分利用起来，肯定是够用的
燃料电池需要的能源为什么需要从水电站电解出来的氢，我没搞懂，我已经说了，水制氢是不需要电的。
家园 确切地说，水制氢是需要“能源”的。 》我的意思是不一定是用农村那种沼气池了，效率低不方便且危险
》 [ 夜月空山 ] 于:2008-05-16 07:17:27
》有可能利用生物技术高效产甲烷。
》甲烷是很强的温室气体，这样是一举两得。
赞同。
求问：“利用生物技术高效产甲烷”，其原材料是柴草么？
【固体氧化物电池(SOFC)的电介质是二氧化锆/三氧化二钇，正极材料是镍/二氧化锆，负极材料
是掺杂的镧-氧化锰或者三氧化二铟。碳熔融物电池(MCFC)的电介质是碳酸锂+碳酸钾，电极材料
书上没写F】
多谢指点。
我不懂这些具体技术。但觉得，这些化学物品其本身并不具有能源，而只是在其化学反应中“临
时”存储能量。
【那个是甲醇燃料电池，不是甲烷，燃料是液体的，工作温度在100摄氏度以下，电介质是一种
叫Nafion的聚合物，正极是铂或者镥，负极是铂。甲醇的制取可以用稻草等等。】
再次感谢。
我知道甲醇，就是比乙醇少一个碳，带的不是四个氢而是夹杂了一些羟基（好象是这个）。
我目前的了解，这些甲醇主要有两个来源：1，农作物，2，石油。
【氢的来源，我已经说了，太阳能或者地热能催化分解水。】
我的观点是：太阳能，不够用。地热就更加不够了，还不可靠。
【农田的太阳能转换效率？现在大部分的太阳能都是浪费的。】
我只是直观地考虑，太阳的光照强度，比灯泡强很多，那么按照普通的三十平米的面积，其功率
肯定要比100瓦电灯泡强烈很多。要是能够以很高的效率转换成电能，那还是很爽的。
但是目前的技术水平似乎很不够，也不知道最终能达到什么水平。
考虑到空间站或者卫星的太阳能电池也只够那些设备使用，我觉得太阳能维持家庭使用，可能也
是够用的，但是维持工业生产或者货物运输的话，恐怕够呛。
【而且石油转甲醇肯定比转汽油烧效率高得多。燃料电池除了能量密度高，而且污染小。】
石油这茬就不提了。
我的讨论，统统都是考虑石油不足的情况下。
我说的能量密度，不是电池的能量密度，而是太阳能的能量密度，或者说能源密度。
也许你有资料，北京地区的太阳能能源密度大约是多少？
【不要着急，办法总是会有的，现在很多科学家都在搞这个方面，而且有巨大的进步，很多燃料
电池已经达到商业化阶段。】
学着某种发言人的腔调说：再次重申，燃料电池，不是能源。而是一种能源的使用方式。
水能、风能、潮汐、海浪、太阳光、核能，石油、煤炭这些才是能源。
【我不认为核聚变是唯一出路，太阳能要是能充分利用起来，肯定是够用的】
是啊，我也很希望太阳能能够解决问题。
因此，正好请教一下，太阳能的功率有多大，一平米多少瓦？
【燃料电池需要的能源为什么需要从水电站电解出来的氢，我没搞懂，】
因为，燃料电池，不是能源，而是能源的临时存储器。
【我已经说了，水制氢是不需要电的。】
呃。。。。。。
恐怕是需要的。
确切地说，水制氢是需要“能源”的。
可能是电力、可能是热能、可能是太阳能。
家园 那您就需要知道“化学能”的概念了 不光是柴草，我觉得城市废水乃至什么蓝藻都可以使用。
甲醇的分子式是CH3OH,一个羟基一个甲基，所以，也可以通过煤来制取。
至于甲烷，有一个著名的化学反应叫Fischer Tropsch 反应，可以用煤合成一些低链的烃。
水制氢是吸热反应，反过来氢氧化是放热反应，这意味着什么呢，意味着单独的氢氧分子含有的总能量大于结合在一起的水分子的能量，所谓化学能，就是这样一种分子间的结合势能。
在经典物理的范围内，不止化学能，所有的能源，核能，水能，都是不能凭空创造的，只能从一种形式转化为另外一种形式，水能，就是利用重力势能，核能，则是核子间的结合势能，其实跟化学能大同小异，都是利用势能的变化。
我觉得你有些混淆概念，燃料电池不是能源，因为其能量来自燃料，那么我们也可以说水电站不是能源，因为其能量来自水的势能，水电站也不过是个储存器而已。
其实水电站所利用的水势能哪里来的，同样来自太阳能，考虑水循环你就明白了。
水力发电同样是需要“能源”的。
具体问题，如果您还有兴趣，咱们可以以后再说，enough physics....
家园 累了，休息，休息一会吧。 》那您就需要知道“化学能”的概念了 [ 夜月空山 ] 于:2008-05-16 07:56:11
是啊。是啊。
很需要大家的帮助。
》不光是柴草，我觉得城市废水乃至什么蓝藻都可以使用。
城市废水，其蕴含的能量，目前，还是主要来自石油。
而蓝藻，仍然是转化太阳能。
还是需要考虑太阳能的功率密度，一平米多少瓦呢？
》甲醇的分子式是CH3OH,一个羟基一个甲基，所以，也可以通过煤来制取。
很遗憾，煤的储量比石油好不了多少。也是没有几十年了。
》至于甲烷，有一个著名的化学反应叫Fischer Tropsch 反应，可以用煤合成一些低链的烃。
煤。
【水制氢是吸热反应，反过来氢氧化是放热反应，这意味着什么呢，意味着单独的氢氧分子含有的总能量大于结合在一起的水分子的能量，所谓化学能，就是这样一种分子间的结合势能。】
是啊。
我上学的时候学到的，也是这样的。
因此我觉得，通过水来制氢，需要输入能源。
【在经典物理的范围内，不止化学能，所有的能源，核能，水能，都是不能凭空创造的，只能从一种形式转化为另外一种形式，水能，就是利用重力势能，核能，则是核子间的结合势能，其实跟化学能大同小异，都是利用势能的变化。】
多谢。
【我觉得你有些混淆概念，燃料电池不是能源，因为其能量来自燃料，那么我们也可以说水电站不是能源，因为其能量来自水的势能，水电站也不过是个储存器而已。】
这不一样。
水电站的水的势能，来自于大气的水循环。
虽然其本质来源仍然是太阳能，但这种能，是一种能源，是“源”。
这种能量，是太阳存进去的。我们可以拿来使用。
而燃料电池，其存进去的能量，是我们存进去的。我们只能从其他途径获取能量存到电池里面。
【其实水电站所利用的水势能哪里来的，同样来自太阳能，考虑水循环你就明白了。】
是的，我上面也是这样写的。
【水力发电同样是需要“能源”的。】
那个能源，是太阳灌进去的。
而电池的能量，是我们自己从其他途径获取的。
对水能来说，是太阳存钱，我们花钱。
对电池来说，是我们自己存钱，我们自己花。
而使用太阳能直接制造燃料电池，功率不够用。
》具体问题，如果您还有兴趣，咱们可以以后再说，enough physics....
和您的讨论我很高兴。
感谢您的这么多的回帖。
累了，休息，休息一会吧。
家园 你说的这些替代方案都有其问题 乌江水电我去过,河太小了点,网上看到个7级梯度开发的计划,也只有800万的容量.而且在"环保人士"的"帮助"下,现在修水电已经难度不小了.
其他的,太阳能，风能，燃料电池,如果没有奇迹出现,再石油烧完前,要替代三峡没有什么可能.而且比如成百上千平方公里面积的太阳能电池,恐怕自己就能制造严重的环境问题.
家园 石油烧完后，公用电力公司作用不可低估 水电也是公用电力公司的一部分。
家园 主要是长江是干流，牵扯到太多的问题，航运就是其中之一 三峡工程修建以后长江客运已经大大衰败了（包括旅游客运和一般客运都是如此，除去船运本身的缺点，不能不说跟大坝有点关系）。货运，就那船闸那么慢的速度，恐怕也够呛。
太阳能，风能什么的，现在还不好说，其实燃料电池也是在利用太阳能（制氢环节）。
乌江800万的容量不错啊，横断山区的溪洛渡电站有1260万千瓦，这些都不比三峡差，而且三峡那是装机容量。
我估计三峡之所以那么急切还有解决湖北水患的问题，但问题在于，湖北的水患很大程度上跟多年的围湖造田有关，导致湖北湖南的湖泊大面积缩小消失，从而降低了排洪容量，荆江地上河跟长江含沙量增大什么的也都有关系，如果要考虑蓄洪，恐怕又会影响发电。三峡工程试图一下解决三个问题，航运（重庆），水患（湖北），电力（华中），我觉得恐怕要求太高了。不如把功能分开，前面提到的那些电站的发电量都不比三峡差，如果只是要治理水患的话，低坝不是更好么？（而且也更安全）