
新能源與傳統(tǒng)能源如煤炭、石油等不同,如果進一步研究,我們可以發(fā)現(xiàn)新能源的發(fā)展也有個階段性的問題。
現(xiàn)代的移動通訊,第一代是模擬移動通訊,后來發(fā)展到數(shù)字移動通訊, 2G、3G,一直發(fā)展到現(xiàn)在的5G。所謂G就是第幾代的意思,比方說5G就是第五代的意思。借用這個概念,新能源發(fā)展也可以分為幾代,舊能源煤炭和石油包括木材,已經(jīng)被人類使用了好幾百年。水力發(fā)電的出現(xiàn),可以說是第一代的新能源,水力發(fā)電無污染,是一種可再生能源。水力發(fā)電的規(guī)模可以做得很大。比如說三峽上游的幾個大型水電站,如溪洛渡、白鶴灘、五強溪等大型水電站裝機容量都在幾百上千以上,總?cè)菁{甚至比三峽水電還要大。這是水電站利用川流不息的河水發(fā)電,是清潔的可再生能源。
隨著科學技術的發(fā)展,近年來又出現(xiàn)了風力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電等。利用海浪、潮汐和洋流來發(fā)電,這也是可再生清潔能源,可以算是第二代新能源。它的缺點是發(fā)電容量過小,供電不夠穩(wěn)定。
第三代新能源應該是醇基燃料。醇基燃料以甲醇和乙醇為主。甲醇的俗稱是工業(yè)酒精,乙醇的俗稱為食用酒精,甲醇一般是用煤提煉的化工產(chǎn)品,乙醇可以用草本植物,例如蔗渣、秸稈等或者糧食發(fā)酵釀造而成,也是一種可再生清潔能源。第三代新能源的缺點是它們的閃點太低,容易發(fā)生爆炸,如果用來直接放在內(nèi)燃機燃燒會損壞發(fā)動機。但這種新能源燃燒起來較為清潔,不會產(chǎn)生嚴重的環(huán)境污染,如果采取一定的措施,低溫爆炸的缺點也會得以克服,所以說醇基燃料也是一種較為理想的新能源。
第四代新能源應該是聚變發(fā)電,特別是冷聚變發(fā)電,是一種無污染無輻射。它的燃料取自海水,來源廣泛,價格低廉,是人類終生可用的可再生清潔能源。目前自然界中有兩種核能,一種是裂變,另一種是聚變。核能除了可以用于武器,如原子彈、氫彈、中子彈等,還可以廣泛應用于民用,如遍布世界各地的核電站就是利用裂變核能做成的。但是,目前為止聚變核能還未成熟開發(fā),聚變核能無污染無輻射,是自然界中的一種可再生能源。它的燃料來自大海,來源廣泛容易采集,是人類終身可用的可再生能源。它的開發(fā)成功將一勞永逸地解決人類的能源問題。
核裂變能源是目前廣泛應用的能源,它已經(jīng)廣泛應用在遍布世界各地的核電站和核動力艦船之中。但是核裂變的缺點太嚴重,它的廢料有強烈的放射性,半衰期長達千年之久,難以處理。裂變核電站也很容易發(fā)生核事故,一旦發(fā)生波及范圍很大,危害時間很長,就像蘇聯(lián)的切爾諾貝利核電站和日本福島核電站事故那樣。應該說明的是,核裂變所用的燃料鈾,在地球上的存量也是有限的,所以說核裂變并不是一種可再生能源。
在自然界中,絕不會只有一種方法達到一個目的。常溫核聚變, 又稱冷核聚變,是指在理論上接近常溫(1000K以下)、常壓和相對簡單的設備條件下發(fā)生核聚變反應。核聚變反應中,多個氫原子被強行聚合形成一個重原子,并伴隨能量釋放。冷核聚變即是現(xiàn)在所用更正名稱——“低能量核反應”的通俗名稱,隸屬于凝聚態(tài)物質(zhì)核科學。
實驗表明,冷核聚變需要用二氧化氘作為燃料,但是二氧化氘的造價過高,而且是核武器的制造原料,屬于全世界管制物資,很難在市面上購買。為了解決冷聚變?nèi)剂蠁栴},經(jīng)過多次反復試驗,現(xiàn)在可以從海水中提取含二氧化氘量20%以上的海水濃縮液。經(jīng)過國內(nèi)權威機構測試,這種濃縮液完全可以作為冷聚變發(fā)電設備的燃料。這就是新能源冷聚變?nèi)剂稀?/span>
廣州聚變科學研究所正在研發(fā)的冷聚變發(fā)動機是一種新能源汽車發(fā)動機。如果用這種發(fā)動機做成的新能源汽車,使用海水濃縮液作為燃料,每公升燃料可以使汽車行駛1300公里,而且是零排放無污染無輻射。
冷聚變動力汽車是一種新的產(chǎn)業(yè),按照目前我國汽車年產(chǎn)銷量2000~3000萬輛來計算,可創(chuàng)造一個數(shù)萬億元的大產(chǎn)業(yè),前景是可觀的。(作者系廣州聚變科學研究所所長兼總工程師)