新能源减碳能力可以,但放热引风云雨雪能力也很强很棘手

【本文来自《所谓超级压缩空气(液态空气)储能调峰,是什么》评论区,标题为小编添加】

关于光合作用、光伏发电对比,以及全球变暖、中国各地狂风暴雨的问题。

①光伏发电转变成电能储存在蓄电池,植物光合作用转变成化学能储存在可燃物(木质纤维)中。光伏发电效率约20%左右,是植物光合作用效率约2%的十倍左右(几种典型生态系统的实际光合效率:森林为1.2%;草原为0.66%;冻原为0.13%;荒漠为0.06%,一般农田0.40%,在土地肥沃地区可达到1%至2%,在人工精心管理下的农田生态系统则可能超过6%乃至8%),区别在于后者可减碳。反过来说,前者电热所释放热能,是后者燃烧所释放热能的十倍,区别在于后者排放二氧化碳。

但若改用于交通运输,电动车长途行驶一个来回,消耗电能做功,回到原位,电能似乎平白消失了。当然这只是错觉。如果细分为多个路段来看,电能一路转变成机械能(及风能)、光能(及电磁)、声能(及固体震动、液体波浪能),这些能量最终又都会变成热能。好消息是堵车龟速前进的时候,夏季空调制冷的时候,电动车非常节约。坏消息是冬季的时候,暖气耗电太厉害(可能需要额外来一份热水)。

②塔克拉玛干沙漠可见光通道反射率约为25.8%,而近红外通道的反射率约为28.6%,普通光伏板反射率约16至22%(特殊产品最低仅1%),则有约60%光能转化为热能,与植物绿叶(及灰尘)近似,区别在于植物体内有水,大部分热能储存在水里,对气温的影响小于光伏板。反过来说,光伏板需要抽地下水清洗和降温,耗水量(足以种草养羊)和蒸发量反而大于普通森林植物。

如此,光伏发电的放热量、耗水量和蒸发量、对气温影响,都比植物光合作用大很多。

注:地球平均反照率0.3至0.35,新雪0.9至0.8海冰0.7至0.5融雪水0.4沉降炭黑颗粒脏雪0.2,东帕米尔高原一月最大值0.58七月最小值0.24,白云0.8海面约0.06乌云密布伸手不见五指0,沙漠0.4普通裸露土0.17,绿草地0.25落叶林0.18至0.15夏季针叶林0.15至0.09,新铺设沥青路面和森林火灾遗留炭黑0.04陈旧沥青0.12新筑混凝土0.55。

在过去的20年里,全球变暖雪原缩小,水库湖泊增多(水电站建设、蒸发量降雨量飙升)等各种原因,导致全球反照率降低了0.005(也就是0.5%)。

③扣除蒸发量的影响,光伏放热引风云雨雪的能力,可比肩沙漠(特殊产品引风能力或许大于沙漠)。2023年中国光伏装机容量新增2亿千瓦,累计达6亿千瓦。其中部分就近安装在非沙漠区,从而大幅增强了中国大陆引风云雨雪能力,是近期(2024年春分至谷雨前后)各地狂风暴雨的主要动力之一(另有其他新能源和工业放热效应,也就是说风电、水电、核电最终都会放热引风)。

2023年新增光伏2.169亿千瓦,按扎拉山光伏电站的高标准估算得占地面积约3337平方公里(事实必然大于此数)。

(雅砻江扎拉山光伏电站装机117万千瓦,占地约18平方公里,拟安装245万块光伏组件、5138台组串式逆变器和367台箱变……

柯拉光伏电站位于四川省甘孜州雅江县,项目分布在川西高原海拔4000米至4600米间,面积约16平方公里,装机规模100万千瓦。

龙羊峡光伏609平方公里装机容量1208万千瓦)

④总的来说,人类工业活动导致全球变暖。海洋蒸发量飙升形成高压,陆地干热气流上升形成低空低压(高空高压)从而引风(全球大气环流加速),更多低空暖湿气流北上和高空干冷气流南下,表现为更多狂风暴雨。

而解决办法当然不是退一步海阔天空,退回去就成印度了,很显然中国这一次仍然只能是有进无退,然后另想办法解决问题,答案其实也很简单,那就是压缩空气储能调峰。新能源配压缩空气储能调峰,一公一母,阴阳调和,绝配嘛!

现在的情况是,光伏、风电、水电、核电每年新增装机容量快速飙升,而压缩空气储能调峰能力却仍然在龟速试点研究状态,这就好比现在的男女比例失调、婚育和人口负增长问题,到处是狂风暴雨电闪雷鸣。

话说回来,具体操作如下:

①提前下雨解决一部分。具体操作是在狂风暴雨预警的第一时间(在尚未下雨的周边地区)打人工降雨火箭弹,或利用压缩空气定点泄压人工降雨。只要最终费用小于狂风暴雨损失,那就是赚了。

(条件合适的地方也可反向操作,略微延迟下雨。具体方案是疯狂洒水,最好是高楼洒水,狂风暴雨预警的第一时间,放假停工洒水,可谓风雨前夕泼水节,大量蒸发吸热削风从而减轻极端天气灾害。甚至允许抽地下水,相当于腾出一部分地下库容。以便防涝。并号召市民自主断电,待机电器尽量断电,无人居住的房屋也暂时切断电闸)

②四周下雨解决一部分。狂风暴雨重灾区周围,可以强化利用呼风唤雨系统(压缩空气、地热供暖回收电力、氮氧化工、工业放热引风),灾区则反向操作(泄压制冷供凉降温、泄放压缩空气增高本地低空气压、氮氧化工、放热工业暂时停产,并用白色反光材料暂时覆盖光伏板之类)。这个过程要尽量将暖湿气流引到高海拔地区(比如长江三峡),形成有效降雨(水电站发电)。

(参考:2020年达古冰川盖被子试验中研究人员给冰川盖的“被子”,是一种隔热和反光材料。这种材料主要是涤纶、腈纶、锦纶等高分子聚合物的合成纤维,具有良好的防水和保温作用,同时具有防紫外线、耐寒冻、抗化学腐蚀和抗生物破坏的能力。)

③提前停止下雨解决一部分。根据南北冷热气流强弱变化(雨区向北或向南移动),选择在北侧重新大量放热(削弱高空干冷气流对灾区的影响)或在南侧大量制冷人工降雨(削弱低空暖湿气流对灾区的影响)。

综上所述,新能源减碳能力可以,但放热引风云雨雪能力也很强很棘手。然而让中国倒退回去是不可能的,只能是勇往直前。解决办法则是加快压缩空气储能调峰(呼风唤雨系统)能力建设,灵活利用各地工业产能(加班或暂时停产检修),从而削风控雨,造福人民,助力中国伟大复兴。乃至最终实现全球共产主义。

补:

关于未来几年光伏、风电装机地理原则:

新增光伏装机尽可能在沙漠地区(以及荒漠草原、山脊森林火灾隔离带)。并大力建设沿海风电,南岭一线风电基地,秦岭淮河一线风电基地。

以此为准,在沙漠建设光伏电站可继续补贴。反之,占用耕地建设光伏电站的,除了变更土地用途的罚款之外,还应该加罚一项【风雨自然灾害补偿金】。至于城市建筑屋顶光伏,可逐渐推广普及透明光伏作为替代,也可通过压缩空气供凉打包解决(也可收取些许费用,均摊成本)。另外,灾区一定范围内,不建议再推广普及(微型)家用空调,应该尽量改为超级巨型空调(压缩空气)。

最后,再次强调,光伏只是其一,而且只是发电端,相应的则是以家用空调和待机耗电为代表的用电端。一座千万级别人口的大型城市,一年全部设备的待机能耗加起来将近2亿千瓦时。人均每年待机能耗约20度电,而且这个数字还在逐渐攀升。所有新能源电力都必然会在使用后变成热能,而蓄电池储能每天两充两放无助于改善气候,唯有抽水蓄能和压缩空气储能可以改变这种热能的释放时间,从而减轻极端天气灾害。因此,除了大力建设抽水蓄能电站,中国应该尽量加快压缩空气储能调峰能力建设。

中国地理气候关系(以及跨流域引风云雨雪操作):

春分至谷雨前后,南岭两侧雨季。618梅雨季节712,秦岭、淮河两侧。大暑至处暑,阴山、燕山两侧雨季,南岭再次下雨。

南岭两侧,春分3月20日,清明4月5日,谷雨4月20日(此期间秦岭、阴山集群引风云雨雪,南岭集群反向操作,以分散风云雨雪)

立夏5月5日,小满5月21日,芒种6月6日(三大片区应该是互相衔接的,这一段时间大雨应该分别属于南北两地)

秦岭、淮河两侧,夏至6月21日前,小暑7月7日后(超长梅雨开始时间可能比较接近芒种,结束时间比较接近大暑)(此期间南岭、阴山集群引风云雨雪,秦岭淮河集群反向操作,以分散风云雨雪)

阴山、燕山两侧,大暑7月23日,立秋8月7日,处暑8月23日(同理。秦岭淮河集群引风云雨雪,南岭、阴山集群视情况决定是否反向操作)

另:

(秦岭淮河北侧)

2021年7月20日08时至7月21日06时,河南中北部出现大暴雨,郑州、新乡、开封、周口、焦作等地部分地区出现特大暴雨(250~350毫米),郑州城区局地500~657毫米;上述部分地区最大小时降雨量50~100毫米,郑州城区局地最大小时降雨量达120~201.9毫米(20日16~17时);河南郑州、新乡、开封、周口、洛阳等地共有10个国家级气象观测站日雨量突破有气象记录以来历史极值。

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