巨大的技术、社会变革即将发生,不亚于人工智能ChatGPT



据科技日报记者报道:江南大学刘小浩教授团队创新性地采用结构封装法,构筑了纳米“蓄水”膜反应器,在国际上首次实现了二氧化碳在温和条件下一步近100%转化为乙醇。相关研究成果发表于《美国化学会·催化》。

大规模工业化生产酒精的技术原理图
该技术的突破,将会使得人类的储能技术获得质的突破。
不管这个技术的能量转化效率是50%、还是80%。
采用有效的技术组合,能有效解决风电、光伏的储能需求,从而解决人类的能源问题。
在未来数十年内产生高达数十万亿的经济价值。
这个技术路线如下图:

沼气中的二氧化碳是零成本的,如生物质沼气中甲烷都利用起来,能够产生约2万亿度电能,而如果沼气中二氧化碳都利用起来,采用光伏、风电制氢,在最近突破生产乙醇的技术生产液体燃料。利用新能源汽车作为备用、移动能源。将能从效率、成本和便利安全程度上压倒一切其他技术方式。
       以光伏制氢、氢和沼气中二氧化碳生产酒精、酒精使用新能源汽车发电过程的效率计算,光伏25%以上,沼气电解80%以上,假设酒精效率80%以上,新能源汽车发电40%以上。太阳能STS整体效率会在6.5%,最好效率在8%。
       作为备用能源,能达到这么高效率已经很不错了,而移动用能设备如新能源汽车,主要使用光伏直冲,伏发电效率高达25%,电动车车载电池充放电95%,电动机效率92%。纯电动车从太阳能转为车辆驱动力效率在21%以上。不考虑输配电,光伏发电度电成本已经低于0.35元。
这数十万亿的经济价值从何而来呢?
车用燃料的购买成本节省一万亿以上,中国2021年车用燃料(汽油、柴油等成品油)约2.33亿吨。按92号汽油1吨零售价9000元,折算电能约1万亿度。车用燃料度电成本在2元。而分布式光伏发电上网电价已经低于0.65元,二类光照条件以上地区低于0.35元每度。如果能够光伏直充替代车用燃料。相当每年为社会节省1.5万亿加油费。十年能节省15万亿
第二:光伏直充可以为社会节省10万亿以上的电网建设费用,不用建任何一个充电桩。
以发电量1万亿度需要8~10亿千瓦分布式光伏的规模,才能满足新能源车充电需求。光伏投资约3.3万亿以内。但输配电网和充电桩成本至少是光伏投资的2倍,保守估算在10万亿以上。
这里的两个十万亿以上的社会效益是未来十年内,新能源汽车替代传统燃油车产生的。

而新能源汽车是整个系统中的关键。
如何让新能源汽车在能源变革中起到更大的作用?
江南大学这个新的技术突破让法律法规中零碳排放等技术门槛都消失了。
让新式增程车的发展没有了后顾之忧,不用担心过时,不管用燃油还是乙醇、还是甲醇等再生燃料。
新式混动汽车耗电约1万亿度,而居民耗电也是一万多亿度。新能源汽车电池存储电能,每天充放电一次,车载36度,中国有3亿辆,每天存储电能约100亿度。如果能够加上外置相同容量储能电池。新能源汽车可以满足7万亿度电能的充放电。基本解决了储能需求。
而新能源汽车电池成本在700元每度,外置储能电池成本约为400~700元。如果每度电充放获利0.3元。充放电2400~1200次。约3~7年可以回收电池成本。因为分时复用了新能源汽车的充放电功率部件。成本得到了降低。
如果采用光伏直冲,车充车、外置电池充车辆电能。其充放电价格更高。回收成本的时间更短。
而中国目前的锂电池产能已经满足年产3000万辆汽车,每辆车载36度电能的规模。已经可以全面普及新能源汽车了
可再生燃料的普及和新能源汽车的使用将会是非常迅速展开。
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