全球能源增长200倍、低成本盾构机是关键


全球能源增长200倍、低成本盾构机是关键。
根据全球能源消耗水平,地球与月球上自然聚集的氘氚、氦3等核聚变燃料,仅可供人类使用1万年。采用氘氚作为燃料,可持续时间长达100亿年,然而我们尚未找到开发这种能源的有效方法,商业化更是遥不可及。因此,核聚变的总量依然有限。
假设我们将人类能源的利用上限提升1000倍,即便实现100%的核能转化效率,那么核聚变只能维持10年之用。

按人类能源利用增长速度,核聚变无法满足未来能源需求。
如何突破地球能源利用的天花板?
每吨水蒸发约需650-700度电,地表水蒸发6年吸收的总能量也足以支撑人类1万年。这相当于氘氚(氦3)核聚变的总量。地表年蒸发水资源达505万亿吨,其中10%成为地表河流或冰川水资源,总量约50万亿吨,这50万亿吨水吸收的能源相当于人类现有能源的200倍。

地球陆地总面积的三分之一(约5000平方公里)的荒漠沙漠调入充足的水资源,以最少蒸发量1米计,可蒸发50万亿吨水资源,所吸收的太阳能总量也相当于人类年消耗能源的200倍。若其中千分之一转化为水电,即可产生32.5万亿度电能,这个发电量只需要1/10左右的蒸发量,即5万亿吨,2000米的水力发电落差就能达到。(据统计,2021年全球消耗的一次能源折合电能约180万亿度,实际发电量为28万亿度)。

而在干旱地区水蒸气的流动,会产生更多的风能,原本干旱的地区光照条件也更好,更适合发展光伏。
因此,从人类能源自主利用的角度来看,向干旱地区调水是提高能源利用总量的最佳选择。而从经济角度考虑,新的适宜人类居住区面积相当于月球表面的四倍,经济价值更为显著。
火星表面总面积与地球陆地相当,若想大规模开发火星及月球,使之具备类似地球环境,所需的能源总量将是当前的1000倍。

当然,用调水需要考虑地球生态平衡,避免水资源的过度利用。其次,这类方法不需要大量的技术研发投入,也不会面临环保、安全等问题。从实际实施角度看,调水发电比核聚变更具可操作性。
来源微信公众号:大国科技学苑。 编辑:李小侠 微信号:kejigujin。
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更关键的是,随着全球气候的变化,干旱地区越来越多。而通过向干旱地区调水,将不仅是缓解能源和水资源短缺问题,同时也是保护地球生态环境的一个可行选择。

目前全球已建成的水力发电站总量超过2000座,年发电量约为5万亿度,相当于地球上所有核电站年发电总量的数倍。
未来,随着水力发电技术的进一步发展和全球水资源的不断开发,调水发电的潜力将是巨大的。

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