光液技術細節之五——路在何方

作者：梁云

摘要：（1）太陽能利用方式LY系統有可能改變人類能源獲取和使用方式。這個改變的過程是緩慢的，而且目前還不明確該如何進行。

（2）作為一種不成熟的利用方法。如何去學習、研究、實踐和實現。

（3）LY系統能否成功。是否有實用價值，能否在能源舞臺占據一席之地，甚至成為主要的能源方式？

關鍵詞：太陽能；光液；發展；LY系統。

0背景說明

太陽能利用lightyear系統對太陽能利用的理論效率非常的高。成本也低廉。根據相關理論研究。其太陽能理論利用效率高達30~70%。但是，這一個未成熟的技術，這是未發芽的產業種子。如果LY系統，不能在各種能源利用方式的競爭中勝出。只會有胎死腹中的悲慘命運。

LY系統應該如何從這個競爭中勝出呢？用兩個詞，四個字可以概括：效率、成本。

效率上理論效率很高，看著很美，但又不能想得太美，更怕做起來動作很丑。雖然理論上太陽能轉光液（醇類：甲醇、乙醇，醚類：二甲醚、乙醚，酮類：丙酮等等由太陽能提煉出來的液態氣態燃料）其理論效率高達70%。但局限于太陽能獲取和轉換方式的局限。實際做出來的效率可能低到25%以下。再經過卡諾定律的熱機發電30%限制，光液用最終利用上的電能可能是8%。但如果這個最終發電效率達不到25%。光液的競爭力仍然弱于光伏。

當光液的度電成本相當于光伏、光熱，且LY系統解決了儲能問題。LY系統能在經濟上勝出。LY系統的成本能否低于光伏、光熱呢？目前采用定日鏡，塔式熔鹽儲能的度電成本在1.2元。如果使用800℃炭熱儲能，天然氣煤炭不燃燒，完全轉化為CO、H2。也就是說16噸甲烷、12噸碳和36噸水生產了64噸甲醇。通過管道輸送到消費終端。這樣調整之后，光熱發電量并沒有減少，只是增加了20%不到的聚光面積。按照每產1度電可以產1kg甲醇計算。原料成本甲烷1~1.2元（LNG4500元/噸），煤炭0.25（煤1000元/噸）。水費可以忽略，成本約2元的甲醇終端售價3元（原料和產出都是零售價格）。如果使用沼氣替代甲烷天然氣。沼氣成本更低，煤炭的使用量上升。但是煤炭、沼氣聯合使用需要的熱能增加十倍，聚光面積增加。成本仍然不容樂觀。總之，就目前技術水平。分散、小規模（10KW聚光峰值）光液生產技術仍然沒有成本競爭力。

當然，在天氣然產區、光照條件非常好。如卡塔爾，可以利用煤炭和天然氣、陽光不產生氧氣的情況下生產光液（按中國LNG到岸價格2000元/噸，煤電600元/噸，甲醇的原料成本約0.65元/噸）。得到如甲醇、或乙醚高熱值光液，便于能源運送。并發得到大量電能。這樣的資源特性下。光液技術是有競爭力的。

Lightyear結構的汽車，卡車和高鐵、輪船可以利用光液跟柴油、重油的混合燃燒。如甲醇跟航母的重油燃燒。卡車廢熱重整甲醇和柴油一起燃燒。當前的政策更多是嚴格要求小汽車，卡車和輪船的清潔燃燒沒有考慮，而一噸原油煉出來的重油、柴油是汽油的兩倍以上質量。并且重油、柴油燃燒都不充分。卡車、輪船的節能治污空間更大，也更有經濟價值。

下面，回歸生物質、陽光生產光液、肥料、電力的實現討論。

1LY系統的實現

使用化石能源作為原來生產光液只是初期技術未成熟的的權宜之計。LY系統的最佳原料是生物質。但生物質變成沼氣，沼渣碳。或者生物質氣化的種種利用方式在目前看來都不具備經濟競爭力。為什么作者認為生物質和太陽能的結合才是最佳的呢？

首先，化石能源終會枯竭。再次化石能源分布不均。第三化石能源會導致溫室效應。第四如果不承認第三點就必須承認這一點，化石能源不如生物質成本低。第五生物質沼氣的碳氫比更適合于生產光液。第六生物質生產光液太陽能利用效率更好，第七生物質可以產生肥料，第八，欲加之獎何患無辭。

可是當前太陽能聚光達到很高的溫度才能使得生物質、或化石能源有可能轉變為光液。這是影響整個LY系統的首要制約因素。下面從多個方面去討論如何避免這制約因素

1.1人、物、時間、地點、起因、發展、高潮、結果

什么人才能實現LY系統呢？美國人被特朗普特不靠譜的老人家帶壞了，日本人老齡化已無雄心，西歐阿拉伯都是資源家底豐厚花錢不眨眼的土豪世家，不會在意花錢。印度和非洲兄弟需要發展其他更重要的事情，拉美東南亞等國家忙著娛樂踢球等等。天降大任于中國人。這個事情只能是中國人來完成。看看光伏，風電，新能源汽車，中國已經如火如荼，風生水起。

什么樣的物承載了LY系統的實現？生物質，化石能源變成光液的的最佳承載物是光熱發電站，加油充電站，車。小規模（峰值聚光數百千瓦以內）的光液生產系統不具備經濟性。但加油充電站可以改變這個現狀。交通的能源價值較高，可以在經濟上彌補光液的高成本。

Lightyear結構的交通工具在使用光液作為燃料，加入太陽能的儲熱情況下，太陽能的凈發電效率有望達到30%。遠超過光伏凈發電效率15%。

時間，從什么時候開始呢？LY系統的理念不被人接受，作者將該系統的一些部分內容投稿到專業學術期刊，目前為止除了付費刊出外，無一例外都被拒稿。拒稿理由較多的是不屬于本刊主流報道內容，沒有創新，觀點不清晰，圖片不清楚。有些認真審稿人認為文章論證不足，需要作出實踐有真實可靠的數據才能說明這樣的方法可行。更有些人痛斥為偽科學、騙術。所以說目前，LY系統目前還沒有開始，還在需求讓人接受觀點的階段。

地點當然是在地球上，起因是人類為了追求更好的能源、環境及經濟價值。

發展是一個持續數十年的過程：最初的發展是lightyear結構卡車，農機的廣泛應用。因小汽車的增程器功率較小，發電效率較低（22%~28%低于內燃發動機效率）。而卡車的增程器是100KWe，是四缸發動機柴油高效（50%）汽油高效（40%）區間。利用當前成熟技術組合。數百千瓦發動機+數百度電電池組構成的lightyear結構卡車有望最新破題，成為無人駕駛貨車。

小汽車也同時發展，而模式不一樣。200公里續航，電池組約20~30度，15分鐘快充80%（充電功率60~120KW）。這樣的電動車已經能滿足絕大部分時間的用車需求。而20KWe增程系統可以解決超長續航如1000公里以上的續航。當電池電量耗盡時，需要同時加油充電。這樣很完美解決了汽車的續航問題。而低電量的電池組。提高了汽車安全性能。即便電池電量完全短路。20度電也不能把電池組加熱到可燃點。

如果lightyear汽車發展起來了，并加入了光液和太陽能儲熱的利用系統。光液的市場就此打開。光液的發展也就走上正軌。

高潮是光液技術具備經濟競爭力后，大力發展普及。結果是光液技術占據能源使用份額的10%以上。

1.2突破口

利用太陽能生產光液，有很多待突破的技術突破口。比較重要的如下：

第一個突破口是lightyear混動車/船，只有交通工具這個高能源價值使用工具的光液市場建立起來。光液技術才能發展起來。

第二個突破口是聚光器件，當聚光400℃的聚光系統成本降到600元/KW的時候。光液利用發電約2~5年可以收回成本。

第三個突破口是碳、甲烷和水生成CO、H2的最高反應溫度。如果溫度能降低600℃，甚至400℃。那整個系統的競爭力將會秒殺一起其他方式。

2結論

LY系統有可能根本無法實現，也有可能在某些場合具有應用價值。而LY系統的廣泛應用需要更多技術進步，需要很長的時間。最終LY系統的實現會是什么樣子還是一個謎。

特別說明：本文為個人學習心得,觀點文章。內容原創。標明作者：梁云，轉載自網絡的情況下，允許任意轉載。作者學識非常膚淺，難免錯漏。如您有任何看法和意見，歡迎評論或聯系作者。

審核編輯 黃昊宇