新能源靠沙漠温度差发电

张学文 2004/2/29

(研究员,原新疆气象科学研究所所长,新疆自治区专家顾问团第12届成员)

 

我国目前出现了能源危机,成了石油的进口国,寻找新能源具有战略意义。

 

本人最近想到沙漠浅层(0-3米)的温度差(20-40℃)本身就是巨大的能源。我国40万平方公里的沙漠浅层温度差是可以利用的新能源。

 

据测算,我国沙漠地区每年每平方米可以得到的太阳能大约是5000-6000兆焦耳。我国40万平方公里沙漠面积上每年得到的太阳能是2*1021焦耳。它大约折合每年700亿吨标准煤。是我国煤的年消耗量的70倍。它是太阳每年送给沙漠地区的无污染的能量。

承认这个巨大的能量的存在以后,也就得考虑如何利用。一个办法是在沙漠地区铺设太阳能电池板,把电引出来。但这成本太高,不现实。

另外一个(可能效率比较低)利用沙漠地区太阳能的思路就是用沙漠浅层(0-3米深)的温度差来发电。

一册大学物理学教材上说:“海水表面的温度是25~28℃,而深层(数百米-笔直注)只有3~6℃。从而形成了20℃的垂直温度差。科学家认为可以利用这个温度差生产能量,通过热力循环方式变成机械能,再变成电能。目前不少国家正在积极研究海水发电技术”(倪光炯等编,《改变世界的物理学》,复旦大学出版社,1998302页)。

在海水要有500米的“深度差”才具有20℃的“温度差”。而沙漠里,只要有两米的深度差(沙漠表面到2米深处)就可以有20-40℃的温度差。所以沙漠浅层的垂直温度差比海水大了100。所以沙漠温度差发电可能比海洋温度差发电成本低(与海水比沙漠不流动也可能又使成本提高)。

估计实现沙漠温度差发电的方案不止一个。一个初步方案是在沙漠的深3米和0-10厘米的层次上水平散布着很多金属网(用特殊的两种金属制造),靠这些金属网的热电偶的效应就可以形成数百毫伏特的电压差。把它们恰当地串联起来,就应当是可利用的电源了。

小结一下:

1.我国沙漠地区的太阳能是一个很大的能源,相当于每年700亿吨煤的热量;

2.沙漠表面和3米深度的温度差很大(20-40℃),利用它可以提取上述能源的一小部分做为可控制的、绿色的、巨大的、可再生的、维持费用很低的新能源;

3.靠海水温度差发电的技术国外有研究,温度差比海水大100倍的沙漠温度差发电,我们应当研究。

4.如果具体技术方案可行,低投资、高效率,它就解决了我国的一些能源危机,也使我们在利用沙漠、发电技术等方面有创新(世界首创)。

 

 

 

 

作者电子信箱:zhangxw@mail.xj.cninfo.net 网站 http://potentialscience.org