低碳能源技术创新思维：以碳排放资源化为例

改造前，汽车是带着能源物质，吸入不需要付费的环境空气，燃烧后释放的热量让反应后的混合气体升温、膨胀，高压高温气体的膨胀势能在发动机内转换为动能，带动车辆运动，做功后尚有余热的高温废气被排放到环境中;改造后，汽车是带着超低温的工作介质干冰，通过换热器，吸收不需要付费的常温空气的热量，汽化、气化，升温膨胀，最后是高压常温二氧化碳气体推动发动机运转，带动车辆运动，膨胀释放内能后大幅度降温的低温二氧化碳气体则被排放到空气中。这个过程已经在实验中得到验证。初步估算，让发动机输出同样的动力消耗的“工作介质”体积虽是原来燃料消耗的5~8倍，而综合成本是使用燃料时的近三分之一!相当于又回到了蒸汽机时代，不同的只是工质从水变成了干冰，热量的来源不是依靠燃煤，而是取自于环境空气或水等常温物质。

改装实验中还注意到，干冰首次气化的过程，其实是一个吸热过程，也就是一个制冷降温过程，是一个非常不错的“冷源”，可以在提供动力的同时，为冷藏、冷冻运输设备提供大量冷量;为冷冻法海水淡化设备提供优质冷源。做功后，气体温度因为内能减少而再次下降，又达到-50℃或更低，还可以再次作为冷源输出冷量。

用于改造农用机械，在提供动力的同时，干冰气化后的二氧化碳也成为农作物的气肥，降低了农机使用成本，减少石化燃料消耗，还给农作物、农田施了气肥，一举数得。

冬季使用燃料燃烧供暖的时候利用新型可以回收制备干冰的锅炉回收烟气中二氧化碳，制作干冰的过程也实现燃料燃烧热量的高效率、最大化回收再利用。冬天没有植物，应将干冰储存起来;到了夏天，利用干冰吸热制冷，气化后高压二氧化碳气体推动汽轮机输出动力发电，最终排放的低压二氧化碳气体成为夏季植物的气肥，实现碳排放资源的跨时间、跨空间的高效利用、综合利用。

四、二氧化碳综合利用范例

本报告提出解决碳排放的思路主要是设法通过大幅度提高植物生长环境周围二氧化碳的浓度，来充分发挥自然界的植物通过光合作用吸收、固定二氧化碳的巨大潜力来从根本上解决大气层二氧化碳气体积累、增加的问题。实现这个过程主要有碳捕集、碳运输、碳布撒等若干环节。其中碳捕集的有关技术已经相当成熟，本报告不再赘述。

二氧化碳的运输曾经是一个较大的问题，因为这个过程中是个消耗能源、成本较高，没有经济回报的过程。现在，利用干冰作为介质，吸收环境的热量，并通过热机转化为动力输出，解决了碳运输过程的高能耗成本的问题。运输过程中少量的消耗其实也实现了某种意义的碳肥“布散”过程。下面通过几个利用二氧化碳的应用范例，来进一步解释说明。

1、干冰用于森林灭火

森林火灾时有发生，常用的灭火方法很多，但都是常规的手段。以水灭火为例，如果喷洒的消防灭火用水、灭火干粉没有直接喷淋到火源，则几乎不能发挥降温和隔绝空气的作用，即便有条件大量使用，灭火效果也不好。

以前限于经济条件和技术条件，使用干冰灭火都是“高端消费”和“奢侈品”。但是到了今天，干冰容易生产、运输、储存，目前的成本也不高了，应该考虑大量采用干冰这个非常理想的灭火材料来实现森林应急灭火。采用干冰进行森林灭火，制作成一个个干冰炸弹，通过提前布设形成阻火带，通过定时、定温起爆，或者飞机空投，触地爆炸，或者巨型迫击炮抛射、近炸引信引爆。不管干冰是否能接触火源，只要炸碎的干冰颗粒布撒在火源附近、火源的上风口、火源的高处，都能迅速气化实现降低火场温度，隔绝空气阻止燃烧的作用。气化的二氧化碳就像一张巨大的“冷气毯”，覆盖整个火场，并且随着气流的流动自动流向火源，持续气化的干冰还能有效阻止火灾复燃，实现快速、彻底灭火。

最后残留在森林火场的二氧化碳气体，是森林很好的气肥，逐渐被周围的林木吸收，没有任何污染物残留，渗入地下土壤、水分吸收的二氧化碳气体，也有利于火灾现场的植被恢复生长，一举数得。人类使用水灭火，已经数千年历史了，今天该创新、改进一下了，该淘汰这种陈旧、低效率的传统灭火方式了，

2、干冰作为动力介质

大型渔轮功率在500马力以上，每小时消耗燃油数十公升。需要消耗大量的燃油作为动力。固体二氧化碳(干冰)吸收海水的热量可以气化为50个大气压以上的高压气体，为远洋渔轮提供动力;这个过程中，约10公斤干冰相当于1公斤燃油，输出的动力相当于2~4千瓦时电力。吸热的过程还相当于制冷，提供的“冷量”可以用于冰冻海产品、淡化海水，这10公斤干冰同时累计可以吸收的热量，相当于0.5公斤燃油做功制冷的冷量。10公斤干冰气化过程还能同时淡化产生10公斤以上的淡水。综合估算干冰替代燃油的重量比为6:1，即干冰的使用量比燃油大6倍。而干冰的价格是燃油的十分之一或更低，因此使用干冰的成本是燃油的二分之一，而且实现了真正的“零”排放。

使用干冰作为动力介质，是一个非常好的环保、节能、增效的方案。首先采用的干冰是从其他直接排放到环境中的二氧化碳捕集制取而来，不是增量排放。使用过程中能量的来源取自于环境，没有消耗化石燃料;排放的二氧化碳“尾气”增加了海洋、海平面的二氧化碳浓度，甚至可以直接注入水中，增加了水体的二氧化碳溶解度，促进海洋植物、藻类的光合作用，通过食物链促进了海洋生物、海洋水产资源的再生和恢复，实现安全、低碳、减排、增效、环境友好的综合效益。这种应用方案也同样适用于海岛、远洋货轮、邮轮采用。

我们现在的高铁的每一节车都叫动车，都有独立的动力系统，高铁的车头仅仅是控制室，反而没有动力，合在一起称为动车组。如果每节车厢都能携带5吨干冰作为动力工质，则在运行中可以提供500匹马的动力长达6~8小时。在列车进入人口稠密区域时使用电力牵引，行驶到旷野、草原、森林的时候切换到“干冰”介质的环境热能动力模式，既提供了一种清洁的动力，又实现了碳布撒、碳转移，强化、利用了绿色植物固碳能力，实现了绿色动力。

这些绝非科幻，具体实施过程不存在理论障碍和技术壁垒，推广应用就在眼前。马戏团里表演的大象，都是从小就开始训练的。小象很调皮，故常把小象拴在木桩上。由于小象力量小，经过很多次试验，它都无法将木桩拖出来，时间久了，只要把小象拴在木桩上，它就知道自己无法挣脱，也就会很安分了。小象长成了大象，力大无穷，可以轻松拔起一棵大树，但却能很老实地被绳子拴在木桩上。因为从小的经验告诉它们，木桩的力量比自己大，是唯一可以拴住自己的东西。

基础科学理论确实已经发展完善，但是我们是不是还存在对理论的认识偏颇或惯性思维?应用科学理论和历史生产力发展水平相关，早期提出并沿用至今的一些应用理论肯定存在时代和历史的局限性和不足。《国际歌》有一句歌词唱得好：“要冲破思想的牢笼”。而一旦冲破思想的牢笼，走出思维定势，甩掉那根“木桩”，我们的潜力将会得到极大释放，将会创造各种奇迹。

五、后记

在撰写这篇文章的时候，开始作者的思路是为了解决温室气体对环境的影响，而“科学家们”特别是掌握先进科技手段和话语权的国外“专家”们“一致”认为二氧化碳、水蒸气、臭氧层破坏是造成气候变暖、海平面上升、南极冰川消融的主要原因。但随着相关资料的收集整理，一个意外的结论出现了，碳排放真的是造成气候异常的主要原因吗?

大气中水蒸气的含量占1%，是二氧化碳含量的25倍，靠近地面的水汽含量则更高，达到二氧化碳的100倍。二氧化碳的分子结构决定只能和阳光中15微米带、10微米带、5.2微米带等波段的长波辐射产生共振。而水汽的共振区间几乎覆盖了所有波段。翻译过来就是水汽的吸收热量、红外线的能力远远大于二氧化碳。更可怕的是我们现在推广“清洁能源”的一个重要举措就是将燃煤改为天然气和燃油，这个过程造成大量的水汽排放，不仅仅是增加了空气中吸收热量的气体，也是大幅度增加了雾霾的主要载体水蒸气的排放。

再冷静的思考一下也让人哑然失笑，地球热容量如此巨大的地表空气和土壤、海洋，怎么就能被含量不到0.04%的微量气体所吸收的热量影响了呢?我们所学的科技理论知识已经难以解释这一结论了。回答这个问题已经超越科技领域，属于政治的范畴了。因此作者为了维护自己的科技道德，从自己的科技素养和认识水平出发，在文章中最终删除了所有关于二氧化碳和温室效应的关联文字，避免对文章的严肃性带来损害。本报告提出的技术方案都是出于对环境资源、能源的合理利用、循环利用、高效利用，以创造更好的社会效益和经济效益为出发点，具有实现的可行性和商业价值。

延伸阅读：

第三批低碳城市试点11月公布 要求设定碳排放峰值目标