绿色能源取代核燃料和矿物燃料发电的倡议

绿色能源取代核燃料和矿物燃料发电的倡议
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作者：冯忠华博士，中文翻译：林光前
2008年7月18日


2008年7月17日，美国前副总统戈尔发表重要演讲。目的是适时通告一项重要的有关美国能源独立性的公民立法创议权，倡议十年内，即到2018年，将所有美国的电力生产转换成绿色能源。该倡议是明智之举，令人钦佩。然则它现实吗？能否实现？如何实现？目前美国发电使用的能源，70％为矿物燃料，20％为核燃料，只有10 ％太阳能、水力、风力和其他形式的可再生能源。本人的答案是，这一雄心勃勃的目标是可以实现的。只要国家采取行动，努力协调，一致支持太阳能斯特林发动机(外燃机)的发展计划，就能逐步取代现有或大或小的矿物燃料发电厂。蒸汽机是19世纪的象征，内燃机是20世纪的代表，斯特林发动机(外燃机)则是21世纪的骄傲。任何形式的热能都能从外部驱动，包括太阳能、燃气、固体燃料、液态燃料、废热和地热。只要是热能，斯特林发动机(外燃机)无所不食。

美国是一个拥有庞大资源兼具奋斗精神的国家。只要看看我们在第二次世界大战期间压倒性的飞机制造能力，可见一斑。半世纪后的今天，世上依然没有国家 能及。将这种资源和精神用于绿色能源发电的开发，定能圆满成功。绿色能源发电政策使美国在太阳能斯特林系统的制造上遥遥领先，无人赶上。开发宣传绿色能源发电，势必使我们成为最大的能源技术和斯特林发动机出口大国，创造世界上绿色能源技术和产品出口的历史。绿色能源技术和产品的潜在市场，加上我们大幅减少石油进口，则我们的贸易赤字可减少一半以上。美国极需一个象戈尔一样有抱负、有使命感的总统。

二十四年前，本人在中国上海召开的第二次斯特林发动机国际会议上发表主题演讲，题为【斯特林发动机在中国未来发展的美好前景】，并将美国斯特林发动机(外燃机)技术转移给中国。当时的构想是，让中国将这种体积小的太阳能斯特林发动机作为生产可再生能源的技术，在全国范围部署。推动斯特林发动机的最佳外热源，毫无疑问是太阳能。相对传统内燃机，以太阳能作为斯特林发动机的动力，其运作原理十分简单，从生态和可再生的角度，他们是最佳组合。与内燃机相比，斯特林发动机在应用方面可尽量小型化，没有阀门，不用气化和点火系统，生产成本最低。工作气体被密封在斯特林发动机里，发动机汽缸从外部加热。太阳能斯特林发动机绝对不需要传统内燃机的进气和排气阀门。因此，尽管斯特林发动机机械效率很高，却很简单，维修费用极微。最重要的是其高热能集聚能力，相较太阳能光伏发电板，它更适合大型电力事业。作为替代公用事业发电，同一发电规模的太阳能光伏发电板效率过低，成本过高，占地过多。

本文撰写之日，两个最大的太阳能斯特林发动机电力厂仍在建设中，他们是南加州爱迪生公司在加州莫哈韦沙漠兴建的太阳能发电一厂和圣地牙哥燃气和电力公司在南加州皇县兴建的太阳能发电二厂。两个项目的设计发电量加起来共175万千瓦，等于两个大型核电厂。

太阳能斯特林发动机是如何与核电厂匹敌的？两个太阳能斯特林发动机项目所采用的技术称为阳光接收器，是一种高度集聚利用太阳能的技术，光电转换率达31.25％，保持着太阳能发电技术的最高效世界纪录，远远超过任何竞争对手，发电成本只有光伏发电的五分之一甚至十分之一。每座阳光接收器高38英尺，宽40英尺，能生产25千瓦的电力。意味着它发出的每千瓦电所需空间要比光伏发电少得多。太阳能光伏发电板占地大、电价高、效率低，在与斯特林发动机系统竞争大型公用事业供电技术时被取消资格。

由于防核辐射和泄漏的严格监管条例，所有核电厂都必须安置在强化遏制泄漏的室内。所有的冷、热水循环系统都必须严密保护。因此，核电厂的成本实际上高于同规模矿物燃料发电厂，建设周期也过长。尽管所有核电厂都设计了安全系数，机械故障和人为失误仍在所难免。如美国三哩岛意外和俄罗斯的切尔诺贝利事故就是例子，后果让人无法接受。

发电需要巨额能量，太阳能斯特林发动机系统在与中国和其它大国选择的核能和可再生能源的优势对比中遥遥领先。加州为斯特林发动机投赞成票更让其声名鹊起。我们不该观望。三哩岛事故三十多年来，美国一再推迟核电厂的建设，值得赞扬。我曾在田纳西谷核电厂销售时任中国国家核能公司的代表（请见所附我和核能公司的合同） 。三哩岛和切尔诺贝利的噩梦依然困扰着我。

四川史无前例的大地震发生后，世界上任何地方建设庞大水力发电厂如三峡的计划，即使不被永远放弃，也有可能被推迟相当长的时间。只有中小型水电站安全可行，能被接受。
太阳能斯特林发动机的无污染和可再生是不争的事实。此外，其最大优势是，发动机维修率低，短期内可回收投资。太阳能斯特林发动机不象柴油机和蒸汽轮机，无需许多额外辅件。在太阳能斯特林发动机工作的流体永久密封。引擎在设计寿命期内不必更换或处理。相对蒸汽轮机的锅炉和柴油发动机的燃烧室，其没完没了的保养和维修大大增加业者的经营成本。再者，不论锅炉蒸汽机还是柴油引擎，排气系统所造成的污染早已恶名昭著，毋庸赘述。没有核电厂是永久性的。老旧核电厂终有拆除之日，安全从未得到适当解决。

归根结底，不论是国家政策还是地方措施。减少环境的污染、让地球摆脱长期核辐射还是减少国家的财政负担，不论为的是上述哪一点，选择使用太阳能斯特林发动机，都是最可行的解决方案。

大型斯特林发动机发电厂可用小单位模块逐步扩大。他们的光电效率比太阳能光伏发电板高得多。建议选择使用斯特林发动机为绿色能源发电的政策，是基于我作为一个有20多年经验的国际太阳能斯特林发动机技术转让专家。1970年代，美国石油的24％需进口，1990年代为42％，今天，石油的70％需进口。交易额达惊人的7,000亿美元之谱。增加的趋势、沉重的负担，绝对不可持续下去。

我们必须坚定地支持戈尔，把他主张的绿色能源政策作为国家的优先事项。美国作为世界领袖，在可再生能源政策上必须以身作则，扮演一个负责任的角色。其他主要的矿物燃料消费国如中国、印度、印度尼西亚和巴西将不可避免地跟进。对于我们在此表述的太阳能发动机充分明显的优点，如不将其作为美国绿色能源发电政策的当务之急纳入考虑，实在不合情理。再说，财务上美国将成为世界历史上能源技术转移的最大受益人。

事实上，美国太阳能斯特林发动机技术早已成熟。美国绿色能源发电政策使太阳能斯特林系统在制造上遥遥领先，世界无人能及。太阳能斯特林发动机系统的出口潜力，除满足世界其余地区的迫切需要，将极大地刺激美国低迷的经济。加上减少石油进口，美国的贸易赤字的逆转将指日可待。总之，减少石油进口加上世界追随我们的绿色能源政策，石油价格的投机行为毫无疑问将立即停止。世界绿色能源发电政策一经协调，石油价格应声下跌一半以上将不足为奇。绿色能源发电势在必行，我们的下任总统必须表现其远见卓识的领导才能，赞同戈尔的主张，并将其作为我们的能源独立政策。如蒙邀请，我们将很乐意和国家能源决策机构及当地政府首脑共同讨论这一议题。
为了绿色能源发电政策，加油！

太阳能斯特林发动机伙伴公司
总召集：冯忠华博士
中文翻译：林光前


参考图片：

南加州斯特林发动机发电一厂
Ø 规模：50万千瓦，可扩建到85万千瓦
Ø 2万－3.4万个碟型太阳能斯特林发动机系统
Ø 20年购电合同



本项目第一阶段开发50万千瓦总发电量，接着发展第二期，总发电量扩大到85万千瓦。
本发电厂所发电力的销售是根据爱迪生国际公司的子公司南加州爱迪生公司签订的一份20年购电合同。

布什总统参观建筑中的太阳能斯特林发动机系统