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主题:《茗谈114》:天坪工程 -- 本嘉明

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家园 回答一下

1 燃料电池的催化剂怎么解决?------ 这个设想,取决于燃料电池技术在未来有突破,从而使全中国数以百万计的搬运/交通用车能改用液氢。如果 燃料电池的催化剂问题解决了,我们就可以这样上马。如果解决不了,仍然走常规技术路线,从雅江发电/取水,用电网往后方送电。

2 氢气的安全问题 有这样简单吗?------所以用无人软质飞艇,一旦失火,在落地前就烧干净了,比陨石还安全。考虑到远程输电的巨大损耗和线路维护费用,每100艘飞艇里烧掉几艘还是可承受的。

3 最后 最关键的 你那个区域是缺水的-----我从雅江取水电解,获得氢气,用飞艇送往华北平原,落地后抽出氢气制成液氢,装罐零售,跟华北缺水有什么关系?抽空的气囊折叠打包,用火车运到拉萨,装汽车运回雅江边。目前BULLET580飞艇充一次气要6个小时,改进工艺多管充/放气的话,半小时就够了。如果每小时有20个飞艇起飞,昼夜不停,能转运多少“工业的血液”?中国还依赖境外石油吗?

家园 做了一点初步计算,飞艇的运输效率恐怕不太高

1.软质飞艇要求气囊内气压比外界气压高,并且这个差值要维持在一个恒定值,这样才能在维持飞艇形态的同时不对艇体材料产生过大压力。如果要求飞艇飞到平流层高度(万米高空大气压力下降至海平面的30%),那么上升过程中气囊中70%的气体都必须排掉来平衡气压,意味着整个飞艇只有30%的体积能用于载运氢气。

2.氢气临界温度低达零下240摄氏度,在此温度以上无论加多大压力都是不会液化的。通过调节氢气的相态控制飞艇升降恐怕不可行。

3.本大举例的BULLET580飞艇长235英尺(71.6米),直径65英尺(19.8米)(这还是硬式飞艇,软式飞艇做不到这么大),30%的体积就是6614立方米,按1.1倍海平面大气压计算对应的氢气重量只有589千克,对应的热值为84GJ,按本大设想的每小时起飞20艘飞艇昼夜不停,则每日输送的能量为40320GJ,平均输送功率467兆瓦。和高压输电系统相比,向家坝到上海的高压直流输电线路容量达到6400兆瓦,飞艇输送的效率不到高压输电线的十分之一。如果再算上电解水过程中的能量损失和飞艇回送过程中消耗的能量,效率恐怕只会更低。

通宝推:樱木花道,
家园 自然界有自己的规律,人只是其中沧海一粟

没有人,这个世界上照样有草原、森林、沙漠。

该是沙漠的地方,就是沙漠,该是草原的地方就是草原。

人硬要掺和一脚的话,如果是为了自己生存来扩大生产的话,那是没有办法的事情,只能由着人来做了。

如果是为了保护自然的话,还是醒醒吧,没有人,自然自己会把自己管得好好的。

家园 那你还不如建液氢超导管道

液氢运输管里泡超导电线,同时运液氢和电力。

家园 不能吧?

在青藏高原的荒野和高山间,建液氢超导管道?恐怕不可行吧。

当然,液氢在社会上大量使用后,在内地建设一些短途建液氢超导管道,就像上海的磁悬浮线路一样,小规模实践起来,是可以的。

家园 兄弟哥,人可以利用自然规律治沙的。人是有能动性的

,当然这么说你可能还是不相信,等我找到确切的办法在告诉你吧,不要老是逃避问题,一切交给自然的自净自平衡功能。

家园 为什么要治沙?

沙漠就是自然的一部分。不是要保护环境么?那就保护好沙漠吧。

如果立足于保护环境的话,远离沙漠,把它留给自然是最好的。

如果立足于改变人类生活的话,与其治理沙漠,不如把人类迁离沙漠和半干旱地区,需要的资金会更少一些。

如果要利用沙漠,想把它变成耕地,那去找水源吧,尤其是外来的水源,不要打地下水的主意,那是引鸩止渴。

前面以色列滴灌就是利用沙漠作为耕地使用,也是引入外来水源。

家园 你的事情都是押注在不确定的事情上

于燃料电池技术在未来有突破?

万一没有突破了?

所以用无人软质飞艇,一旦失火,在落地前就烧干净了

你怎么能确保不爆炸?成为一个大炸弹?

家园 谢谢参与讨论

外链出处

[FLASH]http://www.youtube.com/v/2lxSuuE9QDs&feature=player_embedded#![/FLASH]

以上是一段视频,说明了Bullet580是如何充气的,这个过程中,没有看见有任何硬质肋梁的迹象,你说这是硬质飞艇的依据从哪里来的呢?

Bullet580可以搭载货物。如果飞到6000米高空,一次可运输907公斤货物;如果只飞到760米(2500英尺)高度,则可以搭载6.8吨货物。这里面去掉遥控动力舱的重量,还能运输多少液氢呢?由于从青藏高原起飞,空气稀薄,那么可搭载的载荷肯定要比这个理想数据要低得多,但肯定比你单单计算气囊储气要多吧。

我们这个设计思路,是从抗战的“驼峰航线”而来,飞艇只要飞跃青藏高原,进入西北地貌平坦(地面交通方便)的地区,就可以降落抽气,然后立刻打包回送。因此空运的航程不太大,而且可以利用空中气流,顺风飞。飞艇的缺点是慢和不易操控,氢气又易燃,所以用无人飞艇+尽可能短途飞行,就最大限度减少了滞空时间,也就减少了空难损失(一点不损失是不可能的)。

飞艇输送效率低,其实是个伪命题,如果每小时起飞200个飞艇呢?时间不能增加,但飞艇起降场可以增加呀。

家园 加上载荷也多不了多少啊

1.关于Bullet580是软式还是硬式,我没有仔细看资料就下结论了,非常抱歉……

2.青藏高原的平均海拔就超过4500米,而按你给出的数据,Bullet580在6000米高空下只能运输907公斤的货物。扣除遥控动力舱和储氢罐的重量,剩下的氢气只会比气囊中的还要少……

3.氢气的液化可不是那么容易的,必须降温到零下240度以下,降温的过程本身就会消耗大量能量。储藏容器也必须保证非常良好的绝热,否则温度升到零下240度以上氢气就会气化,这进一步提高了成本。即使这样,液氢以体积计算的能量密度仍然比液化石油气或汽油要低得多。

压缩氢气虽然没有液化氢气这么困难,但它的体积能量密度比液氢还低,且它的储藏需要能够承受高达350-700倍大气压的耐压容器,这样的耐压容器必然轻不了,会大量占用飞艇有限的载荷。

最后,不管是水的电解还是氢气的液化或压缩,都需要设施、人工、维护的投入,电解产生的高浓度无机盐废水也需要处理,这几乎相当于建设了一座小型化工厂……

4.水电丰沛的地方都是地无三尺平,哪里有地方给超过100艘以上的巨型飞艇同时充气呢?事实上10艘飞艇可能都是非常困难的事情……

事实上我想说,既然都把公路修到电站门口了,再铺设一条电线又能多出多少成本来呢?电解-压缩-运输-飞艇回送这么一折腾,保守估计三分之一的发电量都被损耗掉了(目前商用的电解设备效率仅60-73%),实在很亏呀。

家园 谢谢你的科普

1)bullet580虽然是软式气囊,但成本不小,一艘完整的bullet580要800万美元,我估计这个气囊材料也颇昂贵。所以你认为这个尺寸最好是硬质飞艇并没有错。

2)既然藏木电站已经开建,电力后送肯定已经规划好了,但这种特高压输电不是需要输电塔使电缆远离地面的吗?这在青藏高原修建,成本(包括日后维护)和建筑难度岂不很大?

3)在主帖里,我只是提出一种思路,大家探讨,并非认定是绝对真理。这就是“就地用(水)电,只后送水和副产品(这里就是氢气)”,这样不必建长途输电线,后方电网也不必为水电进网的时多时少而烦恼。而水是对人类和环境无害的物质,可以落地输送,外泄也没有环保问题(但冬季有水管保暖的麻烦,所以冬季多送氢气,天暖解冻后多送水)。如果用氢气飞艇送氢气不可行,那可以沿公路建输气管道。在<大国重器>里已经说过,“西气东输”管道的所有技术,中国都掌握了。这样你认为可行不可行呢?

4)雅江边平地少,不能建大量飞艇起降坪。那么我们可以用气球,充气后大头在空中,这样占地就小了。

家园 I want to remind you

that the Central California Valley, now the source of 40% of the U.S. agricultural outputs (in terms of veg. mostly), comes out of a barren and desert-like land.

The whole Southern California was transformed by human interference.

家园 你得好好解释下放倒两棵小树的“罪行”

小学二年级时在小树林里用削铅笔刀剥了一棵小杨树的皮,至今想起来仍有悔意(那是一个戈壁上人为开垦出来的农场,遍地盐碱地,树的宝贵可想而知)

家园 飞艇的潜力还是不小的

今天BBC报道了一个hybrid Airlander,长宽高是91米x34米x26米,艇身容积达到38000立方米。采用浮力和气动升力,可以搭载1.25吨载荷留空21天,短航程条件下最多可以运5吨货物。设计中的飞艇更牛,载荷达到50吨。这还都是采用氦气,氢气密度不到氦气一半,可提供的升力还要稍微多一些。

液氢确实难度太高,不过采用压缩氢气的汽车已有运行,洛杉矶有不少油站可以加压缩氢气,350个大气压或者700个大气压。对于汽车来讲,要燃料箱体积和续航能力兼顾,氢气存储压强不能小。对飞艇来讲体积不是问题,存储压强可以适当降低,比方说只要200个大气压就行,以减轻压缩机的重量。像这个小型的气体压缩机就能达到248个大气压(氢气),自重仅仅135Kg。加上氢气供电设备、动力设备、气瓶,死重应该能控制在数吨。对于50吨载荷的飞艇,即使在平流层载荷仅有15吨,可能合下来也是经济的。

对于载荷较小的,那就在中低空飞好了,挂不挂压缩氢气瓶都行,大不了不上青藏高原,从海上核电船运氢。比如在英国试飞的这个混升飞艇,假设飞行高度4000米,此高度上空气密度为海平面70%。

38000立方米充70%的氢气,内部压强1.1个大气压,也就是每立方米0.1千克左右,那就是2.6吨氢气。载荷就算只有600公斤压缩氢气,加起来也有3.2吨,转换成标准煤热值就是近16吨,大概4分之一车皮。

大秦铁路年运煤能力是1亿吨,每天就是27.4万吨,除以64吨,就是4281个车皮。本大设想的一天20条飞艇,按照上面可以换算成5个车皮,看上去不多,也超过了大秦铁路千分之一的运量。一天200条就是大秦的百分之一,2000条就是十分之一,20000条……那我们就不用从山西内蒙往外运煤了。

开个玩笑到那个时候,不论是飞艇还是核电船都肯定是白菜价了。

煤炭资源虽然丰富,按现在这个用法,几十年就要烧完,何况还有雾霾问题。核电船采用快堆的话,给中国用个几百年都没问题,同时也没有出事故污染内陆的风险,大不了让船沉到马里亚纳海沟里。

除了电站发电(效率比煤高)、煤化工(取代石油进口),氢还可以用在燃料电池、压缩氢气汽车里头,进一步降低空气污染,同时取代化石能源。亿万年形成的石油煤炭,作为能源烧掉实在是太可惜了。

通宝推:本嘉明,

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家园 还是缺水闹的

光照充足,只要有水,肥力什么的统统不是问题,石头上还能长青苔呢。水份充足了,生态环境就会自然改善。我国的干旱和撒哈拉这种副热带高气压带所造成的不一样,西北尤其是新疆,就是离海洋太远,季风带来的水汽鞭长莫及。同样甚至更高纬度,欧洲有北大西洋暖流和深入内陆的西风带,气候条件就好太多。

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