殊途谁先归？从“天基发电站”回望，不用电空调如何再塑地球

在“双碳”的时代背景下，科技力量在八仙过海各显神通地努力。为找到一种或者几种技术路径，一劳永逸地解决人类的能源之虞，终极能源的探索更是举世瞩目。探索终极能源，最有影响的是托卡马克装置，即人类直接生产核聚变能的“人造太阳”。沿着这个“人造太阳”的上下求索，虽然已经穿越半个多世纪的时光，却始终被“永远需要50年”的魔咒所困扰，难以登顶终极能源的巅峰。

“天基发电站”不同于托卡马克装置的直接生产核聚变能，它是获取、利用太阳辐射出的核聚变能变现为终极能源的技术路径。

钡-钳一体钳温器作为一种不用电空调技术，从太阳辐射到地球的核聚变能中“套现”出源源不断的清洁电能，就把地球再塑为了“地球发电站”，也把太阳的核聚变能变现为终极能源，是与“天基发电站”殊途而同归的又一路径。

一、钡基电池专利技术的无温差发电，探寻终极能源的新原点

无论是否被重视，基于不同原理的无温差发电已经次第出现，从热电电容器、石墨烯电池，到无偏二极管，虽然只是点点星火，却也昭示着成就不大的温差发电即将走进历史深处。近期揭开面纱的钡基电池，更在宣告着无温差发电正趋成熟。

钡基电池无温差热电转化专利技术，“从单一热源吸收热量做（电）功，且不放出任何热量地全部转化为电能”的专利技术，修正了热力学第二定律开尔文表述“不可能制成一种循环动作的热机，从单一热源取热，使之完全变为功而不引起其它变化”、即单一热源的废热不能全部转化为机械能的理论，丰富了热力学第二定律关于热电转化的内容。

钡基电池的结构不同于温差发电的结构，实验证实它不但在实践中能够无温差发电，而且在理论上也把热力学第二定律从热-机转化推进到热-电转化，从“不可以100%”升华到“可以100%”，即钡基电池“可以实现将热量从单一热源100%转化为电能”。

有别于包括化石能源在内的传统能源先转化为高品位热能，高品位热能再转化过渡为机械能、由机械能进一步转化为电能的间接热电转化过程，钡基电池的热电转化是从热能直接转化为电能的过程。不但直接转化高品位热能，“高效率地对低品位热能的热电转化”，已经成为钡基电池特有的基因片段。这个基因片段一经植入新技术路径衍生出系统功能，就能够化腐朽为神奇，使无处不在、被弃之如弊屐的低品位废热、转化为时空随机、非间歇性的清洁电能，也就是开掘出了终极能源的宝藏，这无疑是不用电空调把地球打造成“地球发电站”的前奏。

二、把太阳的核聚变能转化为终极能源，两条天差地别的技术路径

1、“天基发电站”是滞留在太空的光伏发电站

寻求更加高效的太阳能利用方式，人类的目光从地面转向了太空，提出了光伏发电站建造在绕地轨道上的“天基发电”计划。

去年，英国方面宣布开发总投入金额170亿英镑、周期为12年的太空太阳能发电厂。据测算，它要比地面相同规模的光伏发电站的发电量提升13倍以上。

但是，建造这个发电站需要从地面上发射300多次火箭，将建造太空发电站的各种部件以模块化的方式部署在近地轨道上；然后通过太空机器人在距离地面3.6万公里的轨道区域内，将这些模块进行系统组装，形成近10公里宽的太阳能“组合板；这个巨大的太阳能电池板滞留在太空，能够全天候、更充分地收集到太阳能、并以微波的形式发送给地球，然后通过地面巨大的接收天线阵列将其转化成电能。在这个过程中，还要避开太空垃圾的碰撞。这一道道技术难题，以目前的科技水平来看道阻且长。

我国“天基发电站”虽然起步较晚，但是谋划最精细，准备也最充分。我国已经启动了2个阶段不同的的建造项目，一个是2030年前建设一个兆瓦级的小型“天基发电站”。另一个是在2050年前，发展一个百万千瓦级的“天基发电站”。

但是，“天基发电站”也是一条历经漫长风雨的技术路径。日新月异的社会科技，和始于多年以前、如今仍在持续深耕的技术路径存在着矛盾。一个成熟的技术路径一旦自成一统封闭起来，缺乏与社会的随时互动、不能及时吸纳科技新成果，就可能故步自封、一意孤行。

被寄予厚望的托卡马克在既定的技术路径上艰苦跋涉时，也在不断揉入新的科技元素：不久前，人类仿生枪虾而开发了超级加速气枪，把核聚变燃料加速到10倍音速以上甚至是20倍音速，然后经过特制的弹射过程产生坍塌冲击波，瞬时压力较海平面大气压力高出近10亿倍，最终开启聚变反应。这样的弹射聚变，可使托卡马克可以降低成本并提高效率。

托卡马克尚且如此，“天基发电站”也肇始于1968年，这样获取和利用太阳核聚变能的技术路径，不能封闭起来、与蓬勃的社会科技擦肩而过，而要自觉与路径之外双向互动，迎接技术变革和挑战。钡-钳一体钳温器带着青涩，就是在这样的背景下，从新时代的科技成果切入，打造与“天基发电站”同方向、后出发的新技术路径。

2、钡-钳一体钳温器再塑“地球发电站”

钳温器从制冷功能这个本质需求起步，走出的迥异于包括传统空调逆卡诺循环在内的“热交换”技术路径。

同时获得两个专利授权的钳温器技术，由几个成本低廉的成熟商品作为部件，它们发挥了各自与热能相关的优势：a、热管导热能力远远优于金属铜的超导热；b、固-固、固-液相变材料潜热状态的大储热量和温度平台；c、热电转化部件把热能转化为非热形式的电能。钳温器把“热管、固-固、固-液相变材料、热电转化部件”组合起来，构造了“高温向低温传递热量”的技术路径，来实现目标物自行被钳温的系统功能——目标物废热被热管快速导出、废热再被导入潜热状态、具有恒温平台的相变材料中大量暂储、相变材料中暂储的废热进一步被热电转化为电能而最终摆脱掉热能形式”，至此完成一个钳温过程。“快导出、多暂储、转化掉”，该过程循环往复，直至将目标物钳温到人为设定温度。

钳温是同时既“自源钳温”又“废热发电”的“嵌合性”制冷过程，通过自源“热转化”去直接制冷固、液体目标物。被直接钳温的目标物可以再迭代制冷所封闭的气体目标物，间接等效出传统空调“制冷空气”的功能。它是真正的不用电空调、零碳源乃至空调发电，应用范围远大于传统空调，称作“不用电空调”只是方便理解的生活化表达。

高效、实用的钡基电池用作钳温器的热电转化部件，钡-钳一体钳温器更具生命力、性能更加强大，不再囿于实验室里让人啧啧称奇，而是大踏步迈进人类社会，尽情释放再塑“地球发电站”的力量。

钳温器的每个部件都近距离存在于大众生活，缺乏神秘感就会被一些人认为它可以信手拈来，殊不知有关眼高手低的俗话，“把简单的事做复杂、很简单，把复杂的事做简单、很复杂”。钳温器背后浓缩着无形的智慧、毅力和汗水。从著名空调品牌巨大投入而不得、并以山寨版的不用电空调而到处招摇，来对比不用电空调只是钡-钳一体钳温器的功能之一，钳温器的艰辛和价值就不用言说了吧？

“钡钳”一体钳温器具对应用场景没有温差要求，这个普适性塑造出了它“不用电”空调的强大特点，兼具无风吹无噪音。它可以钳温、且直接钳温固、液体目标物的功能，也比传统空调更胜一筹。加上经济性上的优势，使它既具备了置换现有传统空调市场，又激发更多制冷新刚需的潜力，更利于实现社会化、全球化应用。这样，它就可以用市场的无形之手“免费”虚拟了一个包裹地球的巨钳温器，无数造福一家一户的钳温器，手拉手地对地球废热进行热能发电。巨钳温器同样具有“嵌合性”， 它对“地球发电站”的成就过程，同时也是解救在热浪中煎熬的地球、让全球降温0.5度的过程。

钡-钳一体钳温器面世之前，太阳的核聚变能在地面作为低品位热能，不能够被热电转化，只能储存在地表-大气圈系统，贴着“地球废热”标签被看做是全球变暖的罪魁祸首；

钡-钳一体钳温器一经诞生，就变现地-气系统中的地球废热，热电转化地球废热为用之不竭的绿色电能，使太阳的核聚变能成为了终极能源。这样，地球嬗变为天长地久的储热库和热库，岂不就是“地球发电站”！

三、终极能源是对应人类需求的概念，相应探索不能加剧全球变暖的负面影响

终极能源和全球变暖是有内在联系的。在没有获得终极能源、还必须依靠化石能源等传统能源时，有两个负面影响：首先、传统能源的储量不足，不能支撑人类能源的繁衍需求；其次、传统能源的碳排放是促成全球变暖的重要因素。

“天基发电站”获得终极能源，首先补充或替代传统能源，“缓解”了人类社会的能源需求；其次，减少了传统能源所相应排放的二氧化碳，虽然不能阻止太阳的核聚变能进入地表-大气圈系统成为地球废热，但是减少了二氧化碳排放也就减少了二氧化碳在大气圈内、对地球废热向外太空释放的拦截能力，“缓解”了全球变暖的步伐。

“地球发电站”这条技术路径，则压根儿把地球作为发电站融合为该路径的重要部件，也是发电所需热能的超级储热库。到达地球的太阳能源源不断、是大自然恩赐的核聚变能，不存在“地球废热”一说。

进一步地，巨钳温器“嵌合性”的钳温过程，可以人为控制“地球废热”自源发电和制冷地球的平衡，在获取终极能源的同时，能够逆转全球变暖——更是通过巨钳温器这个装备直接把进入地球的太阳能，从地面被人类控制着热电转化，通过热电转化成为电能的储存、缓冲，人为调节“地球废热”在地表-大气圈系统的储存数量，把住了“地球废热”在特定时空抵达地球的“进水口”；获取终极能源替代传统能源，减少和消除了二氧化碳排放，就疏通了人类自主把一部分“地球废热”从地球向外太空释放的“下水道”，人类也“掌控”了全球变暖的治理。

可以看出，两条同向路径都是阻止全球变暖的：“天基发电站”“缓解”了全球变暖，“地球发电站”则因为钡-钳一体钳温器而使人类“掌控”治理全球变暖的主动权。

终极能源是与地球相匹配的概念，必须考量全球变暖最近50年、甚至是20年的窗口期。超出这个窗口期，全球变暖将导致生态环境的恶化不可逆转，人类存亡堪忧。那时，这些技术预期一百年实现、或者一万年实现差别不大，都不再具有多大价值。“天基发电站”的技术难度和复杂，是在窗口期内降临人间？还是成为永远的传说？还真不容乐观。凭借着后发优势，钡-钳一体钳温器已经技术成熟，而且简单、实用、经济也是其优势所在，易于市场化并虚拟出巨钳温器、促成“地球发电站”赶趟实现。

科技创新不仅是先进技术手段的重组，更是先进理念的蒸腾。缺乏追求实用性、经济性、便捷性的理念，认为技术手段不高大上就不足以探寻终极能源，就会使科技创新偏离满足社会需求的本质、异化为技术手段争奇斗艳的形象工程。现实中不乏浮躁的科技创新表现，他们认为只有各路大仙才有资格、四平八稳地赶赴终极能源的蟠桃嘉会，殊难料不入流的孙大圣早一猴当先，把蟠桃会风卷残云了去。科技创新这样被异化的理念，很容易丧失技术路径是否与时俱进的及时反思：当年，苏联埋头与虚张声势的美国搞太空军备竞赛，掉进美国算计好的、子虚乌有的“星球大战计划”路径中，“知其然不知其所以然”地被牵着鼻子狂奔，最终拖垮了自己的经济。

钡-钳一体钳温器再塑地球，就是在地面将“地球废热”逆转为终极能源的过程，同时摆脱全球变暖的生死威胁。“地球发电站”与“天基发电站”都在沿着太阳能指向而行，“地球发电站”更有新时代的科技助力，已经先站在了成果转化的门槛之上，能够先一步把荣耀写造福人类的实效上。