陶瓷太阳板的意义.doc

黑瓷复合陶瓷太阳板的意义 ——用于建筑、海水或苦咸水发电同时淡化 摘要： 能源、气候、淡水、耕地问题的严重性和紧迫性已经达到在几十年内开始直接威胁到人类文明延续和人类生存的程度，我们认为：其本质是目前可再生能源利用装置的使用成本过高，现在的可再生能源利用装置在得到1个单位能量可再生能源时，消耗掉1—5个单位能量的常规能源。黑瓷复合陶瓷太阳板太阳能集热系统在得到1个单位能量太阳能时，可以只消耗1个单位能量以下的常规能源，从而可能解决能源、气候、淡水、耕地问题。 简述： 新能源的核心是使用成本，包括能源成本、货币成本、环境成本，只有使用成本低于常规能源的新能源才可能成为大规模替代能源。 陶瓷太阳板采用传统陶瓷工艺生产，由普通陶瓷和钒钛黑瓷组成，没有白度要求的普通陶瓷是已知成本最低、寿命最长、性能最稳定的工程材料之一，以工业废弃物—提钒尾渣为主要原料的钒钛黑瓷是成本最低、寿命最长、性能最稳定的太阳能吸收材料；经国家太阳能热水器质量监督检验中心检测，全球第一座混凝土结构陶瓷太阳能房顶日得热量8.6MJ,远高于国家标准规定的7.0 MJ。 我国现有建筑物房顶、南墙面各约100亿平方米，每年新增各约5亿平方米，我国人均能源为世界人均的1/3，淡水1/4，耕地1/4。 黑瓷复合陶瓷太阳板制造、使用成本低廉，陶瓷太阳能热水、热风系统可以具有上百年使用寿命；主要用于太阳能房顶、向阳墙面，为建筑提供热水、取暖、空调；用于荒漠大规模太阳能光热发电、热水发电、风道发电、海水淡化、苦咸水淡化、变沙漠为耕地。 我国拥有全面、完整的钒钛黑瓷复合陶瓷太阳板自主知识产权，已申报中、美、日、印度、澳大利亚等系列发明专利，已取得多项中国发明专利证书；我国现在年产陶瓷墙地砖70亿平方米，占世界总产量60％以上，是第二名产量的12倍以上，我国可以年产陶瓷太阳板数十亿、上百亿平方米，这是其他任何国家不可以想象的；理论上说1000亿平方米即十万平方公里太阳能等于人类消耗能源的总和，陶瓷太阳板可能为我国能源安全、环境、民生、就业、扩大内需、增加淡水资源、扩大可耕地等作出重大贡献。 一、黑瓷复合陶瓷太阳板成本低、寿命长、效率高 除核能和地热能外，地球上其他能源，包括常规能源都来自太阳能，数亿年来由太阳能转换、储存在地球上的化石能源，人类将在工业化后200年内消耗殆尽，并从现在起，在今后几十年内使全球气候发生不可逆转的变化。 现在人类必须尽快寻找新能源。核聚变、海底可燃物近期经济开发希望渺茫，水能接近完成开发，经济有效的风能风力场不够普遍，地热能受地质条件限制，潮汐能、波浪能能量有限，生物质能占用土地，而太阳能资源巨大,普照大地，直接利用太阳能是新能源的最大希望。 辐射到地球陆地表面的太阳能是全球人类同期消耗总能量的数万倍，是全球风能总量的一万倍、水能总量的十万倍。地球陆地面积1.5亿平方公里，太阳能是面能源，实际上，人类必须至少收集数十万平方公里即数千亿平方米的太阳能才能初步满足人类的需要。 太阳能是不稳定的低密度能源，对太阳能利用的成本要求十分苛刻，现实是我们早晚必须敷设数万、数十万平方公里的太阳能收集面或称作太阳能收集、转换器，将收集到的太阳能转换为可以方便使用的能量，如电能。如此规模的太阳能收集面，采用昂贵材料、复杂结构、精确跟踪运动的向阳面系统都是不可能、不可行、不经济的。 太阳能的优点是普遍、巨大、无害，缺点是分散、随机、间歇，太阳能利用的研究主要是对太阳能收集、转换及其装置的研究，由于太阳能是低密度能源，巨大的能量散布在广阔的区域，所以对太阳能利用的研究更重要的是对太阳能收集器的研究，是对太阳能收集器的成本、寿命、效率的研究，是对太阳能与常规能源得失比值的研究。只有得到的新能源多于为制造和使用新能源装置所消耗的常规能源，这种新能源装置才能使新能源成为大规模替代能源。太阳能利用应该采用人类可能掌握的成本最低、寿命最长、效率尽可能高、结构合理的材料、方法、装置。 除铜、银、金等少数金属以外，元素周期表中没有一种金属材料能够承受普通热水十年以上的腐蚀，金属材料易腐蚀，有机材料易老化，太阳能集热体的材料选择范围十分有限。 本发明人在1985年4月1日申报并取得的中国发明专利C黑色陶瓷制品原料的生产方法及其制品”和美、日、英、法、德等九国外国发明专利证书，该专利是以工业废弃物—提钒尾渣为主要原料生产黑色陶瓷制品的方法，这种黑色陶瓷称作钒钛黑瓷，当时主要用于制造黑色陶瓷墙地砖和整体为钒钛黑瓷的黑色中空陶瓷太阳板。 所述的提钒尾渣是钒钛磁铁矿经熔炼得到含钒铁水，含钒铁水经吹炼得到钒渣，钒渣加入辅料进行焙烧，将焙烧料进行湿法浸取提钒盐，提取钒盐后所剩余的作为废弃物的残渣即为提钒尾渣，目前我国年产出60万吨，占全球产出量50％以上。 本发明人在2006年5月