過去我們燒煤炭,現在我們燒石油,未來可以燒鐵粉了
火的使用讓人類從茹毛飲血的時代跨上了一條偉大的文明之路,火改變了人類的飲食習慣,火讓人類可以從容應對黑暗與寒冷。
隨着文明的不斷進步,人類從最開始燃燒木材,逐漸發展到煤炭,煤炭燃燒所獲得的能量要比木材高多了,在煤炭的加持之下,人類跨入了蒸汽時代,之後,更加優質的能源逐漸佔據了主流,它就是石油,現在,石油作為最重要的能源之一,在生活的方方面面都不可或缺。
過去我們燒煤炭,現在我們燒石油,那麼未來我們燒什麼呢?如果我説是鐵,你會不會感到非常驚訝呢?煤炭也好、石油也好、天然氣也罷,這些能源的更迭並不會使我們感覺意外,因為它們雖然外在表現不同,但本質都是相同的,它們都是化石能源。所謂化石能源,本質上就是碳氫化合物及其衍生物,所以它們能夠燃燒一點也不奇怪。
鐵是什麼?鐵是金屬,金屬也可以燃燒嗎?以常識來判斷,似乎是不行,但事實是世界上第一個以鐵作為燃料的燃燒系統已經在荷蘭安裝調試完畢並投入使用。
鐵是怎麼成為燃料的?從來沒有聽説過鐵也可以燃燒啊?當我們對鐵進行加熱,隨着温度的升高,它將會變得通紅,如果我們繼續加熱,將温度提升至1583攝氏度,那麼鐵將會熔化變為液態,也就是我們通常所説的鐵水,即便如此,它也並未燃燒。鐵為什麼不會燃燒呢?因為鐵作為一種金屬,原子間的排列是極為緊密的,這就使得鐵原子無法與空氣進行充分混合,而燃燒至少需要三個要素:可燃物、助燃物以及點火,如果可燃物無法與助燃物實現充分混合,那麼自然是無法燃燒的。
既然明白了通常情況下鐵為什麼無法燃燒,那麼讓它燃燒起來也就變得十分容易了,只需要讓其與空氣充分混合就可以了,怎麼充分混合呢?簡單,把它磨成粉。
當鐵塊變為鐵粉之後,便實現了與空氣的充分混合,於是便可以被輕易點燃,事實上不僅是鐵,按照這種方法,其它的金屬也都可以進行燃燒。那麼化石燃料用得好好的,為什麼要改燒鐵粉呢?其一,相比化石燃料而言,金屬的燃燒更加穩定。其二,化石燃料燃燒會帶來污染,全球變暖就是這麼來的,而金屬的燃燒不存在碳排放的問題,污染也就無從談起。其三,煤炭、石油以及天然氣這些化石能源是有限的且不可再生的,用一點就少一點,所以找尋新的能源進行替代是勢在必行的。
化石能源不可再生,難道鐵就可以再生了嗎?鐵當然也是不可再生的,但作為一種燃料,它卻是可以再生的。
鐵粉燃燒並不會像化石燃料那樣,產生煙霧,它燃燒之後的產物就是固體氧化物,而要將金屬的固體氧化物重新還原為金屬,你做得到嗎?當然做得到,而且很容易,電解就可以了。等等,電解,電從哪來?既然有電來進行電解,幹嘛還要燒鐵,直接用電供能不香嗎?邏輯上的確如此,但如果我們用來電解還原的電是多餘的電,那情況就完全不同了。
發電廠所發的電並不是恰到好處的,多餘的電往往會被白白浪費掉,特別是靠天吃飯的水電、風電更是如此,如果用這些多餘的電來電解還原鐵粉,那麼將會大大減少能源的浪費。從另一個角度來説,這樣做還解決了這些電廠的蓄能問題。如此,燃燒鐵粉獲得能源、利用多餘電能電解還原鐵粉,這就形成了一個循環,且整個過程沒有任何污染物產生。
目前,世界上第一個以鐵粉作為燃料的燃燒系統已經在荷蘭的斯温克爾家族釀酒廠投入了使用,這使我們看到了一種可能,就是未來金屬可能會成為一種重要的能源,而且這種可能性還非常大,因為與化石燃料相比,金屬燃料的優勢實在是太多了。
它可以循環利用,燃燒過程中不會產生任何污染物,而且燃燒極為穩定。此外,金屬燃料的存儲和運輸都要比化石燃料容易得多,成本也要低得多,因為金屬幾乎不需要任何特殊的存儲和運輸條件,如果在未來能夠讓金屬的電解還原形成規模,那麼這幾乎是一種不需要任何額外成本的能源,環保又廉價,這非常符合我們對於優質能源的認知。