東尤水汽能：劍指霧霾

張飛龍

困擾人們的霧霾問題，湖南一家企業(yè)有望提供一種新的解決方案。根據(jù)其提供的技術(shù)原理，解決霧霾不需要拉閘、限電、煤改氣，改良后的能源體系可以提取空氣中的水蒸氣，置換出其中的能量加以利用，解決一次性能源消耗所帶來的環(huán)境破壞和環(huán)境污染問題。

這種無處不在的清潔能源名為“水汽能”，被能源專家列為與太陽能、風(fēng)能、地?zé)?、潮汐能同樣重要的新興能源。提出此方案并付諸實(shí)踐的企業(yè)是湖南東尤水汽能節(jié)能有限公司，創(chuàng)始人為黃國和。這位被聯(lián)合國前副秘書長(zhǎng)安瓦爾.喬杜里大使喻為“水汽能之父”的企業(yè)家，已然開啟了能源革命的新征程。

軍人之后的家國夢(mèng)

黃國和，湖南人，其父曾參與抗美援朝。

在黃國和的記憶里，父親很少講自己波瀾壯闊的戰(zhàn)斗歷程。但從朝鮮戰(zhàn)場(chǎng)上歸來的父親，總是會(huì)告誡自己，不管什么時(shí)候，都要以家國為重。為此，老英雄給自己的五個(gè)孩子命名中，都帶有中、華、國、和的字樣。這種家國情懷深深地烙在黃國和心中。

“急國家之所急，做人民之所需?！秉S國和說這是父親最常教導(dǎo)自己的話，也為自己今后的工作方向和態(tài)度，埋下伏筆。

1991年，持續(xù)被學(xué)校評(píng)為優(yōu)秀學(xué)子的黃國和正式從邵陽供銷學(xué)校畢業(yè)。之后服從組織安排，分配到邵陽鋼鐵廠工作，開始了他實(shí)業(yè)報(bào)國的歷程。然而在車間剛剛歷練了三個(gè)月之后，財(cái)經(jīng)系出身的黃國和很快發(fā)現(xiàn)了車間物料管理的問題。由于領(lǐng)料、耗材、管理之間并沒有很好的統(tǒng)籌，因此企業(yè)物料成本一項(xiàng)，每個(gè)月就會(huì)浪費(fèi)很大一筆開支。

為此，細(xì)心的黃國和整理出一份詳實(shí)的報(bào)告交給廠長(zhǎng)，分析了車間的漏洞現(xiàn)象，并用財(cái)務(wù)管理的方式給出了科學(xué)的解決方案。惜才如金的廠長(zhǎng)不僅拍案叫好，安排車間物料管理部門按要求實(shí)施，同時(shí)直接將黃國和調(diào)入企業(yè)核心財(cái)務(wù)系統(tǒng)，委以重任。

黃國和進(jìn)入財(cái)務(wù)科之后，一點(diǎn)一滴梳理賬務(wù)，從中改善了財(cái)務(wù)系統(tǒng)的收支方式，提高了效率也降低了財(cái)務(wù)運(yùn)行成本和公司運(yùn)行成本。

1995年，改革的春風(fēng)開始吹遍神州大地，盡管因?yàn)楣ぷ鞒錾S國和被湖南機(jī)械冶金局推薦去機(jī)關(guān)黨委工作，但黃國和婉拒了。他希望響應(yīng)國家號(hào)召，在更為廣闊的空間為祖國建設(shè)貢獻(xiàn)自己的一份力量。

“步子要快，膽子要大”，黃國和憑著自己敏銳的觀察投身商海，做生意，跑買賣。幾年時(shí)間，勤奮的黃國和便收獲了事業(yè)上的成功，成為了那個(gè)時(shí)代率先富起來的“萬元戶”。

然而事業(yè)上的成功并沒有消解黃國和心中的家國夢(mèng)，他總希望能為自己的祖國做點(diǎn)什么。這種情感隨著物質(zhì)的富裕變得愈加強(qiáng)烈，他深深體會(huì)到“窮則獨(dú)善其身，達(dá)則兼濟(jì)天下”的炙熱情感。最終黃國和迷上了環(huán)保，迷上了清潔能源。

眾所周知，地球表面71%以上的地方被海洋覆蓋，太陽照射到地球表面驅(qū)動(dòng)水循環(huán)，蒸發(fā)海洋、湖泊、河流和大地的水份，形成了對(duì)流層空氣中的水蒸氣（也稱為水汽）。水分子從液態(tài)到氣態(tài)的蒸發(fā)過程吸收了大量太陽和地面輻射的熱量，空氣中的水汽因此蘊(yùn)藏著超大規(guī)模而又取之不盡、用之不竭的能量。

黃國和表示，水蒸汽是儲(chǔ)存太陽能熱量的載體，與儲(chǔ)存熱量的石油液體和儲(chǔ)存熱量的天然氣氣體本質(zhì)上是一樣的?？吹靡姷乃芫褪翘焐系陌自?，天上一片云所儲(chǔ)存的熱量，與地下一座油田儲(chǔ)存的熱量理念上是一樣的。

“空中油田”水汽能

如同瓦特受到水蒸氣頂翻壺蓋的啟發(fā)而發(fā)現(xiàn)了蒸汽動(dòng)力一樣，黃國和發(fā)現(xiàn)空氣中蘊(yùn)藏著巨大的能源寶藏也來自于一次旅行中的偶然瞬間。

2006年8月，從長(zhǎng)沙乘坐飛機(jī)飛往北京出差的黃國和無意間看到了客艙屏幕，一組數(shù)據(jù)顯示飛機(jī)飛行在1萬米的高空，艙外溫度為零下39.8攝氏度。黃國和不禁心生詫異，此時(shí)長(zhǎng)沙的地面溫度高達(dá)40攝氏度，萬米上下的溫差竟然接近80攝氏度。

為什么溫差會(huì)如此巨大？靠近太陽的地方不是應(yīng)該更熱嗎？一系列的問題涌向黃國和的腦海。下了飛機(jī)后，黃國和第一時(shí)間奔赴清華大學(xué)，請(qǐng)教熱力學(xué)領(lǐng)域的專家，終于恍然大悟。原來太陽的熱量是儲(chǔ)存在空氣里的水蒸氣中，但隨著高度的增加，空氣會(huì)變得稀薄，儲(chǔ)能介質(zhì)稀缺會(huì)導(dǎo)致溫度驟降。為了安全起見，飛機(jī)往往飛在萬米高的平流層中，盡管離太陽更近一步，但此間并沒有儲(chǔ)能的介質(zhì)——水蒸氣，所以溫度會(huì)很低。

既然空氣中的水蒸氣是太陽能熱量的免費(fèi)儲(chǔ)能載體，為何不利用水蒸氣中儲(chǔ)存的熱量，將之轉(zhuǎn)換為可供人類使用的能源？

黃國和是一個(gè)敢想敢做的人，他的想法并沒有停留在假設(shè)上，而是迅速組建科研團(tuán)隊(duì)，投入設(shè)計(jì)研發(fā)。他甚至大膽地提出要在適合人類活動(dòng)的溫度區(qū)域內(nèi)，用5攝氏度-10攝氏度的溫差冷凝液化空氣中的“水汽”，吸收水蒸氣液化過程中所釋放出的熱量，隨后液態(tài)水再次吸收太陽能熱量蒸發(fā)成氣態(tài)進(jìn)入到空氣中，如此循環(huán)往復(fù)，設(shè)計(jì)出取之不盡用之不竭的清潔再生能源，黃國和把這一尚未命名的能源稱為“水汽能”。

在科研小組的努力下，項(xiàng)目得到進(jìn)一步優(yōu)化，通過水的汽液相變，設(shè)計(jì)出了一種水汽能熱泵，轉(zhuǎn)換和利用水汽能。來自清華大學(xué)、湖南大學(xué)和中南大學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的專家也給予了鼎力支持。專家攻關(guān)，分析得到水汽輸運(yùn)太陽能能量的原理，并帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)突破了低溫下小溫差高效獲取熱能技術(shù)、空氣破碎技術(shù)、抗凍液濃縮技術(shù)等多個(gè)“水汽能熱泵”的核心技術(shù)。

完成的“水汽能熱泵”系統(tǒng)主要通過溫差換熱技術(shù)，在冬季可使氣態(tài)“水”變成液態(tài)水而釋放熱能，水汽能收集系統(tǒng)則吸收這部分熱量作為“水汽能熱泵”主機(jī)的熱源，水汽能熱泵主機(jī)將這部分熱量品位提升從而為建筑物內(nèi)供熱；夏季讓液態(tài)水變成氣態(tài)“水”而吸收熱能，“水汽能熱泵”系統(tǒng)吸收了建筑物內(nèi)部熱量后通過水汽能收集器排放熱量為建筑物內(nèi)制冷。

由于“水汽能”分布廣泛、存量巨大且無污染、可循環(huán)利用，為了形象地說明和便于記憶，黃國和還為其起了個(gè)貼切易懂的外號(hào)“空中油田”。

空氣的問題用空氣解決

2018年初，為防霧霾突襲北京，政府突然采取了一系列的鐵腕政策，環(huán)保部甚至發(fā)布1號(hào)令，加大強(qiáng)化督查和巡查力度。其中，為防止企業(yè)、居民冬天采暖使用燃煤鍋爐造成的空氣污染，北京進(jìn)行了煤改氣的采暖改造。

實(shí)際上，東尤節(jié)能在2012年就已經(jīng)利用“水汽能熱泵”技術(shù)，成功在湖南省冷水江市政府行政辦公大樓進(jìn)行了中央空調(diào)技術(shù)改造，制熱出水溫度達(dá)到了50攝氏度。多項(xiàng)發(fā)明專利在這次攻關(guān)中誕生：基于濕蒸發(fā)的冷濃縮系統(tǒng)，解決了防凍液的再生和循環(huán)使用難題；新型防凍液配方，在大幅降低腐蝕性的同時(shí)可優(yōu)化防凍液換熱性能；量子納米霧化技術(shù)，解決空調(diào)制熱制冷的換熱效率及衰減難題……

冷水江市政府行政辦公大樓水汽能熱泵中央空調(diào)穩(wěn)定運(yùn)行至今，記錄對(duì)比數(shù)據(jù)顯示，比常規(guī)分體式空調(diào)節(jié)能45%以上。

利用水汽能提純平臺(tái)，從空氣中分離水蒸汽，利用溫差高效改變水蒸汽的物理狀態(tài)，借以提取液化過程中所釋放的潛熱作為水汽能熱泵的熱源，替代化石能源燃燒的釋放的熱量，進(jìn)而淘汰各類鍋爐，減少污染物的排放，從污染的源頭治理霧霾。

黃國和表示，這一技術(shù)能使空調(diào)節(jié)能水平提升到50%以上，特別是水汽能熱泵，應(yīng)用在中央空調(diào)的節(jié)能改造和新安裝上，將締造一個(gè)巨大的水汽能生態(tài)能源物聯(lián)產(chǎn)業(yè)集群，以清潔能源綠色發(fā)展影響世界能源格局，帶來能源革命、產(chǎn)業(yè)革命。2017年，這項(xiàng)技術(shù)被國家科技部主管的中國發(fā)展戰(zhàn)略學(xué)研究會(huì)鑒定為“國際領(lǐng)先水平”。

其實(shí)早在2015年，東尤的水汽能熱泵空調(diào)系統(tǒng)便因其節(jié)能環(huán)保、高效無污染“水汽能”的開發(fā)應(yīng)用而被湖南省發(fā)改委列入“節(jié)能新技術(shù)新產(chǎn)品推廣目錄”，其水汽能被可再生能源協(xié)會(huì)列入“可再生能源應(yīng)用系統(tǒng)”，并獲科技部頒發(fā)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽“優(yōu)秀企業(yè)”獎(jiǎng)；同年東尤在聯(lián)合國總部榮獲“全球人居環(huán)境綠色技術(shù)獎(jiǎng)”，也因此得到聯(lián)合國前副秘書長(zhǎng)安瓦爾.喬杜里大使的盛贊。

2016年1月17日，在世界環(huán)保大會(huì)上，水汽能熱泵技術(shù)榮獲“國際碳金獎(jiǎng)”；2017年東尤又被國家發(fā)改委、中國發(fā)展網(wǎng)評(píng)選為2016年度“中國綠色發(fā)展示范單位”。目前，“水汽能熱泵”技術(shù)已經(jīng)成功在湖南省人大機(jī)關(guān)桃陽苑小區(qū)等多個(gè)項(xiàng)目上成功運(yùn)行，在全國能源應(yīng)用領(lǐng)域嶄露頭角。

引領(lǐng)能源變革

在黃國和的解讀中，蘊(yùn)藏在空氣中的水汽能的體量非常巨大，通過成熟的技術(shù)開發(fā)利用水汽能，沒有污染物和排放物，可謂取之不盡的清潔生態(tài)能源。與石油、煤炭、天燃?xì)?、頁巖氣、可燃冰等不可再生能源相比，水汽能不需要前期長(zhǎng)期的勘探與論證、不需要極其復(fù)雜的開采技術(shù)和設(shè)備、不需要昂貴的開采條件，因此，水汽能是一種廉價(jià)的能源。而與太陽能、地?zé)崮?、潮汐能、風(fēng)能、水力能源相比，開采水汽能不需要有地質(zhì)條件的限制，也不需要復(fù)雜的開采利用裝置、時(shí)間和空間的要求，因此，水汽能是一種全天候和全地形的新型清潔能源。

黨的第十九次全國代表大會(huì)，確立了環(huán)境在生產(chǎn)力構(gòu)成中的基礎(chǔ)地位。為有效解決新時(shí)代面臨的人民日益增長(zhǎng)的美好生活需要和不平衡不充分的發(fā)展之間的矛盾，推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系成為重中之重。

為引導(dǎo)公共機(jī)構(gòu)應(yīng)用先進(jìn)、適用的綠色節(jié)能節(jié)水技術(shù)產(chǎn)品，國家機(jī)關(guān)事務(wù)管理局委托專業(yè)機(jī)構(gòu)編制了《公共機(jī)構(gòu)綠色節(jié)能節(jié)水技術(shù)產(chǎn)品參考目錄（2017年）》，將水汽能熱泵技術(shù)納入其中。

2018年1月12日，在首屆“未來能源大會(huì)”上，黃國和與可燃冰、太陽能、干熱巖、LNG天然氣領(lǐng)域的權(quán)威專家一起同臺(tái)演講，為能源領(lǐng)域展示各種新能源的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。東尤也憑借“水汽能”概念的提煉與應(yīng)用，在此次會(huì)議上榮獲“2017年度未來能源創(chuàng)新獎(jiǎng)”。

當(dāng)前，能源領(lǐng)域正在面臨著變革。新理念、新技術(shù)與能源產(chǎn)業(yè)相互融合激發(fā)著新模式、新業(yè)態(tài)的興起。在本次“未來能源大會(huì)”上，許多權(quán)威專家紛紛發(fā)表了自己的觀點(diǎn)，中國科學(xué)院院士周孝信表示，未來能源將出現(xiàn)跨界融合發(fā)展；中國能源網(wǎng)首席研究員韓曉平也指出，真正的顛覆是來自于邊際的革命，這種革命將引燃新常態(tài)下能源變局；民德研究院院長(zhǎng)、中國海油能源研究院原首席研究員陳衛(wèi)東認(rèn)為，能源轉(zhuǎn)型從高碳到低碳到無碳，從低密度到高密度這樣的一個(gè)軌跡，清晰可見，技術(shù)進(jìn)步是能源轉(zhuǎn)型的根本動(dòng)力。

黃國和說：“今后，用生態(tài)能源改寫化石能源格局，還地球以藍(lán)天碧水，將是我和團(tuán)隊(duì)永無止境的奮斗目標(biāo)！”