科技多面手——二氧化碳

說起二氧化碳，大多數(shù)人的第一反應(yīng)都認(rèn)為這是一種有害氣體。的確，二氧化碳是溫室氣體的一種，但是隨著科技的發(fā)展，它已經(jīng)不再是單純的廢氣了，而是一種多功用氣體。當(dāng)二氧化碳處于超臨界狀態(tài)時，它可以實現(xiàn)更多功用，北京大學(xué)工學(xué)院終身教授張信榮對此進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

能發(fā)電的二氧化碳

“超臨界二氧化碳既不是氣態(tài)也不是液態(tài)，我們需要對它有一個全新的認(rèn)識?！睆埿艠s說，“二氧化碳在某些狀態(tài)下能夠傳遞能量，且能夠超過聲速，像爆炸一樣。在開放空間，把一個熱粒子或一個冷粒子投入到二氧化碳中，在特殊狀態(tài)下能夠引起像爆炸一樣的能量輸運現(xiàn)象?？梢?，我們對二氧化碳還有許多待發(fā)現(xiàn)的地方?！?/p>

利用二氧化碳發(fā)電是目前較新的一種技術(shù)手段，實驗證明，利用二氧化碳發(fā)電在某些情況下比目前的通用發(fā)電方式——水蒸氣發(fā)電要好得多。并且結(jié)合布雷頓循環(huán)和朗肯循環(huán)的新的耦合發(fā)電循環(huán)，可以實現(xiàn)100?1000攝氏度的電力供應(yīng)。

“我們從2003年第一個提出這一原創(chuàng)性想法，我國在‘十三五’期間關(guān)于煤炭領(lǐng)域清潔煤燃燒重大專項、核能重大專項以及太陽能熱發(fā)電重大專項中都采用了二氧化碳發(fā)電技術(shù)。利用二氧化碳發(fā)電已經(jīng)不再是夢想?！?張信榮說。

能制冷和制熱的二氧化碳

在日常生活中，冬季供暖要燒煤，做飯要用天然氣，夏天制冷要用加氟的空調(diào)，我們的生活離不開制冷和制熱技術(shù)。事實上，二氧化碳從制冷到制熱都是“一把好手”。而且，二氧化碳的制熱效率非常高。

張信榮說：“用二氧化碳替代氟利昂制冷的技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用，在歐洲有超過200家商超采用二氧化碳制冷。二氧化碳制冷可以做多個輸出，可以同時實現(xiàn)冷凍、冷藏和制熱。也就是說，一套二氧化碳系統(tǒng)能抵好幾個傳統(tǒng)能源站?！鄙虾５囊患依吓骑埖辍纸埖?，也已經(jīng)開始使用二氧化碳制熱技術(shù)來滿足日常熱水需求，制熱效率良 好。

此外，二氧化碳制冷技術(shù)還應(yīng)用到冬奧會場館的建設(shè)中。北京2022年冬奧會競賽場館——國家速滑館就使用了二氧化碳跨臨界直冷制冰技術(shù)?；﹫鲆彩褂昧硕趸技夹g(shù)造雪，“我們設(shè)計了這套方案，分為分布式和集中式，可以造出天然的雪，而且能量不浪費，熱量可滿足在更多場景下的利用，節(jié)能30%以上?！?/p>

可以消滅病毒的二氧化碳

“二氧化碳在消滅病毒方面也可以發(fā)揮重要作用。疫情期間，我們發(fā)現(xiàn)利用二氧化碳可以滅活新冠病毒。在北京新發(fā)地批發(fā)市場和京深海鮮市場發(fā)現(xiàn)新冠病毒后，我們用二氧化碳冷凍技術(shù)，將新冠病毒的包衣膜溶解，從而破壞病毒的DNA?！睆埿艠s說。

用作能源和動力的二氧化碳

二氧化碳能做的事情還有很多。張信榮說：“我們可以用它建能源站。目前的能源站以傳統(tǒng)能源為主，如天然氣，其實二氧化碳也可以，并利用太陽能等可再生能源驅(qū)動，這樣就可以有效利用二氧化碳。”

二氧化碳還能作為動力使用，例如，可以替代炸藥發(fā)射無人機。其實，使用二氧化碳作為動力驅(qū)動材料已經(jīng)投入實際應(yīng)用，廣州地鐵在新線路開發(fā)時就使用了二氧化碳進(jìn)行爆破。在新型動力方面，二氧化碳可以作為新能源來驅(qū)動汽車。張信榮說，使用二氧化碳這種清潔能源的效率不比氫能差。

如今，減碳是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必選項。在這一過程中，一方面，要減少碳排放;另一方面，更要通過科技的手段中和碳排放，并實現(xiàn)廢氣利用。這樣才能實現(xiàn)真正的綠色發(fā)展。