作者：梁云

摘要：（1）根据相关研究工程实例数据。设定一个3元1KG甲醇，余热重整后甲醇车载发电效率0．45。燃料甲醇 热值5．8KWH／KG，发电2．6KWH。车载度电成本为1．15元。

（2）太阳能槽式聚光，导热油储能。储热温度400℃。利用导热油的热能使得甲醇重整。甲醇化学能增加12％，热能增加15％。整体能量增加27％。甲醇能量由6．39KWH／KG增加到8．125KWH／KG。甲醇发电效率仍不变为0．45。得到3．65KWH。度电成本为0．82元。（理论值）。

（3）利用聚光400℃～600℃的热源，生物质生产甲醇、氧气、肥料。所得甲醇生产成本低。终端销售价格低于2元／公斤。按2元算。车载度电成本0．72元。太阳能蓄热发电度电成本0．55元。（估算值）

关键词：太阳能；光液；发电；lightyear结构。

0 引言

太阳能利用lightyear系统对太阳能利用的理论效率非常的高。成本也低廉。本文以下面的几篇文章作为理论依据。通过设定工况来，通俗易懂的例子、科普文章的方式介绍lightyear混动车跟甲醇、太阳能组合发电的效率会有多高。

参考论文有下面几篇，当然所需知识不限于论文内容。如无法看明白可留言讨论。

（一）隋军，金红光，郑丹星等，太阳能甲醇分解吸收－反应器研制与实验研究。DOI： 10．3321／j．issn：0253－231X．2007．06．003

（二）洪慧，金红光，李涛，中低温余热与甲醇化学间冷相结合热力循环研究。DOI： 10．3321／j．issn：0253－231X．2004．01．001

（三）曲延涛，张国强，废热重整甲醇内燃机－涡轮复合循环。DOI： 10．3969／j．issn．1002－6339．2005．03．002

（四）高健，倪维斗，李政等，以甲烷重整方式利用气化煤气显热的甲醇－电多联产系统。DOI： 10．3321／j．issn：1000－6761．2008．04．030

（五）金红光，洪慧，王宝群等，化学能与物理能综合梯级利用原理。DOI： 10．3969／j．issn．1674－7259．2005．03．009。

（六）张海涛，曹发海，刘殿华等，合成气直接合成二甲醚与甲醇的热力学分析。DOI： 10．3969／j．issn．1006－3080．2001．02．022

（七）李文甲，郝勇等，聚光光伏与甲醇重整热化学互补发电系统性能研究。《工程热物理学报》2017年 第7期

（八）刘蜀卿，内燃机和燃气轮机在发电领域的比较。DOI：10．3969／j．issn．1000－6494．2002．04．009

按照隋军计算及实验数据，槽式太阳能能聚光＋甲醇。最高太阳能转化化学能可达70％。实际实验数据为30～60％。洪慧，金红光等人理论及研究表明，利用热力学第一、二定律改善动力利用系统的效率。并计算出太阳能热力学在适合工况下净发电效率高达33％。曲延涛，张国强等人，提出在热量损失1％的情况下，发动机余热重整甲醇可使得发动机热效率达到50％。李文甲，郝勇等仿真研究表明甲醇重整、光伏结合发电的情况下。最高净发电效率达43％。

1 甲醇发电效率

1．1 甲醇余热车载发电

甲醇利用发动机废热重整的原理简图如下

图 1 甲醇废热重整（来自曲延涛论文）

反应原理

CH3OH →CO ＋ 2H2 ＋ 90． 8 kJ／ mol

CO ＋ H2O →CO2 ＋ H2 － 41． 3 kJ／ mol

按曲延涛的设计。反应加入了水。降低了效率。但他认为整个系统的热效率仍高达50％以上。这样一个甲醇发动机加上传动作为lightyear混动车发动机的动力来源。考虑传动损耗及发电效率。最终有约0．8～0．9的热效转化为电能。综合发电效率约为40％～45％。甲醇理论热值5．8～6．3KWH。也就是说1KG甲醇发电2．3～2．6KWH。按3元1公斤甲醇燃料价格，度电成本为1．3～1．15元。

1．2 甲醇太阳能发电

图 2 槽式聚光导热油储能

利用槽式太阳能聚光，导热油储热。再用400℃导热油重整甲醇。甲醇化学能增加12％，热能增加15％。整体能量增加27％。也就是说1KG甲醇理论热值为7．34～8KWH。发电系统通过涡轮及废热重整额外的甲醇。综合发电效率扔能达到0．45。也就是说1KG甲醇发电2．94～3．6KWH。按3元1公斤甲醇燃料价格，度电成本为1～0．84元。达到售电端平价上网。

按照洪慧等提出了集成中温甲醇热分解的太 阳能热动力循环， 其太阳能净发电效率达到35％， 燃烧过程佣损失减少7％。这样的太阳能储能发电系统跟洪慧提出来的工况有所差别。但达到25％以上是可以预期的。这个净发电效率远大于太阳能光伏，并解决了储能问题。

1．3 计算误差及工程实现偏差值

这些技术已经存在数十年，仍未能实现的原因是。上面的计算只是纸上谈兵，理论计算柜理论。而工程实现需要打折扣。通常能达到理论的0．8是正常的。而且，扣除甲醇的采购成本，实现这个发电的系统成本仍然很高。所以没有办法进入实际应用。

而lightyear混动车的这个发电系统平台，成本可以说零成本。只是利用了汽车停下来的闲置时间。槽式400℃导热油太阳能聚光系统成本在低精度对焦定日的情况下。成本也是低廉的。（如果是高精度，聚光上千摄氏度的聚光系统。成本非常昂贵，高达数1万1千瓦峰值）。从而使得这样的系统有实用的可能。

当光液生产工艺成本下降，甲醇的客户端售价降为2元1KG，即跟瓶装矿泉水价格相当时候。度电成本会低到0．5元

2 结论

LY系统及lightyear结构类交通工具（汽车、卡车、高铁、轮船）的使用，很有可能是一种改变当前能源获得和使用的形式的有效方法。这个方法使得太阳能利用效率更高，能源转换更有效率。