西安交通大学：“能源有序转化”理论——引领能源技术革命和产业变革的方向

能源短缺、环境污染是制约 中国经济、社会和生态发展的长 期重大瓶颈。人类进化发展的 历史就是一部不断向自然界索 取和利用能源的历史。从 18 世 纪的蒸汽机工业文明，到 19 世 纪的内燃机动力与工业电气化， 再到 20 世纪中下叶的火电、核 电大型化，继后的新能源和可再 生能源绿色风潮，每一次能源技 术的变革都驱动人类文明大踏 步地向前迈进，意味着重大的社 会革命。迄今为止，全球一次能 源供给的主体依然是石油、天然 气、煤炭等化石燃料，人类利用 一次能源的主体方式依然是“一 把火烧”的以燃烧放热为主的热 能动力过程。也正是工业革命 以来以“一把火烧+简单热力循 环”的化石能源传统转化利用方 式的广泛使用导致了高能耗、高 污染、高碳排放的严峻局面。其 根源在于以燃烧发热为源头构 建的一次能源释放转化过程的 高度无序化，造成巨大的能势下 降、有效能损失和能量无效损 耗，并产生大量污染物对环境、 生态造成严重污染和破坏。如 煤燃烧将煤炭化学能转化为无 序的热能，熵增极大，热工转化 过程又造成大量能质损失和无 效能量损耗，并产生大量 SOx