摘要：本文作者经过多年不懈的探索和研究，基于目前能源、动力、排放等领域的技术发展现状，创新性提出科技领域三大理念：让能量动起来、让热机冷下来、让排放变资源。三大理念涉及的技术均为成熟技术，逐步实施和普及将带来新的工业革命，深度改变人们的生产和生活方式。同时，本文作者通过对整个创新过程进行系统的思考和整理，总结出了技术创新的三大方法：基础理论再认识、应用理论再发展、勇于跨界一专多能，三大方法论将全面助力二十一世纪新工业革命的实现。当今世界，到处都是“产能过剩”、“产品过剩”，社会消费需求乏力，实体经济发展遇到瓶颈，能源危机迫在眉睫，因此人类亟需再来一场真正的工业革命。能源、动力每个人都离不开，每个国家都高度重视，新工业革命爆发的起始点一定是能源和动力。一、简析三大理念1、能源领域—让能量动起来人类千百年使用能源的习惯就是消耗能源物质来满足能量需求。在化石燃料日益枯竭的今天，人们把主要精力用在寻找“新能源”、“可再生能源”、“清洁能源”。人们使用空调、冰箱等热泵装置虽然有很高“能效”，技术应用已超百年，但这些应用场合的设计输出温度太低，没有更高的工业利用价值，不能用于工业领域的高耗能环节，没有产生好的节能减排社会效益。（1）理念内涵笔者通过科研实践证明用现有热泵技术可以突破℃输出门槛限制，热泵技术可以介入大多数工业领域的高耗能环节，实现高耗能关键环节的大比例节能。该理念呼吁通过创新型高温热泵技术推广应用，实现将空气中的、污水里的、土壤里及其他热源中的热量搬到生产、生活设备中循环利用，大幅提高现有能源利用效率，节能减排。（2）社会价值该理念的推广和普及应用将使能源物质消耗、环境中新增热量排放成倍减少，实现数倍至十数倍的能效比，产生可观的经济效益，引起现在大多数高耗能设备、传统生产工艺过程发生彻底的变化，改变目前能源供给日趋紧张的状况。2、动力领域—让热机冷下来近三百多年的动力机械发展，“热机”成为了内燃机、外燃机、火箭发动机等的统称。人们习惯于用“高温”来获得动能输出，理论界也形成了一种共识“工作温度越高、热能效能越高”，没有人再去思考使用火的本来目的。瓦特看到壶盖子被水蒸气推的跳动而发明了蒸汽机。但加热仅仅是手段，水的沸腾、汽化产生的膨胀才是目的。所以这些动力机械也都还有一个名字是“膨胀机”。（1）理念内涵热机是“热量转化机械能”的装置，不是“热的机”。该理念提醒人们热机工作温度段可以从低温、超低温开始。如使用液态空气、干冰、液氮等低温气体，吸收环境常温热量也可以实行沸腾、膨胀、做功输出机械能，让汽车、飞机、火箭等不再排热、喷火，而是排放低温尾气。目前该理念已在蒸汽火车、小型内燃机上改装试验成功，初步估算，使用成本可为燃料的二分之一或更低，过程是物理过程，无化学反应，绿色无污染，也不存在安全问题。（2）社会价值该理念的推广应用将带来动力机械的一次全面变革，发动机经过简单的改造后，可以实现汽车不再烧油，飞机发动机不再喷火、火箭发动机没有高温尾焰，将使以热量形式丢弃的能量降到最低，产生巨大的经济效益和环境效益。3、排放领域—让排放变资源人类习惯于燃烧煤炭利用燃烧产生的热量，排放了燃烧的化学产物二氧化碳。而目前二氧化碳市场批发价每吨高达~元，煤炭燃烧过程排放的烟气中二氧化碳的价值比释放的热能价值高很多。现代技术也已经可以清洁、高效率回收燃烧排放的烟气中的二氧化碳和其他污染物，应该改变这种“买椟还珠”的粗放的使用石化燃料的方式了。（1）理念内涵二氧化碳是光合作用的“三要素”之一，近年来人们也越来越认识到，土壤、有机肥并不是植物生长的必须条件，植物通过空气摄取二氧化碳也相对较困难。将回收的二氧化碳作为“气肥”，喷施到农田、森林、草原、海洋等场所，让绿色植物大幅度、成倍增产，更多太阳能、碳排放被吸收固定，成为有机物、碳水化合物。（2）社会价值该理念的全面推广和普及将在利用燃烧反应热量的同时，通过回收利用同时产生的化学产物，把化石资源的价值“吃光榨净”，减少环境污染物排放，实现低碳、减排、增效。二、简析三大方法1、基础理论再认识经过几千年科技和文明的发展，人类目前掌握的很多基础理论已经非常系统和完善了，这些理论本身没有问题，但是前人在长期使用过程中往往增加了主观认识，影响了对理论本质的认识和应用。通过对基础理论的再次认识，打破惯性思维，并以此作为切入点，对现有的应用技术理论和生产工艺方法进行革新。比如热机理论是热量转换为机械能的理论，但没有限定只有人类感觉“热”的热量才能转化为机械能，热机当然可以工作在人类感觉“很凉”的超低温到常温的温度段落。该方法论的应用将会产生无数“新的”理论结论和应用创新，产生巨大的经济和社会效益。2、应用理论再发展这一百多年人类虽然取得了很多巨大的科技进步，但是也经历了两场世界大战和很多重大社会变革，很多应用技术理论，如火力发电、内燃机等系统工作基础理论近一百多年来几乎没有进步。对早期的应用理论进行客观的分析，结合近百年来的多学科科技进步，实现理论的再次进步和发展提高。比如我们对普遍用于火力发电领域的朗肯循环进行分析，本质上是一个可压缩流体的工作循环，上世纪初中期才逐步成熟的可压缩流体力学理论和后续的计算机控制、材料科学技术的巨大进步，应该能带来郎肯循环的发展。我们设计提出了一种新的蒸汽动力循环，利用非机械动力的方式实现对发电余热再循环利用，有希望大幅度提高热-电转换发电效率，推动火力发电、核能发电领域的进步。该方法论的应用将大幅推动目前应用理论的发展水平，改变社会技术发展现状。3、勇于跨界一专多能过去，一个人往往穷其一生也只能成为某一个领域的专家。互联网时代的来临，让我们学习新技术、掌握新技术、交流多学科技术变的可行、方便、快捷、高效。每个专家应该朝着一专多能发展，变成“杂家”，拓展思路，开展多学科、跨学科交叉应用。比如工业上使用的空气放大器，可以把压缩空气的利用率提高5~倍，已经有人将这个原理应用到家用电器行业，制作无叶片风扇、新型免清洗抽油烟机、气动粉末物料输送系统等场景。该方法论的灵活、交叉应用，也将改变传统工艺和生产技术，产生无数的创新应用项目并同样影响人类的生产、生活方式。三、结论本文认为工业革命就是造成工业过程、工业规模、工业技术等和工业息息相关的诸多领域均发生突变，对工业产生巨大影响，引起跨越式进步和发展的一场社会、产业变革。“让能量动起来”理念的实现将使全社会能源消耗下降到现有水平的几分之一，这个变革足够广，规模足够大；“让热机冷下来”将影响几乎所有消耗燃料的机械装置，用这个理论对车辆进行改装就是一个巨大的市场；“让排放变资源”让人们从大自然获取资源和回馈的过程变得合理、经济、自然、高效。以上三个理念和三个方法论应该可以带来一场新的、彻底的工业革命。这场二十一世纪的新工业革命，将是第一次、第二次工业革命的深化革命、继续革命，实现一场彻底的革命！我们对诞生于多年前的许多公理、定理已经熟知，但往往因为经验和惯性思维，存在一定误区，需要“对基础理论进行清醒的再认识”；早期的一些应用理论由于受到当时本学科或其他学科发展的限制，存在一些“历史局限性”造成的落后和不足，需要“对重要的应用理论进行大胆的再发展”；以前信息交流不畅，一个人穷其一生能精通一门学科就实属不易，而现在，互联网技术的发展可以让我们实现一专多能，需要我们放手进行“跨学科交叉应用创新”。以上三个方法涉及理论、应用、创新等多个重要环节，必将助力我们全面实现二十一世纪新的工业革命！

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