传播者说 | 二氧化碳是废气？错！发电、制冷、制热都可以用它
原创 石音
说起二氧化碳，大多数人的第一反应都认为这是一种有害气体。的确，二氧化碳是温室气体的一种，但是随着科技的发展，它已经不再是单纯的废气了，而是可以变废为宝的多功用气体，当二氧化碳处于超临界状态时，它可以实现更多功用，北京大学工学院终身教授张信荣对此进行了详细介绍。
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二氧化碳发电效率更高
“超临界二氧化碳既不是气态也不是液态，我们需要对它有一个全新的认识。”张信荣说，“二氧化碳在某些状态下能够传递能量，且能够超过声速，像爆炸一样。在开放空间，把一个热粒子或一个冷粒子投入到二氧化碳中，在特殊状态下能够引起像爆炸一样的能量输运现象。可见，我们人类对二氧化碳还有许多待发现的地方。”
利用二氧化碳发电是目前较新的一种技术手段，实验证明，利用二氧化碳发电在某些情况下比目前的通用发电方式——水蒸气发电要好得多。并且结合布雷顿循环和朗肯循环的新的耦合发电循环，可以实现从100度到1000多度的电力供应。
“我们从2003年第一个提出这一原创性想法，我国在十三五期间关于煤炭领域清洁煤燃烧重大专项、核能重大专项以及太阳能热发电重大专项中都采用了二氧化碳发电技术。利用二氧化碳发电已经不再是梦想。” 张信荣说。
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从-60度到95度都能实现
在日常生活中，冬季供暖要烧煤，做饭需要用天然气，夏天制冷需要用加氟的空调，事实上，二氧化碳从制冷到制热都是 “一把好手”。而且，二氧化碳的制热效率非常高，例如，在烧热水时，随着水温的逐渐上升，超临界二氧化碳的温度逐渐下降，其热力学损失基本平衡，热力学损失很小。
张信荣说：“用二氧化碳替代氟利昂制冷的技术已经开始应用，在欧洲有超过200家商超采用二氧化碳制冷，在低温状况下，其冷蒸发值变化非常大，且可以做多个输出，冷冻、冷藏、制热都可以。也就是说一套二氧化碳系统能抵好几个传统能源站。”浦江饭店是上海的一家老牌饭店，已经开始使用二氧化碳制热技术来满足日常热水需求，效率良好。
同时，二氧化碳制冷技术也已经应用到国家层面，在2022年即将举办的冬奥会上，国家速滑馆就使用二氧化碳系统制冷，在滑雪场也使用二氧化碳技术造雪，传统的造雪技术“我们设计了这套方案，分为分布式和集中式，可以造出天然的雪，而且能量不浪费，热量可满足在更多场景下的利用，节能30%以上。”
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消灭病毒它也能出力
二氧化碳能做的事情还有很多。张信荣说：“我们可以用它建能源站，目前的能源站以传统能源为主，例如天然气，其实二氧化碳也可以做，并利用太阳能等可再生能源驱动，这样可以把二氧化碳利用起来。”
“而且，二氧化碳在消灭病毒方面也可以发挥重要作用。疫情期间，我们发现利用二氧化碳可以灭活新冠病毒，之前有在北京新发地批发市场和京深海鲜市场发现了新冠病毒，这也是冷冻食品的非安全性所在，用二氧化碳技术冷冻，二氧化碳可以将新冠病毒里面的包衣膜溶解，从而来把病毒的DNA破坏掉。”
二氧化碳还能作为动力使用，比如可以替代炸药发射无人机，使用二氧化碳作为驱动材料已经可以实际应用，广州地铁站在新线路开发时就是使用了二氧化碳实现的爆破。
在新型动力方面，二氧化碳可以作为新能源驱动汽车。张信荣说，使用这种清洁能源其效率不比氢能差，同时二氧化碳还能被应用在军事领域和在轨发电领域。
在经济发展到今天的中国，减碳是实现可持续发展的必选项，在这一过程中，减少碳排放只是一方面，另一方面更要通过科技的手段中和碳排放，并实现废气利用，久而久之才能实现真正的绿色发展。
- 作者信息 -
石音 资深科普记者，中国科普作家协会会员，有多年一线采访经验，关注能够改变生活的科技成果。
