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赤泥资源化利用的难点与突破路径

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赤泥作为铝土矿提炼氧化铝过程中产生的工业固体废弃物,以其强碱性、高盐分和复杂成分成为全球性环境难题。据统计,每生产1吨氧化铝将产生1~2吨赤泥,全球年排放量1.8亿吨,累计堆存量已突破50亿吨。2024年我国赤泥产生量1.15亿吨,累计积存量达到15亿吨,赤泥利用量1300万吨,利用率不足12%。

 赤泥的产生与堆存不仅占用大量的土地资源,其强碱性(10~13)和所含的可溶性钠盐还将导致堆存区域及周边土壤碱化、地下水污染等严重生态问题。

 赤泥中含有铁、铝、钛、稀土及稀散金属等有价元素(Fe2O325~52%、Al2O310~23%、TiO22.5~5.5%),理论上具有一定的资源化价值。对赤泥进行资源化利用受到国家及行业高度重视。

 目前,对赤泥的资源化利用面临较多瓶颈,包括技术瓶颈和经济性瓶颈等,这些瓶颈的存在形成了赤泥资源化利用推进过程难以逾越的障碍。

 以上所述技术瓶颈和经济性瓶颈包括:

1、赤泥化学及物相组成的复杂性不利于资源化利用
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 (1)赤泥的化学组成因铝土矿来源、所采用生产工艺的不同而具有明显差异。如以几内亚、澳大利亚、巴西及国产高铁铝土矿为原料采用拜耳法工艺生产氧化铝所产生的赤泥铁含量较高,按Fe2O3计在30~52%(干基)之间,而以其它铝土矿如印度及国产低铁铝土矿为原料采用烧结法工艺生产氧化铝所产生的赤泥则含铁较低,Fe2O3含量在5~15%(干基)之间。从地域情况看,山东、河南、山西氧化铝生产企业所产赤泥铁含量较高,而贵州、广西一带的氧化铝生产企业所产赤泥含铁量较低。

 赤泥化学成份的波动性导致难以开发出普适性的资源化利用工艺,如某企业用赤泥制备陶瓷原料时,因原料中铁含量不稳定,导致产品强度下降,产品质量的不稳定导致项目无法运行。再如采用高梯度磁选工艺直接从赤泥中分选赤铁精矿,该工艺适宜于处理Fe2O330%以上的富铁赤泥,但不适用于处理Fe2O330%以下的低铁赤泥。
 
  (2)矿物组成的复杂性增加了赤泥中所含有价元素的分离提取难度。赤泥中主要矿物相包括赤铁矿、水化石榴石、钙霞石等,这些矿物相互包裹嵌容,形成稳定结构,采用常规的物理分选方法效率低下。如采用高梯度磁选工艺直接从富铁赤泥中回收铁,所选出的赤铁精矿品位最高只能达到38.5%(以TFe计),远低于GB/T 36704-2018标准所规定的赤铁精矿H58级技术要求(TFe品位>58%),而且铁回收率不足50%,同时,所选出的赤铁精矿中夹带有较高的Al2O3杂质,从个别企业的生产情况看,所选出的赤铁精矿中Al2O3含量高达17%,不符合炼铁炼钢企业技术要求。

 其它稀土及稀散金属元素,如钪(Sc)、镓(Ga)等通常以类质同象形式分散于矿物晶格中,提取需破坏其晶体结构,处理过程能耗、物耗较高。以赤泥提钪为例,假设赤泥中钪含量150g/t(以Sc计),钪收率按85%计,那么每生产1kg氧化钪需要赤泥5.1t,处理过程需耗酸 9t(按98%硫酸计),加上能源消耗、其它物资消耗及劳动消耗等,每生产1kg氧化钪的综合成本超过9000元,高于市场价格(6150元/kg)。单纯从赤泥中提钪显然得不偿失。

2、赤泥的强碱性特征增加了资源化利用的技术难度
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 (1)赤泥中含有一定量的钠盐,呈碱性,但不同的生产工艺所产赤泥碱性强弱有所不同,碱的赋存状态也有明显区别,这种情况相应增加了脱碱难度。拜耳法赤泥碱性较强(pH>12),钠盐含量高,而烧结法及联合法工艺则碱性较弱,含钠盐较少。拜耳法赤泥所含的碱以游离态和吸附态碱为主,少量以水合硅铝酸盐形态存在,游离态碱可通过简单的水洗和弱酸浸出快速脱除,吸附态碱可通过酸化处理脱除,少量结合态碱需做转化处理使其中的钠释放得到脱除。烧结法赤泥所含碱主要赋存于稳定的硅铝酸盐结构中,脱除难度大,需高温煅烧或强酸强碱熔融,破坏晶体结构后才能将钠释放,处理过程能耗高,处理成本大。联合法赤泥含游离碱、吸附态碱及部分稳定的硅铝酸盐结合碱,脱碱难度适中,需结合水洗和化学处理进行脱除。
 
  (2)高碱度特征构成了赤泥的资源化利用障碍。在进行建材化利用时,如果首先脱除赤泥中所含的碱,那么将会大幅度增加处理成本,还会因废水的产生造成环境污染。直接用强碱性赤泥生产建材产品,会出现"泛碱"现象——制品表面析出白色碳酸钠结晶,破坏结构强度。研究数据表明,赤泥掺量超过15%的水泥制品,28天抗压强度下降30%,且冻融循环后表面剥落率增加5倍。这种碱性还会腐蚀生产设备,某建材企业在使用赤泥生产砖块时,搅拌机叶片使用寿命从5年缩短至8个月,大幅度增加了设备维护成本。

 采用硫酸对赤泥进行中和处理时,每吨赤泥需消耗硫酸0.3~0.5吨并且要产生大量硫酸盐废水;如果采用CO2中和法,则存在反应速率慢、设备投资大和废水排放等问题。此外,中和过程可能会使所含有害元素得到活化,在对处理后赤泥做毒性鉴别实验时有害元素浸出浓度可能会超过一般工业废物标准。

3、经济可行性是制约赤泥资源化利用产业发展的重大障碍

 (1)即便技术可行,经济可行性仍然是资源化利用难以跨越的鸿沟。以赤泥制备路基材料为例,虽然实验室验证性试验能够达标,但实际工程应用中所发生的控碱成本、辅助材料成本和运输成本成为致命短板。单从运输角度看,赤泥应用半径超过50公里时,运输费用(约35元/吨)已高于天然材料成本(20~30元/吨),如再考虑控碱和辅助材料成本,赤泥的利用成本将会更高。国内某省高速公路项目原计划使用200万吨赤泥,终因成本超出预算而改用传统天然材料。由此可以看出,从宣传角度讲赤泥虽然可以大规模应用于高速公路等项目的建设,但因成本因素的制约而使其失去经济可行性,实际应用受到限制。

 (2)其他行业对赤泥及其产品的接受度同样低迷。钢铁企业因杂质超标(氧化铝含量>1.5%,高达17%)而拒收由赤泥分选所得的赤铁精矿,建材市场抵触"含废料"产品,即便通过认证,价格也被压低30%。欧盟"REDMUD"项目开发的赤泥瓷砖,尽管性能优异,但消费者心理抵触导致售价仅为普通瓷砖的70%,生产企业无利可图。现行政策下赤泥堆存成本仅15~30元/吨,而无害化处置及低端利用成本远远高于堆存成本,这种"倒挂"现象严重抑制了投资者的投资意愿。
 
 (3)采用磁化焙烧工艺处理赤泥回收磁铁矿(铁精粉),虽然可以收得质量符合炼铁炼钢行业要求的铁精矿,但由于产品附加值低而使生产企业无利可图甚至亏损。以处理Fe2O3含量45%的高铁赤泥为例,铁收率按85%计,每处理1t赤泥可产出TFe65%的磁铁精矿412kg,目前市场售价800元/t,产品销售收入329.6元,而每处理lt赤泥的生产成本高达490元/t(不含税)。显然,从经济效益角度考虑,由赤泥通过磁化焙烧回收磁铁矿的技术思路缺乏工业可行性。

4、二次废渣的处理是赤泥元素利用的技术难题

 从目前的情况看,对赤泥的元素利用主要是采用干法工艺分离赤泥中的铁生产赤铁精矿、炼钢用直接还原铁和硫酸法钛白用还原铁粉,采用湿法工艺分离赤泥中的铁生产颜料用氧化铁、电池用氧化铁、铁氧体用氧化铁、电池用磷酸铁等,分离赤泥中的铝生产氢氧化铝、氧化铝、硅铝酸钠、铝酸钠、聚合氯化铝等,分离赤泥中的钛生产钛白粉,分离所含稀土和稀散金属生产相应的金属氧化物如氧化镓、氧化钪等。

 但不论是干法工艺还是湿法工艺,都不是对赤泥的整体利用,处理过程都有大量的二次废渣产生,干法工艺二次废渣产生量为赤泥量的55~80%(干基),湿法工艺二次废渣产生量为赤泥量的30~40%(干基)。所产生的废渣虽然为一般工业固废,但其产生与堆存仍然会占用大量的土地,并继续成为破坏生态环境的污染源。从目前的情况看,国内尚未研发出对所述二次废渣进行资源化利用的成熟技术,缺乏行之有效的利用途径。

5、赤泥处理工艺放大过程出现较多的技术和运行障碍
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 (1)实验室研究成果与工业化应用之间存在较大差距。技术放大过程中不可避免地会产生放大效应,暴露或新产生诸多技术难题。某企业建设的10万吨/年赤泥提铁生产线,铁回收率由实验室的90%下降至工业实际生产中的55%,而且存在回转窑结圈现象,生产线无法正常运行。某企业以赤泥为原料生产胶凝材料,由于赤泥含水量较大,直接入窑导致能耗飙升,若增加预干燥工序,干燥过程又会造成窑炉粘壁、结块等。再如某赤泥资源化利用示范装置,在处理赤泥过程存在严重的回转窑结圈现象,每运行两周就需停产维护,导致生产系统瘫痪。
 
  此外,赤泥资源化所得产品必须满足国家、行业标准或用户要求,如由赤泥生产的微粉虽然活性指数达85%,但因放射性核素超标(内照射指数1.3,国标要求≤1.0)而无法进入建材市场,不能作为商品出售。再如由赤泥直接采用高梯度磁选工艺选出的赤铁精矿,Al2O3含量远远高于标准规定的1.5%,个别企业甚至高达17%,不符合钢铁行业对赤铁精矿的杂质要求,不具商品价值。

(2)从工业化应用角度看,目前赤泥的资源化利用多为低值化利用,如生产建材及用作路基材料等,从理论上讲虽然消纳量大,但因受销售半径、处置成本、产品成熟性及市场接受度等因素的制约,实际上难以获得规模化应用。

 以富铁赤泥采用磁化焙烧法生产磁铁矿,由于产品价值较低,生产成本高而造成投资者无利可图甚至亏损,同时对所产生的大量二次废渣缺少可靠的利用途径,虽然技术可行,但从经济、环保角度考虑不具可行性。

 利用富铁赤泥采用火法与湿法相结合的工艺生产附加值较高、市场容量较大的炼钢用直接还原铁或硫酸法钛白用还原铁粉、聚合氯化铝铁、钛白粉,因产品市场需求量较大而适宜于对赤泥的适度规模化利用,并可以创造良好的经济效益,但在工业化过程需要解决回转窑的结圈问题,同时还要解决湿法利用过程的废水处理问题和最终残渣的利用问题。   
 
 采用全湿法工艺处理赤泥生产铁化合物(颜料氧化铁、铁氧体用氧化铁、电池用氧化铁、电池用磷酸铁等)、铝化合物(氢氧化铝、氧化铝、硅铝酸钠、铝酸钠等)、钛白粉,所得产品附加值较高,工业实践中可以创造可观的经济效益,但受产品市场容量的影响,需根据市场需求确定适宜的建设规模,无法对赤泥进行百万吨级/年以上的规模化利用。

突破路径

 1、在铁元素的利用方面,应放弃产品附加值低、处理成本高的磁化焙烧-磁选(回转窑焙烧及悬浮磁化焙烧)生产磁铁矿工艺,推广产品附加值高、市场需求量大、生产成本低的深度还原焙烧-磁选生产炼钢用直接还原铁和硫酸法钛白用还原铁粉工艺,尤其是以回转窑无结圈工艺为基础的深度还原焙烧工艺。在湿法利用方面,推广市场容量较大、附加值高的由含铁赤泥生产氧化铁(颜料用氧化铁、电池用氧化铁、铁氧体用氧化铁等)和电池用磷酸铁技术等。

 2、在脱碱技术方面,应结合赤泥中铝元素的资源化利用,推广与铝元素的分离及产品制备相结合的碱脱除、利用新技术,以消除脱碱成本,降低铝元素分离及铝化合物生产成本。


 3、在铝的资源化利用方面,应结合赤泥中碱的利用,推广由赤泥生产铝酸钠、硅铝酸钠、阻燃用氢氧化铝技术,既能够有效控制生产成本,又能满足市场对铝化合物的需要,经济效益显著。

 此外,还应开发、推广聚合氯化铝、氟化铝、冰晶石等生产技术,以拓展赤泥中铝元素的资源化利用途径。

 4、赤泥中含有一定量的钛、钪、镓等元素,应采用湿法工艺或火法与湿法相结合的工艺,以对赤泥中铁、铝元素进行资源化利用为基础,对钛、钪、镓元素进行综合利用,生产市场需求量较大、附加值高的钛白粉、氧化钪和氧化镓产品,以实现对赤泥的全元素利用,提高资源化利用水平,提高赤泥资源化利用过程的系统经济效益。

 5、研究开发赤泥资源化利用过程所产生的二次废渣的低成本资源化利用技术与途径,尤其是作为耕地复垦材料、陶粒生产材料等在农业及卫生材料、环保材料、绿化材料领域的应用。

 6、立足工业实践,强化应用研究,淡化课堂技术和会议技术,提高赤泥资源化利用技术的可靠性、实用性,避免在技术放大过程和工业实践中给投资者造成损失。

宗馥莉,还是自立门户了

宗馥莉的辞职,并非毫无征兆。

商标使用“不合规” 被认为是此次辞职的直接原因。据内部人士透露,宗馥莉将娃哈哈集团的员工、生产、销售渠道等资源转移至其控制的宏胜集团,并销售娃哈哈产品,但未向娃哈哈集团支付商标使用费。

“娃哈哈”商标归属于娃哈哈集团,是娃哈哈的核心资产。而工商登记信息显示,娃哈哈股权呈现出三方制衡的格局:杭州市上城区文商旅投资控股集团有限公司(国资)持股46%;宗馥莉个人持股29.4%;基层工会(职工持股会)持有24.6%。
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这意味着,在现行股权架构下,“娃哈哈”商标的使用需获得全体股东一致同意,否则任何一方均无权使用。

此外,部分退休及离职员工对2018年签署的职工股权回购协议提出异议,使得股权结构进一步复杂化。

今年9月,网上流传的一份娃哈哈内部文件已经透露出端倪。该文件提到,自宗庆后离世后,公司一直努力推进解决各项历史相关遗留问题,为维护“娃哈哈”品牌使用的合规性,公司决定从2026年新的销售年度起,更换使用新品牌“娃小宗”。

文件直言,“因复杂的历史相关问题不能在近期得到有效的解决,导致公司经营始终暴露在相关法律风险之下,因此,我们不得不做出以上的安排。”。

除了股权问题和商标使用权,过去一年多,经营理念的代际差异也成为宗馥莉接班路上的障碍。

宗庆后奉行“家文化”,注重人情与稳定;而受西方教育影响的宗馥莉,则信奉制度与效率,主张激进改革。

接任后,宗馥莉迅速推行了包括高管轮岗、精简部门在内的一系列改革;对外则关停了一些效率不高的工厂并终止了部分合作多年的经销商权益。

这些改革触动了娃哈哈几十年的“基本盘”。一位知情人士透露:“她试图在这段时间深度改革娃哈哈,但她触动了一些人的利益。”

宗馥莉的改革方向或许正确,但步伐太过急促。

过去一年多时间里,来自经销商的不和谐声音、来自内部离职者的不和谐声音,围绕着娃哈哈不绝于耳。这些声音逐渐交织,最终形成了一股对宗馥莉不利的势能。

自立门户

当娃哈哈品牌成为障碍,创设新品牌“娃小宗”成为宗馥莉绕不开的选择。

实际上,宗馥莉为“娃小宗”早已做好铺垫。今年5月12日,娃哈哈家园公众号发布的一则消息中首次出现了“娃小宗”无糖茶。

国家知识产权局商标局官网显示,“娃小宗”的商标由宏胜集团申请,其商标服务范围涵盖了茶饮料、矿泉水、纯净水等多个品类。

9月13日,一份宏胜系将从2026销售年度起更换使用新品牌“娃小宗”的通知广为流传,这份文件已获证实,也是宗馥莉彻底脱离娃哈哈“单干”的首个明确信号。

而10月11日,“娃小宗”正式在微博平台注册账号,认证主体为宏胜饮料集团有限公司。这一举动表明品牌正进一步扩展其在线社交网络,以增强与公众的直接交流。

与此同时,宗馥莉也在为新品类的生产做准备。有消息称,她已在西安投资10亿元建设新的生产基地,年产能达到80万吨。

从去年开始,她就把娃哈哈的员工、经销商陆续转到宏胜集团,为换品牌铺路。这些举措表明,宗馥莉的辞职可能并非临时起意,而是一场精心策划的转身。

不过对于宗馥莉而言,离开娃哈哈只是新一轮考验的开始。

快消品市场是一个高度竞争的市场,没有多余的市场份额给到新的品牌。宗馥莉要证明自己,势必要对现有市场格局发起冲击,但竞争对手也会予以强力回击。

实际上,“娃小宗”面临的市场环境并不乐观。有网友吐槽“娃小宗”像山寨名,语音输入都费劲;经销商也态度含糊,有人直言“只能被迫接受”。

更关键的是,宗馥莉给“娃小宗”定了300亿的年销目标,这几乎是现在娃哈哈销量的六成。虽然娃哈哈旧有的生产和销售体系是她的底气所在,但完成难度依然不小。

回顾宗馥莉在娃哈哈的岁月,她试图用标准化、流程化、数字化改造这家传统企业,却因急于求成而触动了太多利益相关者。她继承了父亲的事业,却未能继承那份平衡各方关系的智慧。

如今,放下娃哈哈的宗馥莉,能否让“娃小宗”茁壮成长,将是对她企业家能力的真正考验。

娃哈哈何去何从

宗馥莉决绝出走后,娃哈哈的前途充满了悬念。
虽然宗馥莉已经辞职,但她仍然是娃哈哈集团第二大股东,对“娃哈哈”商标的授权使用有一票否决权。

宏胜系已经弃用娃哈哈商标,宗馥莉自然不希望其他人使用比“娃小宗”更“正宗”的娃哈哈商标,成为自己最致命的竞争对手。

上海娃哈哈饮用水公司就是因为不愿意被宗馥莉“收编”,失去了娃哈哈商标的使用权,只能采用新品牌“沪小娃”。

在整个娃哈哈体系,娃哈哈商标是最值钱的资产,是数十年的广告和经销体系一点一点积累起来的,如果它已成为这场零和博弈的牺牲品,着实是一件令人遗憾的事情。

目前,娃哈哈集团内部正逐步“去宗馥莉化”。 例如,“Hi娃哈哈”系统已恢复集团架构。而谁将成为宗馥莉的继任者,仍是众人瞩目的核心问题。

他能否力挽狂澜,平衡和整合各方利益,让娃哈哈品牌走出困境,重新出发,我们拭目以待。

01

3100万瑞典克朗的遗产

1895年,瑞典化学家诺贝尔决定立下遗嘱,将部分遗产变作基金,用以成立诺贝尔奖(Nobel Prize)。诺贝尔希望,每年运用基金利息支付奖金,表彰对人类做出巨大贡献的得主。第二年,诺贝尔便去世了。
直到1900年6月29日,瑞典专门成立了诺贝尔基金会,并由其董事会管理和发放诺贝尔留下的奖金。
真正的诺贝尔奖,是在他逝世五周年后的1901年才首次颁发。此后,除了因战时中断,每年10月都会公布该年度得主,并在每年12月10日的下午举行授奖仪式颁奖,藉此纪念诺贝尔的逝世日期。
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△2024年宣布化学奖得主的现场 图源:诺奖官网
最初,诺贝尔的遗产只有3100万瑞典克朗,单靠这笔遗产是远远不够发这么多奖金的。但如今,诺贝尔基金资产已经超过了61亿瑞典克朗(约合人民币46亿元),相比最初的金额,增值了近200倍
在这背后,全靠诺贝尔基金会的投资理财。可以说,诺贝尔基金会是将诺贝尔的这笔遗产当做一项百年理财产品在运作的。

02

如何让钱生钱

如何让一笔遗产做到钱生钱
早期,诺贝尔奖的利息其实不高,奖金也不丰厚。1901年的首届获奖者,仅获得了15万瑞典克朗的奖金。
△2024年宣布文学奖得主现场 图源:诺奖官网
诺贝尔基金会的投资偏向保守,主要是投资一些“安全证券”,比如国债。所以在诺贝尔奖成立的最初50年间,其资产的投资收益一般只有2%~3%。
这种单一的投资策略、集中投资于低风险的资产,使得诺贝尔基金的资金变得越来越紧张,加之通胀等因素的影响,到了1945年,单项奖金的实际购买力相比1901年,已缩水超过七成。
20世纪50年代初,瑞典政府解除了诺贝尔基金会的投资限制,允许基金会投资股票和房地产。
至此,诺贝尔基金会的投资策略也从保守逐渐转向积极,从单一资产类型转向了多元化配置不同的资产,并根据市场行情,不断做出调整。
20世纪80年代,美股开启一轮长期的牛市,诺贝尔基金会的收益也实现大幅上涨。1987年末,基金会投入美股的资产总市值高达12.87亿瑞典克朗。
股市收益节节攀升,加上房地产等其他投资的收益,使得诺贝尔基金会的资产水涨船高。到1999年末,诺贝尔基金会的资产总市值达到39.38亿瑞典克朗。
每年奖金的数额,也因投资收益的波动而变化:1981年每个奖项的奖金是100万瑞典克朗,到了2001年已增至1000万瑞典克朗,此后维持逾10年。
当然,炒股也不总是赚钱的。2011年,由于全球股票市场普遍不振,诺贝尔基金会的股票投资亏损了1900多万瑞典克朗。这一年,每项奖金的金额也从1000万瑞典克朗降低到800万瑞典克朗。
2017年,随着全球股市转好,奖金又增加到900万瑞典克朗。
诺贝尔基金继续为改善财务状况做出努力。为了减低市场风险,基金会开始加大对冲基金的投资。2019年,诺贝尔基金会的投资配置中,股票超过一半,房地产与基础建设投资10%,还有固定收益类产品10%,加上对冲基金25%。
据新华社报道,2020年,得益于整体市场表现良好以及有效的资产管理,诺贝尔基金会年投资回报率接近9%,财务稳定性有很大提升。这一年,单项诺贝尔奖的奖金也增加至1000万瑞典克朗。
2022年底,诺贝尔基金会的投资资本已达57.99亿瑞典克朗。到了2023年,更是涨至61亿瑞典克朗。
也是在2023年,财力雄厚的诺贝尔基金会,决定增加进一步奖金。这一年的诺奖单项奖金金额升至1100万瑞典克朗,成为一百多年历史上的最高奖金金额。这一金额也一直延续至2025年。而与1901年最初的奖金相比,诺贝尔奖的奖金价值提升了300%。
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△诺贝尔奖近年奖金数额情况 图源:诺奖官网

氢能之所以迟迟未能大规模应用,主要是由于其在生产、储存、运输和应用等整个产业链条中,面临着成本高昂、技术瓶颈、基础设施不完善以及安全和标准体系等一系列的挑战。

以下是主要的限制因素:

1 成本高昂
制氢成本: 虽然通过化石燃料制氢(灰氢)成本较低,但会产生大量碳排放,不符合清洁能源转型的目标。利用可再生能源电解水制氢(绿氢)是未来的方向,但目前电解槽设备成本、电费以及绿电供应的不稳定性等因素,使得绿氢的成本远高于传统制氢方式,缺乏经济竞争力。

储运成本: 氢气密度极低,无论是采用高压气态储氢还是低温液态储氢,都需要高成本的设备和复杂的工艺。氢气的运输成本也远高于传统燃油,管道运输网络尚未成形,且面临“氢脆”等技术挑战。

终端应用成本: 例如,氢燃料电池汽车的制造成本和维护成本普遍高于传统汽车和纯电动汽车,加氢站的建设和运营成本也极高,使得氢燃料的价格难以与汽油竞争。

2 基础设施不完善
加氢站网络稀疏: 缺少广泛且便捷的加氢站网络,是制约氢燃料电池汽车推广的关键因素。建设一个加氢站投资巨大,且运营初期亏损现象普遍。

储运系统滞后: 缺乏成熟的长距离、大规模的氢气运输基础设施,尤其是高效、经济的氢气输送管道。目前主要依赖高压长管拖车进行小规模运输,效率低、成本高。

3 技术和效率瓶颈
能源转换效率: 从电能制氢,再到氢气储存和运输,最终到燃料电池发电或驱动,整个过程存在多次能量转换,综合效率低于锂电池的直接充电-放电模式,造成能源浪费。

核心技术依赖进口: 尽管在某些环节有所突破,但在催化剂、质子交换膜、碳纸等燃料电池关键材料和部件上,许多国家仍对国际先进技术存在较大依赖。

4 安全性和标准法规
安全认知: 虽然科学研究表明氢气的危险性被夸大,甚至在某些情况下比汽油更安全(因为氢气密度低易于快速逸散),但公众对氢气的安全风险仍存在疑虑。

标准和法规缺失: 缺乏统一、完善的国际和国内标准体系和安全监管体系,特别是关于氢气的“能源属性”和“危化品属性”的界定、以及跨部门的协作和审批流程等,都给产业发展带来了不确定性和难度。

总之,氢能的大规模应用需要全产业链协同发展,通过技术创新降低绿氢成本、突破储运技术瓶颈、完善基础设施网络,并建立健全的安全标准和政策支持体系,才能逐步实现商业化和市场普及。

做过了电池穿刺实验 为啥撞护栏或者水泥墩,还是会燃会爆?还有人拿某车型从高空30多米坠落对比,为啥人家电子设备完好无损?

100公里时速发生碰撞 电池燃爆破坏性极大 生还几率几乎为零

古代人通过洒水的方式来制冰,这种方法是否与今天的压缩式制冷原理相似呢?

确实,这种方法可以制出一定量的冰块,但它依赖一种特殊的气体——液态氨。通常,制冷的基本原理是物体在吸热的过程中降温。例如,压缩式制冷设备通过气体的压缩和膨胀不断升温降温,从而吸收外界热量,降低箱体内部的温度。那么,怎样使水温降低呢?最简单的方式就是让水蒸发。水在蒸发时吸收热量,导致周围温度下降。
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古人对这个原理已有一定了解,因此,他们便通过洒水的方法来制造冰。古代文献《淮南万毕术》中曾记录,古人通过热水来制冰,尤其能在炎热的夏天制造冰块,这种技术被称为“夏造冰”。具体做法是:当水达到100摄氏度时会沸腾,产生水蒸气。古人利用这一点来制造冰。他们将湿绢布挂起,用竹篮承托,再把热水缓慢地浇在布上。随着水分的蒸发,布上会逐渐结冰。
为何会这样呢?

水蒸气由水分子构成,水分子在液态与气态间转化时需要吸收或释放热量,这一过程被称为“潜热”。因为液体中的高温水分子会优先蒸发成水蒸气,从而带走大量热量,导致液体的温度骤降。古人通过观察水蒸气的蒸发过程,逐渐总结出这种制冰的方法。在低压环境下,水蒸气的快速蒸发会导致水温迅速降低,使得水从液态变为固态——结冰。这一过程中,冰的结晶并无规律,称之为“淮南冰”。

这一方法虽然可以制造一些小冰块,但由于无法精确控制水温,因此无法大规模地制冰。然而,这种技术在当时已经非常高明,因为它不需要额外的设备,仅凭热水就能制造冰,且成本相对低廉。在古代,制冰是昂贵且复杂的,需要特定的材料和设备,因此多数人难以享用冰品。古人通过这一“夏造冰”的方法,巧妙地解决了炎热夏季的冰需求,且这种技术代代相传。
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随着现代物理学的发展,古代的这一制冰方法引起了一些物理学家的兴趣。通过研究,他们认为,古人虽然能通过热水制造冰块,但由于技术的局限,难以大规模生产冰块。古代人通过实验发现,在低气压环境下,水的沸点会下降,这使得水更容易蒸发,从而能更快地降低水温,达到结冰的效果。

然而,这一方法依然存在限制。在常规的低气压下,水的温度可以下降到-5至-6摄氏度,因此蒸发的水分能够在极低温度下形成冰晶。但由于古人无法精确调控水温,实际操作时很难达到低于-6摄氏度的温度,导致制冰效果有限。尽管如此,这一方法依然是古代制冰技术的亮点,值得后世称赞。

此外,古人在煮茶过程中也发现了一种有趣的现象:当茶汤煮得过长,温度会自然降低,形成“焦汤”现象。物理学家通过实验发现,在极低大气压下,这一现象会更加明显。于是,古人通过调整茶汤温度至70摄氏度左右,并将其倒出,迅速降低水温至-6摄氏度以下,从而成功地制冰。尽管这一方法在古代条件下难以实现,但在理论上,它为现代的冰制技术提供了宝贵的启示。

尽管古代的热力学知识远不如现代完善,淮南学派的尝试却为后来的热力学研究奠定了基础,展现了古代中国的智慧。这种跨越千年的科学探索,体现了古人对自然规律的深刻理解与无畏探索。古代学者虽无法完全掌握现代热力学原理,但他们不断创新、勇于尝试的新精神值得我们敬佩。今天,现代学者通过跨学科的研究,结合物理、化学、热力学等多个领域,对“夏造冰”的现象进行深入剖析,这一跨学科的研究方法也为我们提供了新的思考角度。

除了众所周知的全球电动汽车霸主,特斯拉已经成长为储能行业隐形巨无霸。其储能业务营收、毛利率等指标已遥遥领先电动汽车板块,成为更具战略价值的利润增长引擎。
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储能业务在特斯拉业务布局中举足轻重 来源:特斯拉

马斯克早在2019年就预测,特斯拉的能源业务最终将达到或超过其汽车业务的规模。而在2023年3月发布的“宏图第三篇章”中,马斯克进一步指出实现可持续的能源经济需要将电池储能达到240太瓦时(TWH)的目标。去年,马斯克再次明确表示:“多年来我一直预测,储能业务的增长速度将远远快于电动车业务。它正在实现。”

特斯拉于2015年4月推出第一代产品——家用产品Powerwall和工商储产品Powerpack,标志着公司正式进入储能领域。2019年,特斯拉推出了公用事业级储能产品Megapack,其是目前市场上容量最大的储能系统之一,每台Megapack机组可储存超过3.9 MWh的能源。

该产品上市后一直处于供不应求状态, 麦克·斯耐德在投产仪式上提及,随着新市场的开拓和储能产品需求的持续增长,特斯拉Powerwall和Megapack的供应受到了产能限制。
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图说:特斯拉储能业务发展历程 来源:特斯拉,中信期货

目前,特斯拉储能产品遍布全球超过65个国家和地区,总部署量超过10吉瓦时。而储能业务也成为了特斯拉增长速度最快的业务之一,在电动车业务市场份额不断被吞噬的当下,成长为扛起业绩大旗的新增长点。

刚刚过去的2024年四季度,特斯拉能源业务成为了其增长最快部分,当季能源生产和存储收入为30.6亿美元,同比增长113%,能源业务的毛利润也创下历史最高,Powerwall部署也再创纪录。
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图说:特斯拉储能产品装机量 来源:特斯拉

2024年,特斯拉储能装机总量达到了31.4 GWh,相较于2023年的14.7GWh同比增长114%,也实现了连续两同比增长超过100%。其中,2024年四季度,特斯拉储能出货量继续高增,达到11GWH, 环比增长了近60%。与储能业务的高速增长相比,2024年特斯拉电动汽车销量同比下降了1.1%。

储能产品装机量的迅猛增长也反映在了财务报表上。根据特斯拉公布的最新财务数据,2024年公司储能业务收入达到100.86亿美元,同比增长67%。这一增长幅度远高于公司整体营收的增长率,表明储能业务已成为特斯拉的重要增长极。

而随着上海储能超级工厂在2025年一季度开始量产,特斯拉预计储能部署量将在2025实现50%的同比增长(2025年超过60Gwh)。根据彭博预测,2025年特斯拉光储业务收入有望达到141亿美元,复合年化增长率为60%;届时毛利有望达到27亿美元,占公司毛利比重有望提升至11%。
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图说:特斯拉分业务季度收入 来源:国泰君安证券研究所

欧洲康养产业发展现状

1.历史背景:康养旅游起源于国外,早在14世纪初,温泉旅游疗养地的建立就标志着健康旅游的初步形成。16至18世纪,欧洲以温泉旅游资源开发为主的健康旅游开始兴起。随着工业文明进程和工业城市化的不断发展,19至20世纪初,康养旅游在欧洲全面兴起,将运动度假与生态养身结合起来,开发了水上运动、冰雪运动、高尔夫等体育运动项目。

2.主要国家:

o德国:德国是世界上发展康养产业最早的国家之一,其康养产业以森林康养和温泉疗养为代表。德国黑森林康养度假胜地是世界著名的森林康养胜地,依托茂密的原始森林和优质的生态环境,提供了多样化的康养服务。此外,德国的休闲农庄也发挥了重要的康养功能,如慕尼黑市郊的骑术治疗项目和绿腰带项目。

o荷兰:荷兰以其高科技创汇型农业著称,其花卉产业和园艺作物在全球具有领先地位。荷兰的康养产业结合了高科技农业和休闲旅游,如库肯霍夫郁金香公园和世界园艺中心等,为游客提供了独特的康养体验。

o瑞士:瑞士以其优质的医疗资源和高品质的康养设施而闻名。瑞士的CLP诊疗休养中心是全球顶级富豪常驻的抗衰老设施之一,提供了先进的医疗服务和康养方案。

回顾森林康养度假产业发展历程,共经历了三个阶段

第一阶段是以德国为代表的雏形时代(1980年前),19世纪40年代,德国创立了世界上第一个森林浴基地,形成了最初的森林康养概念;

第二阶段是以日本、韩国为代表的研究时代(1980年—2000年),1982年日本首次提出将森林浴纳入健康的生活方式,并举行了第一次森林浴大会,1988年韩国确定了4个森林建设基地,逐步培养了一批规模化的森林康养度假载体;

第三阶段则是全世界范围内蓬勃发展阶段(自2000年至今)。

温泉康养小镇的发展之路_旅游

案例:德国黑森林

“当你的人生中感到烦恼和忧愁的时候,就到森林来,敞开胸怀,遥望树林,你能从每一棵树、每一朵花、每棵草、每个生灵里看到上帝无所不在,你就会得到安慰和力量。”这是电影《茜茜公主》中的一段经典对白。

电影中提到的森林便是位于德国西南部的的黑森林,这片历史悠久的针叶林,植被茂盛到阳光都很难透进来,远望是一片化不开的如墨浓绿,黑森林的名字就因此而来。

除了《茜茜公主》外,《白雪公主》《灰姑娘》《小红帽》等无数欧洲童话故事都发生于此,为这里增添了不少浪漫且神秘的气质。优越的自然环境,清甜的水质和空气,让这里一度成为欧洲上层社会和贵族们的首选度假地。
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茜茜公主_360百科

位于此地的黑森林康养度假胜地是世界著名的森林康养胜地、全球一流的康养中心。在德国旅游领域,森林康养(“森林医院”),年游憩者将近10亿人次,占德国旅游收入的67%以上,而黑森林旅游景区贡献很大一部分。

依托德国最大的森林山脉黑森林,占地面积达1710万亩,黑森林根据地形特色,进行多样化的规划:不仅设有让游客一览广阔全景的休闲村庄、带有疗养功能的康养森林、多功能的水疗中心、让人流连忘返的莱茵河美景,还将德国精致的地道美食、别致的葡萄酒庄园和独特的手工艺品,进行多元化的产业融合。

德国自驾游黑森林攻略攻略旅游去阿尔山 - 攻略陆陆
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01.接近自然的原生态环境,合理的景区规划

森林康养是以森林生态环境为基础,通过景观打造或景区规划,达到保健养生、康复疗养的效果。正如德国黑森林,从北向南茂密的原始森林、高低起伏的丘陵和风景秀丽的湖光,成为最初、最大的亮点。加上合理的景观规划,让这片接近自然、带有疗养功能的原始生态环境,又多了观光休闲的功能。

02.富有当地文化特色的民宿

民宿是当前乡村旅游的一大热潮,但如何做好民宿品牌,提升民宿影响力是大家需要面对的难题。而德国黑森林的民宿,从不同的消费层次,进行全面覆盖。

03.符合消费需求的森林项目

森林康养,不仅是一种生态资源保护与开发,同时也是一种公众享受自然、亲近自然、强身健体的生活方式。但大家选择森林旅游,需求各有不同:

有人期待到静谧的森林中,一洗尘世浮华;有人希望通过森林康养,近距离接触自然;有人期待到康养森林,进行安全的户外探险.......

不同的人群有不同的消费需求,选择的森林项目自然不同,因此,设计好满足不同消费需求的森林项目,才有后期盈利空间。

正如成立130多年的德国黑森林:

1)住宿上除了传统住宿之外,一些乡间体育活动:远足、越野行走、山地骑车、骑马或打高尔夫球等项目也均有设置;

2)餐饮上除了世界闻名的甜品店之外,一些带有当地特色的餐馆也大小并存;

3)景观上除了著名的原始森林之外,德国最大的自然公园、景色秀丽的湖泊、落差163米高的阶梯瀑布,也展示出其秀美的自然风光。

04.深度融合的周边产业

森林康养是一个可以多边融合拓展的项目,比如:将森林康养与景观项目融合,形成既具有疗养功能,又带有观赏价值的项目;将森林康养与户外运动融合,形成既具有疗养功能,又带有户外探险的项目。

但从产业融合专业角度来看,简单的项目间融合,不能达到理想效果,只有将“点串成线”,不断完善产业链,形成深度融合,才可以更好的带动周边产业发展,正如黑森林景区的“布谷鸟钟”、“黑森林蛋糕”。

可以说,德国黑森林康养度假胜地作为全球顶级康养中心,它的经验非常值得我们思考与借鉴:

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德国黑森林:挖掘优势

01.挖掘森林生态资源优势,凸显康体疗养功能

黑森林康养度假目的地的打造,关键是充分发挥了项目地繁茂的森林资源优势。项目片区内松树、杉树等林木种类繁多,森林覆盖率高达98%,林中负氧离子含量颇高,这种资源优势为康养型休闲度假目的地的打造提供了得天独厚的生态宜居环境。

项目地充分发挥这一生态康养优势,通过植入森林赤足步道、负氧离子浴、枝条浴、水浴、泥浴等特色化的森林康养项目,充分发挥了黑森林的生态康养度假功能。

02.打造“一步一景”优质景观,营造舒适度假氛围

项目地除具有优质的森林资源优势外,湖泊水域资源基底良好。片区内部拥有黑森林地区最大的天然湖蒂蒂湖,湖区处在多条旅游线路的交汇点,地理位置独特,且湖畔的小村庄多是德国传统的半木结构的民居建筑,人文环境和自然景观相得益彰,吸引一众游客观光游览。

03.创新开发特色度假产品,持续推广康养品牌

除上述康养度假产品外,项目地通过打造森林高尔夫基地、森林户外休闲运动基地、森林青少年教育基地、森林水上休闲运动基地、国际化休闲农庄、多功能温泉水疗中心等载体,丰富了片区康养度假产品体系,区域康养休闲度假品牌形象深入人心。

德国黑森林:经验借鉴

01.遵从自然,确保生态保护与文旅开发协调发展

生态文明思想始终强调“绿水青山就是金山银山”、“山水林田湖草是生命共同体”。森林康养度假产业发展过程中,应始终紧随生态文明思想指引,坚持保护优先、自然恢复和适度开发的发展策略,在对区域资源进行良好保护的基础上,充分挖掘林地、湖泊等生态资源优势,通过进行生态景观提升,适当植入康养休闲、康养度假等特色文旅产品,稳步彰显区域森林康养文旅功能。

02.合理规划,积极构筑特色化的旅游空间新格局

就德国·黑森林康养度假胜地而言,依托从北向南茂密的原始森林、高低起伏的丘陵和风景秀丽的湖光,分别进行康养森林、传统农舍、草地牧场等特色主题的打造,是该度假项目地长远发展的核心亮点。任何休闲度假目的地的打造,均应结合自身资源特色,进行合理化、适度化的文旅开发,以确保最大程度发挥各类型资源的旅游功能,打造特色化的休闲度假空间格局。

03.加速融合,高质量延展康养休闲度假产业链条

顺应“旅游+”的产业发展新趋势,加快实现康养产业与其他产业的深度融合,创新康养类旅游产品设计和产业业态,是新时期发展康养休闲度假产业的主流模式。

森林康养是一个可以多边融合拓展的产业,未来发展过程中应注重将森林康养与生态观光、农庄休闲、文化体验、户外运动等产业进行深度融合,以更好地推动多元产业的高效发展,不断延伸康养休闲度假产业链条。

“十四五”时期,森林康养度假产业的发展将日渐成为休闲度假产业发展的主流。各类产业主体在森林康养度假载体建设过程中,应注重对区域内生态资源进行严格保护,同时进行区域内生态景观、健身绿道、康养产品等的提升打造,以塑造外在形态美、全域生态美、特色业态美的高品质森林康养度假目的地。

欧洲康养产业的成功经验

1.自然资源优势:欧洲拥有丰富的自然资源,如森林、湖泊、温泉等,这些资源为康养产业的发展提供了得天独厚的条件。

2.先进的医疗技术:欧洲在医疗技术方面处于全球领先地位,为康养产业提供了强有力的技术支持。

3.多元化的康养服务:欧洲的康养服务涵盖了医疗、养生、休闲、旅游等多个领域,满足了不同游客的康养需求。

4.政府支持:欧洲各国政府对康养产业给予了大力支持,通过制定相关政策、提供资金支持等方式,促进了康养产业的快速发展。

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对中国康养产业的借鉴建议

1.发挥自然资源优势:中国拥有丰富的自然资源,如森林、草原、海洋等,应充分利用这些资源,开发具有特色的康养项目。

2.提升医疗技术水平:加强医疗技术的研发和创新,提高医疗服务的质量和效率,为康养产业提供强有力的技术支撑。

3.推动康养服务多元化:结合中国的传统文化和旅游资源,开发具有特色的康养服务,如中医养生、温泉疗养、乡村旅游等,满足不同层次游客的康养需求。

4.加强政府引导和支持:政府应制定相关政策,鼓励和支持康养产业的发展,如提供税收优惠、资金支持等,同时加强行业监管,规范市场秩序。

这一看似简单的问题,实则蕴含着深奥的科学原理。

在人类历史的早期,火被视为神灵的恩赐,承载着无尽的神秘与敬畏。古希腊哲学家赫拉克利特将火视为万物的起源,而亚里士多德则将其列为构成宇宙的四大元素之一。东方的古老文明同样对火抱有崇高的敬意,无论是中国古代的“火曰炎上”,还是印度《奥义书》中的神圣媒介,都反映了人类对火这一自然力量的深刻认识与无限遐想。

随着科学的进步,人类对火的认知逐渐深入。18世纪的化学革命,特别是拉瓦锡的精密实验,揭示了燃烧的本质是物质与氧气的结合反应,从而打破了“燃素说”的束缚。这一发现为人类理解火的本质奠定了坚实的基础。
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进入19世纪,工业革命的到来使人类对火的掌控达到了前所未有的高度。与此同时,随着量子力学和等离子体物理学的发展,科学家们发现传统的固态、液态、气态三态分类已无法全面解释火焰的复杂特性。火焰会发光发热、传导电流,且其形态随温度、燃料种类剧烈变化,这些特性暗示着火焰可能涉及更高级别的物质状态。

那么,火究竟属于什么物质状态呢?科学家们经过深入研究后发现,火焰并非传统意义上的固态、液态或气态物质,而是能量流经物质时引发的瞬态结构。当木材燃烧时,我们看到的并非火的实体,而是碳氢化合物分子在解体过程中释放的能量涟漪。这些涟漪裹挟着电离粒子、激发态分子和光子,共同构成了火焰这一独特的自然现象。

火焰的颜色差异也为我们揭示了其内部的奥秘。木柴燃烧时产生的橙红色光芒,源于未完全燃烧的碳颗粒在高温下的发光现象。而天然气灶的蓝色火焰,则是甲烷与氧气完美配合的结果,标志着燃料的充分燃烧。将食盐、铜丝或钙粉撒入火焰中,还会引发火焰颜色的变化,这是因为元素被加热时电子跃迁所释放的特定颜色光。

更为神奇的是,火焰的“物质性”还会随环境的变化而发生剧变。在国际空间站的微重力环境中,火焰失去了对流作用,呈现出缓慢扩散的蓝色球体形态。而在深海热泉口,某些古菌能在高温海水中进行“冷燃烧”,利用硫化物氧化产生的能量生存,这种生物代谢过程虽然释放热量,却完全没有可见火焰。这些现象进一步证明了火焰的复杂性和多样性。

火之所以难以归类,正是因为它打破了物质与能量的界限。它既是古代文明的启蒙者,也是现代科学的挑战者。随着等离子体物理学和量子化学的不断发展,人类或许终将揭开火焰这一“第四态物质”的神秘面纱。然而,无论科学如何进步,当我们凝视那跳动的火焰时,心中那份跨越百万年的原始震撼与敬畏之情,将永远铭记于心。

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