他慢慢冷静下来,开始系统性地梳理当前条件下,可能获取更多电力的途径,并结合“燧火”平台的简要知识库进行分析。
首先他考虑到了风力发电。
这是目前的重要补充。
弊端显而易见目标太大。
高大的风车在山顶上非常显眼,极易被敌机或远程侦察发现,一旦铁匠铺位置暴露,后果不堪设想。
且风力极不稳定,无法作为基荷电源。
扩建风电,意味着树立更多“靶子”,风险与收益不成正比。
第二是水力发电。
这是目前的主力,也是相对最可靠的。
但沟子村这条山溪的流量和落差有限,已经通过风水磨坊做了最大化利用,潜力几乎挖尽。
想获得十倍乃至百倍的电力增长,必须寻找更大流量、更高落差的水源,这意味着要去更下游的河流,甚至需要筑坝。
工程量、所需材料、技术难度、时间周期,在1938年的太行敌后,几乎是不可想象的任务。
而且,水坝和风车一样都是醒目的目标。
不过,这确实是一条理论上可行的、一旦建成就能提供稳定大功率电力的根本路径,比如在河口集附近河流交汇、落差更大的地方。
但这需要漫长的时间和大量资源,远水难解近渴。
第三是沼气发电,属于绿电中的生物质发电,陈远现在能想到的也就沼气发电。
利用粪便、秸秆等有机物发酵产气,驱动燃气机发电。
小规模、为村庄提供照明或部分动力或许可行,但想驱动“燧火”平台进行大规模金属制备?
能量密度太低,产气不稳定,大规模收集原料困难,完全不现实。
第四太阳能发电。
陈远脑海中刚闪过这个念头,就自己苦笑着否决了。
且不说1938年光伏技术尚在实验室阶段,就算“燧火”平台能制造光伏板,其核心材料高纯硅,以及银、铝等电极材料,还有必要的稀有元素去哪里找?
这比找合金金属还难百倍。
这不是技术问题,是材料来源的绝路。
况且光伏板在地面铺设起来,从空中一样可能被发现。
第五是地热发电。
利用地下热能,听起来很美,但需要勘探到高温地热资源,更需要能打数千米深井的钻探技术和设备。
这对于连一台像样钻机都没有的根据地来说,无异于天方夜谭。
思维发散到这里,陈远忽然一愣。
.……煤矿瓦斯?
他所在的这个矿洞,本身就是个废弃的煤矿!
煤矿里除了煤,还有一种危险的气体瓦斯。
瓦斯是煤矿杀手,但同时也是高热值的清洁燃料!如果能从矿井里安全地抽取瓦斯,用瓦斯驱动内燃机发电……
这个念头让他心跳加速。
煤矿瓦斯发电,这在上辈子也算是一种废气利用,在合适的条件下是可行的。
关键是,这个旧煤矿里还有没有足够浓度的瓦斯?
想到这里,陈远又摇头,这里应该没有,这里炉火不断,有瓦斯早就爆炸了。
实际上这里还是有瓦斯气体的,只是浓度不高,加上他不断通风排气,使得这里的瓦斯气体浓度进一步降低。
但到底有没有,他还得问问燧火平台,这也是一个发电的办法。
他向“燧火”平台提出了几个核心问题:评估旧矿洞浅层可收集的瓦斯气体总量;若以此为燃料,驱动一台由缴获的日军汽车发动机改造的小型瓦斯发电机组,理论可持续运行时间;改造发动机及制造配套的简易气体收集、净化装置所需的关键部件清单与能量消耗。
平台很快给出了反馈:
气源评估:旧矿洞浅部采空区及邻近裂隙中,有微量瓦斯缓慢渗出、聚集。
总量有限,非丰沛气田,但若以低流量稳定收集,可满足一台约20-30马力的小型发动机中低负荷间歇运行。
预计在不大规模补给的条件下,可支撑该级别发电单元持续运行数百至一千小时。
之后需等待气体重新聚集,或寻找新的渗出点。
技术路径:核心是利用现有汽车发动机,改造燃料供给系统,调整点火。
配套需:耐压集气罩、引气管路、简易气水分离器、阻火器。平台可提供改造图纸、瓦斯混合器核心部件、以及保证安全必需的阻火器、简易气压表等关键小件。
大部分结构可用普通钢材手工制作。
可行性:技术难度中等,主要风险在于瓦斯泄漏引发爆炸的安全管控。
无需大型钻探和复杂净化,工程量小,适合单人主导、隐蔽实施。能量消耗主要用于制造少数精密小件,总量可控。
陈远看着分析结果,心里有了底。这不搞“开采”,这是“收集”。
不追求大规模稳定发电,只求在无风枯水时,能给“燧火”平台一个不至于停摆的基础电力补充,为手榴弹壳、地雷壳的持续生产,以及未来可能更耗能的试验保个底。
同时,也为筹建河口集水电站这个真正的大项目,争取缓冲时间。
思路清晰了。
一个小型、简易、隐蔽的矿洞瓦斯收集发电单元。
利用现有矿洞条件,依靠平台提供关键小件和自己动手,搞出个能“喘气”的备用电源。
他不再犹豫,立刻开始规划。
首先,在平台辅助下,选定了矿洞深处几处旧巷道壁上瓦斯渗出迹象相对明显的区域,作为“集气点”。
接着,他绘制了简单的集气罩和管路连接图,计划用薄钢板敲打出罩体,用缴获的日军卡车刹车管、汽油管等耐压软管连接起来,汇总到一个自制的气水分离铁罐,再通过加装了平台提供的阻火器的管路,接到发动机改造的进气口。
发动机改造是核心,也是难点。
他选了一台缴获的、气缸状况还算完好的日军94式卡车发动机。
按照平台提供的简化图纸,他拆掉化油器,小心翼翼地安装上平台制备的、核心是一个可调节瓦斯与空气混合比例的文丘里式混合器。
点火提前角需要根据瓦斯特性调整,这只能靠后续调试摸索。为确保安全,在混合器前后和靠近发动机处,他都加装了平台提供的铜丝网阻火器。
安全被他摆在首位。他反复研读了平台提供的瓦斯安全须知,将其简化为几条死命令:作业区强制通风,严禁任何明火和可能产生火花的操作,工具一律使用铜制或包铜,人员需穿着棉质衣物,开工前必须用肥皂水检查所有接头是否漏气。
他还用平台提供的元器件,组装了一个最简陋的瓦斯浓度报警器当浓度超过安全阈值,一个小电铃就会响。
接下来几天,陈远像一只忙碌的土拨鼠,独自在矿洞深处活动。
他敲打铁皮,连接管道,拧紧螺栓,反复测试气密性。
栓柱和铁蛋被他派去负责维持铁匠铺的日常生产,这里暂时不需要他们。
一切都在寂静和小心翼翼中进行,只有金属轻微的碰撞声和他在心中默念的安全步骤。
当所有管路连接完毕,那个用帆布和木框临时制作的简易储气袋微微鼓起时,陈远知道,最关键、也最危险的时刻到了首次试运行。
他再次检查了所有接头、通风、阻火装置,确认报警器工作正常。
然后,他深吸一口气,用摇把开始奋力摇动那台经过改造的发动机。
“突…突突…突突突……”
一阵不那么顺畅的、夹杂着类似放屁声的响动后,发动机的曲轴终于被点燃的瓦斯气体推动,开始旋转起来,转速逐渐攀升并趋于稳定。
低沉而有力的轰鸣声,在这废弃了不知多少年的矿洞深处响起,带着一种陌生的、工业时代的节奏。
陈远的心提到了嗓子眼,紧紧盯着那个简陋的气压表和浓度报警器。
发动机运行了约十分钟,状况基本稳定,没有异常声响,报警器也安安静静。
他小心地接上发电机,燧火平台的电量刻度缓慢地增加。
成功了。
一个简陋、低效、充满隐患,但确实能运转、能发电的小型瓦斯收集发电单元,在他一个人手里,从图纸变成了现实。
它发的电量,也就四台脚踏发电机的电量。
虽然不多,但又多了一发电的途径。
陈远关停了机器,让骤然安静的矿洞显得更加深邃。
他擦了擦额头的汗,不是累的,是紧张的后怕。
这只是第一步,稳定性和长期运行的可靠性还需要大量测试和改进。
但这微弱的“地火”,总算被他引了出来,点亮了一盏不依赖天气的备用“油灯”。
他收拾好工具,走出了矿洞。
外面阳光正好,山溪潺潺。
第七十七章碳之歌
陈远站在那台稳定运行了数日的小型瓦斯发电单元旁,听着发动机低沉规律的轰鸣,看着电表指针稳定在某个不高的刻度。
最初的兴奋过后,一种不满足感悄然滋生。
这台机器能运行,证明了“借地火”的可行性,但它依赖的终究是旧矿洞浅部那些零星渗出、捉摸不定的瓦斯气流。
气压时高时低,发电量也就随之波动,只能算是个不太可靠的“补充”,距离他心目中能为平台“高能耗”生产任务提供稳定支撑的“保障”,还差得很远。
他的目光,不由自主地看向是不是可以向地下寻找其他的煤层,看看有没有更多的瓦斯气体?
燧火平台告诉他,地下还是有煤层,也有瓦斯气体。
陈远开始着手利用“燧火”平台,试制小型钻探机,尤其是它的钻头。
没有合适的钻头,向煤层打抽放孔就是空谈。
他调取了平台资料库中关于小型岩芯钻机、尤其是适用于煤矿井下条件钻机的结构图,选择了其中结构相对简单、便于拆卸运输的一种。
平台开始模拟制造过程,并同步给出了能量与材料消耗预估。
当看到那个预估数字时,陈远倒吸一口凉气。
制造钻机主体结构所需的钢铁和能量虽然可观,但尚在预期之内。
然而,钻头一项,特别是平台推荐用于应对可能遇到的坚硬岩层、确保钻进效率和寿命的金刚石复合片钻头,其能量消耗竟然高得离谱,几乎是钻机其他部分总和的两倍还多!
“燧火,为什么钻头的能耗这么高?特别是……金刚石部分?”陈远不解地问。
“目标物件:金刚石复合片钻头。
核心耗能部分:人造金刚石聚晶复合片的合成。”
平台那平铺直叙的信息流反馈回来。
“人造金刚石需在极高温度与极高压强下,以特定金属为催化剂,使碳原子重排形成金刚石结构。模拟此过程所需能量极高。
且为满足钻探所需之粒度、强度与耐磨性,需合成特定品级与数量之金刚石微粉,并完成与硬质合金基体的复合烧结。能量消耗集中于高温高压模拟及精密控制环节。”