一、 人類動力技術(shù)進步的歷史回顧

人類幾千年文明史，真正進入機械動力時代，至今不到五百年。正是這五百年，使人類文明的進化發(fā)生了翻天覆地的變化，進入了今天這樣一個光輝燦爛的局面。如果說時光是一個杠桿，那么動力技術(shù)就是那個杠桿的支點，以此推動了人類文明歷史的前進。

17世紀下半葉，工程師托馬斯·紐科門的蒸汽機在英國發(fā)明并開始在采礦業(yè)應用。

18世紀蒸汽機瓦特的改進，逐漸進入成熟，并引發(fā)了工業(yè)革命，推動了火車、輪船的發(fā)展。19世紀德國工程師奧托發(fā)明了第一臺實用的活塞式內(nèi)燃機，推動了汽車工業(yè)和航空工業(yè)的發(fā)展。

同樣在19世紀，英國科學家法拉第發(fā)明了第一臺實用的電動機。

20世紀，瑞士和德國在總結(jié)前人經(jīng)驗的基礎(chǔ)上， 幾乎同時發(fā)明了燃氣輪機。

20世紀中葉，核反應堆動力也在美國應運而生。

歐洲文藝復興之后，引發(fā)了科技中興，推動了人類技術(shù)進步，其集中的表現(xiàn)，正是在動力技術(shù)的發(fā)展，從蒸汽機開始，引爆了工業(yè)革命，從此推動了一波接一波的產(chǎn)業(yè)革命和科技進步。

動力技術(shù)的發(fā)展，還一定程度上促進了人類對物質(zhì)材料應用的發(fā)展，然而新的問題也在不斷出現(xiàn)，這就是人們現(xiàn)在普遍關(guān)切的環(huán)境問題。解決環(huán)境保護問題，人們把減少碳排放作為重要目標，這個目標給動力技術(shù)的發(fā)展帶來了全新的挑戰(zhàn)。

動力發(fā)展所面臨的歷史拷問：

蒸汽機作為外燃機正在逐步退出歷史舞臺，“雙碳”目標的歷史任務，是否將逼退包括燃氣輪機在內(nèi)的所有內(nèi)燃機？

風力、太陽能電力的蓬勃發(fā)展，是否會讓電動機今后一枝獨秀？

核能并非沒有環(huán)境安全隱患，此后誰能解決目前面臨的這個嚴峻挑戰(zhàn)，這就成了我們必須回答的問題，日本福島核電站污染引起全世界關(guān)注之后，更讓人們認識到核電的發(fā)展亦是有瓶頸的。

似乎太陽能、風能等新能源的脫穎而出，將使電動機獨領(lǐng)風騷了。太陽能、風能這樣的零碳排放新能源，所存在最大問題，是能量供給不均衡，這一點它們無法和任何一類熱機相比擬的。

目前采用的解決辦法：是用儲能設備進行儲能，即用電池儲存電能，然后再釋放出來使用，以保證能量均衡供給。但是就目前的技術(shù)而言，電池的能量密度都很低，用在固定的非移動使用場景尚可，但要用在像飛機這樣的移動裝備上，受限制就很大了。

電池要做到什么程度，才能滿足清潔能源可以在移動裝備上，廣泛并持續(xù)應用的要求呢？

或許可以設想：把無數(shù)個電子壓縮在一起，使電子質(zhì)集呈結(jié)晶態(tài)，成為晶態(tài)電子。也就是整個物質(zhì)晶體是由電子構(gòu)成的，人們可以稱它為純電子晶體。那么這樣的電子晶體就是和電池一樣，是一種直接能量體。平時封存在絕緣容器中，使用時置于有雙向回路的電容中，經(jīng)過對晶體瞬時激勵后，正負極連接使用電器，正極就能源源不斷輸出電能，其能量密度很大。

二、 希望仍然寄托在燃氣輪機之上

要做成電子晶體，需要應用宇宙黑洞聚集物質(zhì)那樣的技術(shù)——也就是黑洞聚集的原理來設計制造出電子的聚集設備，就我們?nèi)祟惸壳暗募夹g(shù)能力而言，還是可望而不可及的。所以無論從能量密度，還是動力輸出和工作效率等方面而言，在電子晶體電池出現(xiàn)之前，燃氣輪機還很難被電動機所超越。

過去我們在研發(fā)燃氣輪機的工作中，經(jīng)常告誡同事們要用“頂禮膜拜”的心態(tài)，來對待研究和制造燃氣輪機的工作。

為什么會提出這樣的要求呢？因為我們?nèi)祟惤^大多數(shù)技術(shù)的出現(xiàn)，都是仿生、仿自然的。比如飛機仿鳥、潛艇仿鯊魚，而燃氣輪機則幾乎是目前人類唯一的一種仿效宇宙宏熵運行原理的設備。

也就是說燃氣輪機的工作性態(tài)，與宇宙的單元區(qū)或星系的成因有很大的相似性，它就像宇宙中黑洞和白洞的漩渦運行規(guī)律的呈現(xiàn)，循環(huán)進行著熵減（負熵）和熵增。

所以燃氣輪機在無破壞性振動影響下，其工作效率和運行時長，均為所有常規(guī)動力運行能力之首。這便是燃氣輪機的神圣之處。

燃氣輪機由四大部分組成：壓氣機、燃燒室、維持連續(xù)旋轉(zhuǎn)運行的渦輪和輸出動力的自由渦輪。壓氣機和燃燒室是個熵減（負熵）焓增的工作過程，相當于宇宙中的白洞效應；渦輪和自由渦輪是個熵增焓減的過程，相當于宇宙的黑洞效應，從燃氣輪機誕生之后，熵增部分的技術(shù)一直沒有太大的變化；所有的變化都集中在熵減（負熵）部分，即壓氣機和燃燒室部分。燃氣輪機的壓氣機，過去的主要變化是離心式壓氣機發(fā)展到軸流式壓氣機，也有兩種壓氣機混合應用；今后再往下發(fā)展，可能就是向心式壓氣機。這種向心聚壓式壓氣機，北航的高歌教授曾有過很多深入的研究，并在理論上取得了可喜的成果。燃氣輪機的燃燒室，形狀很多種，有管形、環(huán)形等。但從原理上來說，無非是兩大類，第一類是形成紊流的燃燒，第二類是形成旋轉(zhuǎn)離心式的燃燒。

如果從雙碳目標考慮，人們開始在認真研究用氫燃料、氨燃料或生物燃料（SAF），從此替代已經(jīng)在使用的化石燃料。這些發(fā)展，其重點都要求不斷突破燃燒技術(shù)，也要不斷突破壓氣機的增壓技術(shù)。

但這仍然不是燃氣輪機燃燒技術(shù)發(fā)展的終極目標。要用燃氣輪機解決雙碳目標，未來應向?qū)崿F(xiàn)電爆氣態(tài)等離子和光爆氣態(tài)等離子燃氣輪機，這樣一種無其它物質(zhì)燃料輸入的動能輸出技術(shù)發(fā)展。這是我今天講的重點：就是將來燃氣輪機的發(fā)展方向，可以不需要物質(zhì)燃料的輸入，直接用能量的輸入，也就是利用特殊頻率的電能輻射和特殊結(jié)構(gòu)的激光器，激勵壓縮后的大氣氣體分子，使其發(fā)生等離子態(tài)膨脹，形成高熵減與焓增的氣流射流，來推動燃氣輪機的渦輪工作。

這樣恐怕才是燃氣輪機發(fā)展的終極技術(shù)，也是最終可以解決“雙碳”目標的最佳方案。而這樣的技術(shù)，目前我們要實現(xiàn)它已經(jīng)不算太難了，經(jīng)過努力是可以實現(xiàn)的。

三、 未來“雙碳”發(fā)展目標的憧憬

當我們開發(fā)出“等離子燃氣輪機”之后，人類就走過了物質(zhì)四態(tài)作為能源，并用于動力運行的全過程歷史，即從最早的蒸汽容器使用的固態(tài)煤炭、液態(tài)的油、天然氣等氣態(tài)到等離子態(tài)。

下一步的發(fā)展，我們目標盯著用等離子態(tài)。一旦有了“等離子燃氣輪機”之后，人們就可以利用太陽能，風能等清潔形式的能源，來提供電爆、光爆產(chǎn)生等離子的初始能量，最終形成“等離子燃氣輪機”得以普遍使用的嶄新局面。

有了“等離子燃氣輪機”之后，人類的能源供應系統(tǒng)應該形成智能化分布式的全新布局。今后不再需要獨立的發(fā)電機構(gòu)，現(xiàn)有的能源供給形式或許將被完全顛覆。

今后每個建筑物，通過自身外表面太陽能發(fā)電裝置，和建筑內(nèi)的等離子燃氣輪機，共同構(gòu)成一個電能源發(fā)生裝置，然后分布式上網(wǎng)并聯(lián)網(wǎng)，除了滿足了自身需求之外的能源，可以向外提供，所有的用電設施同時也是供電設施，實現(xiàn)能源分布式智能網(wǎng)絡化布局。

現(xiàn)在的噴氣式航空飛機在一萬米高空所排放的碳，在平流層就像刷油漆一樣，一層一層的往上刷，這些排放基本上是很難被降解的，不像地面汽車的排放還可以被海洋、被雨水、森林等降解。

有了“等離子燃氣輪機”之后，噴氣式飛行器在不用化石能源的情況下，仍然可以充分使用。

這就徹底解決了化石能源對大氣層碳排放污染的問題，最終實現(xiàn)人類在能源應用上的“雙碳”目標。

由于光爆等離子的能量是百瓦級的，用于電爆等離子的能量不過也就是千瓦級的，因此這樣一種中低能量輸入，帶動大能量輸出的動力裝置，不但可以繼續(xù)在航空器上應用，而且可以在替代有較大安全隱患的核反應堆，實現(xiàn)船舶長時間不補充化石燃料的運行。應該說，只要發(fā)電設備和儲電設備不出故障，就能一直通過氣爆發(fā)生等離子（壓縮空氣瞬爆發(fā)生等離子）產(chǎn)生動力，理論上是可以實現(xiàn)無限續(xù)航的。

等離子燃氣輪機的出現(xiàn)，很可能對人類經(jīng)濟歷史再次產(chǎn)生顛覆性的改變。

在人類經(jīng)濟歷史上，實際上不再用貴金屬作為“一般等價物”之后，能源被推出來成為“終極等價物”，而其代表性的就是石油。所以金本位之后，美元實際上是以石油產(chǎn)業(yè)作為自己的“錨”。

其實在人類經(jīng)濟歷史上，以貴金屬作為“一般等價物”時，曾轉(zhuǎn)化為以重要先進工具作為

“終極等價物”，最典型的是商朝時的“鏟幣”和春秋戰(zhàn)國時期的“刀幣”。自從那以后，就很少再用重要的技術(shù)工具作為等價物，原因或許是技術(shù)發(fā)展日新月異，很難較長時間穩(wěn)定下來。

將來在“等離子燃氣輪機”出現(xiàn)之后，作為具有能量形成能力的重要產(chǎn)業(yè)，很可能扮演起歷史上“鏟幣”和“刀幣”的角色，使經(jīng)濟活動中的“終極等價物”成為“等離子燃氣輪機” ，也許今后國際上的強勢貨幣那是要以“等離子燃氣輪機”產(chǎn)業(yè)技術(shù)為“錨”的。

人類經(jīng)濟將再進化到一個由技術(shù)取代物質(zhì)作為經(jīng)濟等價物的時代，“等離子燃氣輪機”技術(shù)將回歸成為新的終極等價物，和古代的“鏟幣”、“刀幣”一樣，就像現(xiàn)在的石油產(chǎn)業(yè)一樣，成為強勢貨幣的新“錨”。

綜上所述，人類今后很長一段時間內(nèi)，最理想的“雙碳”功能動力設備，應該是“等離子燃氣輪機”。等離子燃氣輪機產(chǎn)業(yè)，是現(xiàn)代工業(yè)皇冠上的明珠，也是今后經(jīng)濟的“財富標志” 。

“等離子燃氣輪機”技術(shù)的完全實現(xiàn)，需要有一個過程。但這個過程，我們認為是不遠了。在這個過程中，最重要的事情，是加快普及燃氣輪機技術(shù)的應用。

而這一點我國目前仍然是落后的，因此要重視和普及天然氣、頁巖氣等更清潔的化石燃料用于燃氣輪機發(fā)電，努力推動使用氫氣、氨氣和生物燃料（SAF）的燃氣輪機投入實際應用，最終實現(xiàn)“等離子燃氣輪機”的成熟和普及應用。

在人類使用的動力只有兩種是普及到千家萬戶的，一個是活塞式內(nèi)燃機，第二個是電動機。蒸汽輪機沒有經(jīng)過這個歷史就被淘汰了。

燃氣輪機缺這個歷史，我們必須讓燃氣輪機將來也有可能進入千家萬戶。那么這就有個需要解決的問題，希望在座的做燃氣輪機的各位同仁，努力奮進?，F(xiàn)在既需要作為能源發(fā)電的大型、中型燃氣輪機，也需要中小型的、微小型燃氣輪機。

最近我國的通用航空發(fā)展，其中一個很重要的技術(shù)是飛行汽車、eVTOL飛行器的發(fā)展，它的最好的動力是什么呢，我認為經(jīng)過油電混合動力后，其最好的動力就是等離子燃氣輪機。

小燃氣輪機雖然會效率低點，但很多特殊的場合，如果采取了聯(lián)合循環(huán)和熱電聯(lián)供技術(shù)的話，它的綜合效率依然是很可觀的。

所以，我希望搞燃氣輪機的同仁們，積極努力的推動燃氣輪機全譜系發(fā)展，尤其要關(guān)注中小型燃氣輪機的發(fā)展，只有這樣，這個產(chǎn)業(yè)才能有更好的群眾基礎(chǔ)，普及性的基礎(chǔ)有了，那么燃氣輪機作為將來人類動力發(fā)展的比較終極性的形態(tài)，可能就出現(xiàn)了。

在此我呼吁，各位從業(yè)于燃氣輪機研發(fā)制造的同仁們，讓我們攜手共同努力，早日實現(xiàn)這一光榮而偉大的歷史使命。