在设计电力系统时，有提问：人的能力，国家的国力以能源为基础，那人类掌握能源的极限在哪里。

当前人类所利用的能源绝大多数来自太阳能。即便如中国科学家预计，人类2035年后掌握了核聚变技术实现商业化。

但可控核聚变的热值只够按当前能源消耗量用1万年，地表年蒸发水资源50.5万立方千米，折合约505万亿吨，其中10%会变成地表河流或冰川水资源。约50万亿吨。按吨水蒸发耗能约650~700度电能，地球水资源6年吸收的总能量也够人类使用1万年。跟氘氚（氦3）核聚变总量相当。

如果这些吸收的能量0.01%转化为电能足够人类使用。50万亿吨地表水，有650米落差可以利用来发电就足够人类用电需求。

海洋的年蒸发量在1~3米。

沙漠，占地球表面积的三分之一约5000平方公里的荒漠沙漠调入足够多的水资源，按最少蒸发量1米计算。

约50万亿吨水资源，吸收的太阳能也相当于人类年消耗的175倍。这些被水资源吸收的太阳能有0.5%转化为风电、水电。

就足够200万亿度电能，相当一次人类能耗的总和。

2021年全球总发电量才28.5万亿度。

也就是说人类总耗电可以提升约10倍以上。

也就是说核能总量跟太阳能相比不值一提，能够工程实现的核聚变能量则更少。撒哈拉沙漠1%的面积铺上太阳光伏面板，就能满足全球的电力能源需求。将中国的高速公路铺满光伏面板，产生的电力中国也用不完，但光伏成本高，没有了阳光则需要储能。水蒸发吸收太阳，再转化为电能的工程实现成本如何呢？能否降低储能需求规模？

基于这样的思路，设计了截流黄河、额尔齐斯河的的水利工程。

下面以福河工程的设计来说明

以“STS”（即solar to service。即太阳能转换为服务人们生产生活的有用功）和经济经济价值为评判标准，找到太阳能应用好方式。准噶尔盆地内沙漠约5万平方公里，沙漠年蒸发量在2~3米，一年可以蒸发1000亿吨水。截流的100亿吨水，存10年就能达成这样的目标。而蒸发1000亿吨水需要约70万亿度电能，2021年中国发电量是8.4万亿度，十倍于全国全年发电，如果蒸发水的能量有1%转化为电能，也就是1000亿吨水有1200米落差可用来水力发电，能发4000亿度。可能增加约二十分之一的发电量，4个三峡电站。光伏发电技术努力了几代人，其发电量不到这个工程预期。而实现这个工程投资不超300亿，再加上数千亿水电站投资即可。

仅仅是从太阳能STS的利用角度，这些水利设施的建设成本低，水利工程直接收益也远超过发电，盆地内三面环山，山体海拔高度都是两三千米一半的落差可发电，水汽的逃逸量少。能否达到预期？如果可以，那么这是太阳能利用方式的比较好的方案。

但这些工程会有反证雨水不是你指哪里他就下到哪里的。陆地上面积三分之二有大量水份蒸发，有很多雨水下到了海洋中。但是福河工程的水利工程投入产出比极高，哪怕只达到能源产出预期十分一，也就是只增加400亿度发电量，仅仅是存下来1000亿吨水可以开发出1亿亩以上的耕地。这些工程获利非常丰厚。

截流黄河500亿吨水，截流额尔齐斯河110亿吨水资源。全部留在西北内陆地区。会对地球产生什么样的影响？

这两个工程的设计是基于太阳能能源利用角度，根据工程技术成熟程度设计的，在当前经济技术条件下，可以实现商业化，并存在巨大获利空间。无须担心这两个工程无人推动落实。

以截流黄河为例，从三峡库区调水350亿吨，其中200亿吨到丹江口坝下汉江下游,另外的150亿吨通过丹江口水库到淮河流域，置换500亿吨汉江\淮河水到黄河,海河流域。丹江口水库以北180米上水库全部到黄河北岸。当黄河下游不再缺水，置换黄河上游500亿吨水,在乌海或黑山峡将黄河截流,分流，用于海拔800~1500米以上的平坦高原，如果能全部在内陆形成水循环，10年6000亿吨，足够开发整个大西北。

为中国提供超过120万平方公里可利用面积。相当两个乌克兰。

这些工程最大的问题是，这600亿吨水会对气候产生如何的影响？

大气中二氧化碳总量3.2万亿吨。人类自工业革命以来排放1.3万亿吨。导致平均气温升高1.1摄氏度。做一个极端的假设。这600亿吨水全部存在中国西北，水的温室效应远超二氧化碳。

存10年就有6000亿吨水资源，吸收的太阳能将超过人类有史以来排放的二氧化碳。对气候的影响如何？

水资源在原本干旱亚洲内陆地区循环。

以每平方米蒸发1000毫米极限估计。

等量的1.8万亿吨水需要180万平方公里面积。

那么西北，中国北方要升温多少度？

从能源总量看1.8万亿水资源吸收的太阳能相当于7倍人类目前消耗能源总量，是中国年发电量的150倍。

如果这些水资源吸收的能量转化成风电，水电。那么1%的转化效率就能让中国发电量增加一倍。

用水资源吸收太阳光，为人类创造巨大能源，为人类创造更美好生存环境，可能就是人类掌控能源的极限，太阳能利用的天花板。