如果你不了解铝-空气电池的工作原理，没有听说过“金属燃料发电”的概念，不妨仔细体会下面这一段。火力发电输入的燃料是煤炭(或者燃油/燃气)--有用输出是电力--无用的排放物是二氧化碳(温室气体);对比之下的“金属燃料发电”，输入的燃料是铝块--有用输出是电力--无用的排放物是氧化铝(三氧化二铝固体粉末)。

使用金属铝代替燃煤/燃气/燃油作为发电用的燃料，其优点之多超乎想象。

首先，铝(片/块/棒)是绝佳的储能方式，其能量密度高(1立方米=2.7吨，理论储能≈22400千瓦时)，运输方便，安全性好(防火、防爆、防水、防雷击)，存储成本低(露天堆放即可)，长期存储(十年以上)近乎零损耗。总之，你能想到的各种储能技术优点，都汇聚在铝块储能之中。

其次，铝-空气电池发电的优点包括且不限于，①化学能直接转换为电能，其转换效率远高于火力发电(特别是当机组的装机容量比较小时)，②发电过程零碳排放，③除氧气和水外，理论上无其它物质消耗，④理论上污染气体零排放，⑤起火-爆炸之可能性极其低微。

最后，在铝-空气电池体系中，消耗铝燃料对应的唯一排放物是氧化铝，不仅很容易回收，更重要的是，它本身就是生产铝的原料，换句话说，在铝燃料发电体系中，铝是可完全再生的，而且理论上是零损耗的。

我们下面探讨“零碳-铝循环”的新能源技术路线：

(1)在西北太阳能丰富的荒漠地带建设足够的超级光伏发电厂，其所发电力就地提供给紧邻建设的超级电解铝厂。

(2)全国各地的用电(部分-大部-全部)来自当地的金属燃料发电厂，其排放物氧化铝收集之后→通过物流(陆路，海运)运输到达超级电解铝厂→氧化铝电解再生重新变成铝块→又运回各地的金属燃料发电厂 ......这是一个可以无限循环的过程，整个循环中唯一消耗的是超级光伏发电厂所生产的光伏电力。

显然，步骤(1)和(2)的本质是用“铝”作为载体，来完成偏远荒漠的光伏电力“搬运-存储”过程，这个新技术路线似乎应该命名为“光伏-铝循环”，但是考虑到除了光伏电站以往，水电/风电等清洁能源都可以作为超级电解铝厂的电源，所以将这条新技术路线命名为“零碳-铝循环”。

“零碳-铝循环”对比目前已经部署和研发中的各种“光伏+储能”技术路线具有很多优点。首先，现有技术下，大规模光伏发电的长距离/超长距离输送到用户是一个难题，特别是如果跨越高山大海，更是成本高昂难以承受。而在“零碳-铝循环”背景下，这个难题被转换成了“xx吨铝棒，xx车皮氧化铝粉末这样的物流问题。如果放大到全球尺度，澳大利亚沙漠的光伏电力输送到加拿大北极圈的用户，也就变成了货轮+卡车的普通货运。

其次，对电力用户来说，“金属燃料发电厂”供电是连续而且稳定的。“超级光伏发电厂”发电的不稳定性(白天/黑夜;冬季/夏季)对其用户“超级电解铝厂”来说，只是来电多时多生产;来电少时减产/保温/停产这样的生产调度问题，可以通过调整原料(氧化铝粉末)和产品(铝块)仓储容量来解决。

最后而且最重要的是，“零碳-铝循环”技术路线具有大规模(甚至完全)替代碳，碳-氢能源(煤/油/气)的自然资源储备和相关主要技术和产业基础(光伏/电解铝)。

我们下面做一个非常粗略的估算，假设在“零碳-铝循环”框架下，全国每年消耗50亿吨铝燃料(存量金属铝10亿吨，每年循环5次)以电解铝每kg耗电12kwh估算，对超级光伏发电厂的要求是年供电满足50亿吨铝电解一共需要消耗(60万亿度?)，光伏行业的朋友来验算并估计一下，需要多少万平方公里采光面积，并且这可能吗?

全球气候快速灾变的严峻趋势对各国“碳达峰/碳中和”提出了急迫需求，盘点各国现有/开发中的绿色能源技术，能够“快速拿出来+大规模用起来”的新技术路线并不多。本文所涉的金属-空气电池(铝-空气电池)技术目前也还很不完善，由成千上万个电池单元组成的“金属燃料发电厂”甚至仅仅是概念阶段。(下次专门撰文分析讨论金属-空气电池)。作者推测，如果困扰金属空气电池的几个关键问题得到突破，金属燃料发电厂的进展将是迅捷的，而这条技术路线所蕴藏的潜力也将是难以估量的。