通过可再生能、材料资源和养分的一体化生产实现可持续经济发展的制作方法

专利名称：通过可再生能、材料资源和养分的一体化生产实现可持续经济发展的制作方法
通过可再生能、材料资源和养分的一体化生产实现可持续经济发展相关申请的交叉引用本申请要求2010年5月14日提交的标题为“SYSTEM AND METHOD FOR RENEWABLERESOURCE PRODUCTION”的美国临时专利申请号61/345，053,2010年2月13日提交的标题为“FULL SPECTRUM ENERGY AND RESOURCE INDEPENDENCE”的美国临时申请号61/304，403、2010 年 2 月 17 日提交的标题为 “ELECTROLYTIC CELL AND METHOD OF USE THEREOF” 的美国专利申请号12/707，651、2010年2月17日提交的标题为“ELECTROLYTIC CELL ANDMETHOD OF USE THEREOF” 的 PCT 申请号 PCT/US10/24497、2010 年 2 月 17 日提交的标题为 “APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING NUCLEATI0N DURING ELECTROLYSIS” 的美国专利申请号12/707，653、2010年2月17日提交的标题为“APPARATUS AND METHOD FORCONTROLLING NUCLEATI0N DURING ELECTROLYSIS”的 PCT 申请号PCT/US10/24498、2010年 2 月 17 日提交的标题为 “APPARATUS AND METHOD FOR GAS CAPTURE DURING ELECTROLYSIS”的美国专利申请号12/707，656、2010年2月17日提交的标题为“APPARATUS AND METHODFOR CONTROLLING NUCLEATI0N DURING ELECTROLYSIS” 的 PCT 申请号 PCT/US10/24499 和2009年8月 27 日提交的标题为“ELECTROLYZER AND ENERGY INDEPENDENCE TECHNOLOGIES”的美国临时专利申请号61/237，476的优先权和权益。这些申请各自通过引用全文并入本文中。
背景技术：
可再生能源如太阳、风、波浪、落水和生物质废弃物具有作为主要能源的巨大潜力，但目前遭遇着阻止其广泛采用的各种问题。例如，在电的生产中利用可再生能源依赖于所述源的可得性，其可能是断断续续的。太阳能受太阳可得性(即仅白天)的限制，风能受风的变化性的限制，落水能受干旱的限制，生物质受季节性变化的限制，等等。由于这些及其他因素，许多来自可再生源的能量(捕集或未捕集)倾向于被浪费掉。对于世界上的许多地区，捕集和节省能量中的这些低效率限制了可再生能源成长为可行的能量提供者，因为低效率常常使得用可再生能源生产能量的成本高昂。因此，世界继续依赖于石油和其他化石燃料作为主要能源，因为政府对基础设施和技术开发超过一个世纪的资助使得当代人消耗化石资源产生可用能量似乎方便并看似廉价。有限的化石和可裂变燃料贮量的开采提供了错误的价值感，因为所耗资源的重置成本和环境退化成本以及所招致的健康影响未包括在这类能量的购买价格中。过剩的电，特别是来自大型燃煤和核燃料中心发电厂的功率，构成隐形成本，包括重金属残余物有毒排放物的快速产生的相关环境污染问题和来自化石燃料燃烧的温室气体以及昂贵的长期存放放射性废弃物的需要。当前的公共设施配电系统涉及高的资本设备、维护和燃料成本以提供足够的容量来满足客户需要。可再生资源的可持续生产和利用存在这些及其他问题。


图IA为框图，示出了根据本公开的方面的一体化能量、农商和工业可持续经济发展的系统。图IB为框图，示出了根据本公开的方面的可持续经济发展的一体化生产的系统。图IC为示意图，示出了根据本公开的方面的可持续经济发展的一体化生产的基于陆地的系统。图ID为示意图，示出了根据本公开的方面的可持续经济发展的一体化生产的基于海洋的系统。图IE为框图，示出了根据本公开的方面的可持续经济发展的系统。图2A为框图，示出了根据本公开的方面的用来自原料采集资源的系统的一些部 件。图2B为框图，示出了根据本公开的方面的用来从自所供给的原料采集资源的过程中的产物或副产物生成资源的系统的一些部件。图3A-3F为框图，示出了根据本公开的方面的系统内资源生成部件的运行。图4为框图，示出了根据本公开的方面的能量利用系统或利用来自可再生资源的
倉tfi。图5为流程图，示出了根据本公开的方面使用所生成的资源利用能量的程序。图6为流程图，示出了根据本公开的方面使用来自可再生能源的能量提取或生成资源的程序。
具体实施例方式相关申请的交叉引用本申请通过引用全文并入2004年11月9日提交的标题为“MULTIFUEL STORAGE,METERING AND IGNITION SYSTEM”的美国临时专利申请号60/626，021 (代理人案号69545-8013US)和2009年2月17日提交的标题为“FULL SPECTRUM ENERGY”的美国临时专利申请号61/153，253(代理人案号69545-8001US)的主题。本申请还通过引用全文并入如下与此同时于2010年8月16日提交的标题为“METHODS AND APPARATUSES FORDETECTION OF PROPERTIES OF FLUID CONVEYANCE SYSTEMS”(代理人案号69545-8003US)、“COMPREHENSIVE ⑶ST MODELING OF AUTOGENOUS SYSTEMS AND PROCESSES FOR THEPRODUCTION OF ENERGY, MATERIAL RESOURCES AND NUTRIENT REGMES”(代理人案号 69545-8025US)、“ELECTROLYTIC CELL AND METHOD OF USE THEREOF”(代理人案号 69545-8026US)、“SYSTEMS AND METHODS FOR SUSTAINABLE ECONOMIC DEVELOPMENTTHROUGH INTEGRATED FULL SPECTRUM PRODUCTION OF RENEWABLE ENERGY”(代理人案号 69545-8041US)、“SUSTAINABLE E⑶NOMIC DEVELOPMENT THROUGH INTEGRATED FULLSPECTRUM PRODUCTION OF RENEWABLE MATERIAL RESOURCES”(代理人案号69545-8042US)、“METHOD AND SYSTEM FOR INCREASING THE EFFICIENCY OF SUPPLEMENTED OCEAN THERMALENERGY CONVERSION(SOTEC) ”(代理人案号 69545-8044US)、“GAS HYDRATE CONVERSIONSYSTEM FOR HARVESTING HYDROCARBON HYDRATE DEPOSITS”(代理人案号 69545-8045US)、“APPARATUSES AND METHODS FOR STORING AND/OR FILTERING A SUBSTANCE”(代理人案号69545-8046US)、“ENERGY SYSTEM FOR DWELLING SUPPORT”(代理人案号 69545-8047US)、“ENERGY CONVERSION ASSEMBLIES AND ASSOCIATED METHODS OF USE AND MANUFACTURE”(代理人案号 69545-8048US)和 “INTERNALLY REINFORCED STRUCTURAL COMPOSITES ANDASSOCIATED METHODS OF MANUFACTURING” (69545-8049US)的每个美国专利申请的主题。鍵本发明描述了一种用于向原料和其他输入施加可再生能以获得精制的可再生能和因此就从原料生产资源而论获得经济可持续性的系统。过剩的电，特别是来自大型燃煤和核燃料中心发电厂的功率，在很大程度上被浪费而构成另一经济问题，但本发明允许利用这样的过剩容量来产生可再生能、材料和养分。该解决方案将提高当前投资的回报率并刺激向可持续经济发展实践的过渡。示例性地，来自化石燃料或核燃料发电厂的过剩的电可以与可再生电互换地用以产生碳增强材料，以用于太阳能碟式发电机以及风轮机和水轮机，在其中，这样的增强碳从包括可再生源和化石源在内的源自烃例如甲烷提取。正在进行的利用风和流水自这类太阳能碟式发电机和涡轮机生产可再生电的产量通常比这类烃的一次燃烧所提供的高许多倍且高效满足客户需要的能力大大提高。 在资源(例如氢、氧、碳)的生产过程中，系统采用可再生过程，其自使用可再生能的资源提取捕集一些或全部资源和/或副产物并再投入系统中。在一些实施例中，系统使得实现氢、碳和其他资源的可持续生产。在一些实施例中，系统利用资源的可持续生产过程中并作为资源的可持续生产的结果的能量。在一些实施例中，系统允许通过精制投入系统中的可再生能输入并因此在系统内获得对原料、资源和其他物质的经济倍增效应而实现可持续经济发展。附图中所示的许多细节、尺寸、角度、形状和其他特征仅为示例本公开的特定实施例。因此，其他实施例可以具有其他细节、尺寸、角度和特征而不偏离本公开的精神或范围。此外，本领域普通技术人员应理解，可以无若干下述细节地实施本公开的其他实施例。整个说明书中提及的“ 一个实施例”指结合该实施例描述的特定特征、结构或特点包括在本公开的至少一个实施例中。因此，在整个说明书中的各处出现的表述“在一个实施例中”不一定都指同一实施例。此外，所述特定特征、结构或特点可以在一个或多个实施例中以任何合适的方式组合。此外，本文中给出的标题仅为方便之故而不应理解为要求保护的公开的范围或含义。整个系统图IA示出了全面一体化生产系统100，其由三个互相关联的系统组成，包括用于可再生能生产和材料资源提取的全面能量园200、用于可再生养分(人、动物和植物营养)和能量原料生产(生物质、生物废弃物和生物燃料)的全面农商网络300及用于可持续材料资源生产和零排放制造的全面工业园400。图IA示出了系统100，其为系统200、300和400的综合体，以实现能量、材料和信息在这些系统之间的交换。系统100综合体、特别是系统200内的方法利用多个以热学方式连接的互相关联的热力发动机的热力学性质，这些热力发动机以热学方式连接形成热力学整体系统以有效地用作非常大的热力发动机，所述非常大的热力发动机能取得有利的提高的生产能力和效率。在系统100内，系统200专用于在太阳热、地热、海洋热和发动机热源之间取得协同联接以提高特定位置处总的可用的可再生能量输出以及向系统300和400提供能量和所提取的材料资源。全面能量园200以热学方式连接以有效地用作单个大的热カ发动机，使用以两阶段或更多阶段加热的工作流体，所述单个大的热力发动机的系统和子系统互相关联以建立能量级联。通过使工作流体在太阳热源、地热源、发动机热源和其他热源之间系统地移动以取得级联效应从而优化工作流体的热力学性质(例如温度、压カ、纯度、相移和能量转化效率)，系统200总的可用的可再生能量输出得到増加。一个阶段的能量输出被再投入到另ー个阶段的关键过程中，以便以再生或自生的方式运行，使得运行效率和经济性提高。全面能量园200的作用包括可再生能源如太阳、风、流水、地热、生物质和内燃机之间动能、热能和辐射能形式的采集、转化和储存，以在系统之间建立自生或再生能量级联，从而产生累积和协同的好处，这样的好处不能通过单单采集、转化和储存任何一种可再生能源获得。自生或再生能量的方法在系统200、300和400中实施。另外，系统200还用于用于系统300和400中的众多化学品的材料资源提取。例如，热化学再生被用作提取碳作为系统400处耐用品的后续制造生产的原材料(提取可在系统200、300和400中进行)的措施。再例如，热化学再生也可被用作提取氮和痕量矿物以供用于系统300中的植物肥料的后续制造生产的措施。另外，系统200还用于生物废弃物、生物质和生物燃料转化，通常以在系统200、300和400处获得生物甲烷气和/或氢气储存、输送和按需作为内燃机和/或燃料电池的燃料使用以进行发电和/或输电。对太阳热、地热、海洋热和发动机热源的操纵为系统10在各种位置气候区域处的设施以及基于陆地和基于海洋的设施提供高度适应的一体化平台。提高位置适应性的工程因此将显著提高可再生能采集的总利用率，并因此为地方、区域、国家和全球经济提供经济上可行的解决方案。系统300处的食物生产既可安置在陆地场所又可安置在海洋场所。作物农场、牲畜农场、大牧场、猪肉和鸡肉的エ业生产设施、淡水渔业、海洋渔业、奶牛场等可被联接到系统200作为系统200中产生的能量的消费者，但继而产生废副产品，这些废副产品被引向系统200以转化为可再生能和可再生的材料资源。另外，系统300 g在提高这类生物燃料作物如藻类、柳枝稷等作物的能量原料生产，以提高基于光合作用的能量采集的可行性。用于水制取、净化和保持的方法和装置被用在生产系统200、300和400中的每ー个中。但这些是系统300的重要组成部分，以满足食物生产中对大量水的需要以及克服文献记载的因常规食物生产操作所致的水浪费和水污染而无可持续性的问题。系统一体化将提高“可持续性”能力——定义为使用可再生方法的能量、材料资源和养分的产量的増加，以避免天然资源的耗尽及減少或消除破坏性的环境影响，如作为生产的副产物的污染和毒物排放。可持续性需要对于后代人的长期福利(而不仅仅是当前的消费者的即刻的短期好处)而言可行的能量、材料和食物生产方法。系统一体化可实现生产能力的提高，从而实现“经济可扩容性”——定义为能量、材料和食物产量的显著提高，这种提高由复制众多综合安装场所以及通过大大提高的对各种气候区域的适应性(即通过适应温帯、热带和北极气候的不同资源特性而适应性地采集可再生能)而增大可用场所的数量的能力达到。需要这样的经济可扩容性来増加地球的承载能力，从而支持不断的快速人口增长和发展中国家快速增长的能量需求。为成功使用，这样的生产方法和场所必须是立即可用的，且同使用常规化石燃料和/或核能源比较起来，必须是能量、材料和食物的现有生产措施的经济上可行的替代物。系统一体化还可实现能量生产200、材料生产400和食物生产300的零排放和零浪费方法，其中系统300中产生的有机废弃物将被系统性地导入系统200中存在的生物质、生物废弃物和生物燃料转化系统中，而不是被燃烧、掩埋或倾倒在填埋场、蓄水层、溪流、海洋中或是作为污染物排放到大气中；系统200中的能量和材料资源提取被转到系统400以产生耐用品；系统200中的能量和材料资源提取还被转到系统300以为陆地和海洋上的人类、动物和植物生命产生养分。系统一体化将创建单个经济生产単元，这样的经济生产单元有意识地将能量生产与食物生产和材料资源生产以这些功能作为相互依赖的整体运行的方式联接起来。所述全面一体化生产系统因此适于安装在其中目前不存在相应的可再生能基础设施或者其中制造能力缺乏、失业是常态或者其中食物生产不足、贫穷和营养不良是常态的场所或居群中。引入这种一体化的经济生产方法的目标是实现提高国内生产总值(GDP) 井随同⑶P提高生活质量、及系统性地创造工作机会井随同有意义的就业而改善生活质量。此外，系统一体化将创建单个经济生产単元，这样的经济生产单元有意识地将废弃物管理与能量转化操作联接起来，以便其作为相互依赖的整体运行，从而中断将导致污染和环境质量下降的燃烧、掩埋和倾倒掉的常规的废弃物操作。所述全面一体化生产系统引入可持续的废弃物-能量转化的使用作为贯穿整个系统的一体化操作。该一体化系统的目标是保护自然环境、保存有限的自然资源、減少传染性疾病及减少土地、水和空气污染(包括减少推动气候变化的温室气体如甲烷和C02)。所述全面一体化生产系统100提供了达到“生态エ业”的措施，在“生态エ业”中，人-系统生产环境模仿自然生态系统其中在系统和废弃物之间的能量和材料流以闭环方式成为新过程的输入，而整个系统对太阳(太阳热)、地球(地热)、海洋(海洋热)和生物质转化(发动机热)系统所提供的可再生可持续能量开放。图IB为框图，示出了可持续经济发展的全面一体化生产系统100，其包括能量(例如电和燃料)的生产，同时包括养分(例如用于人、动物或植物营养的产品)的生产和材料资源(例如氢和碳)的生产。系统100由一体化并相互依赖的子系统组成，所述系统100具有自生级联能量转化的适应性控制，其捕集和再投入各个子系统的ー些或全部能量、物质和/或副产物。因此，系统100的不断运行得以持续，而仅需引入极少的外部能量或材料资源或者无需引入外部能量或材料资源。系统100为生态エ业的ー个实例，其将促进可持续经济发展，例如利用可再生能、生产食物及生产材料资源，这样的能量、食物和材料资源产量高于使用常规技术可获得的，此外还有其他好处。全面能量园200使从可再生源210(例如太阳、风、流水、地热、排出热)捕集能量的方法与从可再生原料220 (例如生物废弃物320、生物质310)产生能量的方法以及生产材料资源(例如氢230、碳240、其他材料资源如痕量矿物250、纯水260)的方法相协作。能量用自生级联能量转化的适应性控制方法储存、回收和输送，所述方法在能量生产中产生倍增效应。在能量采集和生产过程中，材料资源(例如氢和碳)从可再生能的生产中使用的生物废弃物和生物质原料中提取。全面能量园200储存、回收、输送、监测和控制所述能量以及所述资源以在能量、材料资源和养分的生产中获得提高的效率。
所产生或采集的能量210、220中的ー些被提供给全面农商网络300。所产生的能量210、220中的ー些被提供给全面エ业园400。所产生的能量210、220中的一些被再投入于全面能量园200。所产生的能量201、220中的ー些被提供给外部接受者和/或加到国家电网和/或国家天然气管网道。全面农商网络300接收全面能量园200所产生的可再生能以为农业、畜牧业和渔业子系统的运行提供动力。这包括用于农场设备、车辆、小船和轮船的可再生燃料以及用于光、热和机械设备的电等。全面农商网络300接收全面能量园200所产生的材料资源和副产品如其他材料资源(例如痕量矿物250)及纯水260，以富集农业、畜牧业和渔业子系统中的养分并提高植物作物340和动物作物350的生产中的效率。全面农商网络300采集能量原料并将其供应给全面能量园200以用在可再生能的生产中。合适的原料包括生物质310 (例如作物废材)、生物废弃物320 (例如污水、农业废水、肉类加工废弃物、渔场排出物)、生物燃料原料330 (例如藻类、柳枝稷)等。全面エ业园400使用全面能量园200所产生的可再生能，以为可持续材料资源生产和零排放制造的运行提供动力。这包括用于内燃机(例如固定式发动机、车载式)的可再生燃料和用于光、热、机械设备的电等。全面エ业园400投入自全面能量园200接收的材料资源230、240和副产品250，以产生其他材料资源(例如设计碳420和エ业金刚石430)。全面エ业园400使用自全面能量园200接收的材料资源和副产品以制造产品如基于碳的緑色能量机器410，包括太阳热装置410、风轮机410、水轮机410、电解器410、内燃机和发电机410、汽车、轮船和卡车部件440、半导体450、纳米技术产品460、农业和渔业设备470 等。全面エ业园400向全面能量园200和全面农商网络300提供这些产品和副产品中的ー些或全部。全面能量园200使用全面エ业园400所生产和提供的太阳热装置410、风轮机410、水轮机410、电解器410、内燃机和发电机410等，以产生可再生能。
全面农商网络300使用全面エ业园400所生产和提供的内燃机和发电机410、农业和渔业设备470及其他装置，以产生养分。全面一体化生产系统100所产生的能量为所有子系统提供动力，包括再投入能量以推动可再生能的进ー步生产。同时，系统100中所产生的产品和副产品中的ー些或全部被投入所有子系统的运行中。同时，系统100所产生的废弃物被捕集并用作所有子系统的运行的原料。一体化并相互依赖的子系统采用适应性控制来管理自生级联能量转化和材料资源的自生再生。因此，所述系统不断地向子系统(能量园、农商网络、エ业园)的不同的源和过程中再投入可再生能、可持续材料资源和其他副产品。这样，系统100可利用比用常规措施可获得的量要大的自系统内各种资源所供应的能量和资源。这种エ业共生在自系统内的可再生原料和副产品源采集的各种资源和能量的量上产生倍增效应，从而増加价值，降低成本并改善环境，此外还有其他好处。图IC为全面一体化生产系统100的示意图，示出了基于陆地的系统的各种示例性功能区；图ID为全面一体化生产系统100的示意图，示出了基于海洋的系统的各种示例性功能区。所示系统包括具有级联能量转化适应性控制和材料资源自生再生及养分生产的陆上或海洋上一体化生产系统。该系统包括出于自可再生源采集和/或生成能量及自可再生原料采集材料资源的目的的功能区，所述功能区储存、回收、输送、监测和控制能量和材料资源以在能量、材料资源和养分的生产中获得提高的效率。下表I进ー步阐述了伴随所示功能区的示例性输出、系统和措施。 表I :全面一体化生产系统功能区
权利要求
1.一种实现可持续经济发展的系统，所述系统包括 提取部件，其中所述提取部件被构造为自生物质提取碳；和 能量部件，其中所述能量部件被构造为使用所提取的碳利用来自可再生能源的能量。
2.根据权利要求I所述的系统，其中所述能量部件被构造为自所述可再生能源利用量大于自使用燃烧发动机、燃料电池或热电元件氧化所提取的碳而利用的能量的量的能量。
3.根据权利要求I所述的系统，所述系统还包括 副产物部件，其中所述副产物部件被构造为 使用所述可再生能源和由所述提取部件自所述生物质提取的一种 或多种不基于碳的物质生成副产物；和 向所述可再生能源提供所生成的副产物。
4.根据权利要求I所述的系统，所述系统还包括 副产物部件，其中所述副产物部件被构造为使用所述可再生能源和由所述提取部件自所述生物质提取的一种或多种不基于碳的物质生成副产物。
5.根据权利要求I所述的系统，其中所述提取部件包括被构造为以热的方式使所述生物质脱氢的解离部件。
6.根据权利要求I所述的系统，其中所述提取部件包括被构造为以电的方式使所述生物质脱氢的解离部件。
7.根据权利要求I所述的系统，其中所述提取部件包括被构造为以光的方式使所述生物质脱氢的解离部件。
8.根据权利要求I所述的系统，其中所述提取部件被构造为在自所述生物质提取碳的过程中从所述能量部件接收能量。
9.根据权利要求I所述的系统，其中所述可再生能源为太阳能集中器。
10.根据权利要求I所述的系统，其中所述可再生能源为流水能源。
11.根据权利要求I所述的系统，其中所述可再生能源为风能源。
12.—种实现可持续经济发展的系统，所述系统包括 提取部件，其中所述提取部件被构造为自水源提取氢；和 能量部件，其中所述能量部件被构造为使用所提取的氢利用来自可再生能源的能量。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述提取部件自所述可再生能源接收能量以自所述水源提取所述氢。
14.根据权利要求12所述的系统，其中所述水源包括海水源。
15.根据权利要求12所述的系统，其中所述水源包括工业废水源。
16.根据权利要求12所述的系统，其中所述水源包括农业废水源。
17.根据权利要求12所述的系统，其中所述水源包括污水源。
18.根据权利要求12所述的系统，其中所述水源包括填埋场废水源。
19.根据权利要求12所述的系统，其中所述提取部件包括被构造为以热的方式自所述水源内的其他物质解离氢的解离部件。
20.根据权利要求12所述的系统，其中所述提取部件包括被构造为以电的方式自所述水源内的其他物质解离氢的解离部件。
21.根据权利要求12所述的系统，其中所述提取部件包括被构造为以光的方式自所述水源内的其他物质解离氢的解离部件。
22.根据权利要求12所述的系统，其中所述提取部件包括被构造为以磁的方式自所述水源内的其他物质解离氢的解离部件。
23.根据权利要求12所述的系统，其中所述提取部件包括被构造为以热的方式自所述水源内的其他物质解离氢的解离部件。
24.根据权利要求12所述的系统，其中所述可再生能源为太阳能集中器。
25.根据权利要求12所述的系统，其中所述可再生能源为风能源。
26.根据权利要求12所述的系统，其中所述可再生能源为流水能源。
27.根据权利要求12所述的系统，其中所述可再生能源为地热能源。
28.一种实现可持续经济发展的方法，所述方法包括 自原料解离两种或更多种物质，其中所述自原料解离两种或更多种物质包括自可再生能源提供能量以辅助进行所述解离；和 使用所述可再生能源自所述两种或更多种解离的物质提取氢。
29.根据权利要求28所述的方法，所述方法还包括 向所述可再生能源提供所提取的氢的第一部分以辅助原料的进一步解离；和 向产生电的部件提供所提取的氢的第二部分以辅助电的生成。
30.根据权利要求28所述的方法，所述方法还包括 燃烧所提取的氢的第一部分与空气以产生水和氮；和 使所提取的氢的第二部分与所产生的氮反应以产生氨或衍生自氨的资源。
31.根据权利要求28所述的方法，所述方法还包括 使所提取的氢与供碳体反应以产生包含碳和氢的资源。
32.根据权利要求28所述的方法，所述方法还包括 使所提取的氢与碳的氧化物反应以产生包含碳、氢和氧的资源。
33.一种实现可持续经济发展的系统，所述系统包括 原料部件，其中所述原料部件被构造为向所述系统中提供原料； 用于自所提供的原料提取所需资源的资源提取子系统，其中所述资源提取子系统包括 分离部件，其中所述分离部件被构造为自所提供的原料分离所需的资源；和能量部件，其中所述能量部件被构造为向所述分离部件提供能量以辅助所需的资源自所述原料的分离； 附加资源生成子系统，所述附加资源生成子系统用于在从所述原料分离所需的资源后自所述分离部件内的副产物生成附加资源，其中所述附加资源生成子系统包括 副产物接收部件，其中所述副产物接收部件被构造为接收自所述原料分离所需资源的一种或多种副产物；和 能量部件，其中所述能量部件被构造为提供能量以将所述副产物接收部件中的所述一种或多种副产物转化为附加资源。
34.根据权利要求33所述的系统，其中所述原料部件向所述系统中提供含碳物质；和 其中所述分离部件自所提供的含碳物质解离碳。
35.根据权利要求33所述的系统，其中所述分离部件为进行热解离以自所提供的原料分离所需资源的解离部件。
36.根据权利要求33所述的系统，其中所述分离部件为进行电解离以自所提供的原料分离所需资源的解离部件。
37.根据权利要求33所述的系统，其中所述分离部件为进行光解离以自所提供的原料分离所需资源的解离部件。
38.根据权利要求33所述的系统，其中所述分离部件为进行磁解离以自所提供的原料分离所需资源的解离部件。
39.根据权利要求33所述的系统，其中所述资源提取子系统的所述能量部件为可再生能量部件。
40.根据权利要求33所述的系统，其中所述资源提取子系统的所述能量部件为太阳能集中器。
41.根据权利要求33所述的系统，其中所述资源提取子系统的所述能量部件为流水能源。
42.根据权利要求33所述的系统，其中所述资源提取子系统的所述能量部件为风能源。
43.根据权利要求33所述的系统，其中所述副产物包括二氧化碳，所述附加资源包括氧和碳。
44.根据权利要求33所述的系统，其中所述副产物包括一氧化碳和氢，所述附加资源包括甲醇。
45.根据权利要求33所述的系统，其中所述副产物包括甲烷，所述附加资源包括氢和碳。
46.根据权利要求33所述的系统，其中所述副产物包括氢，所述附加资源包括氨。
47.根据权利要求33所述的系统，其中所述副产物包括灰分，所述附加资源包括肥料。
48.一种实现可持续经济发展的方法，所述方法包括 自原料解离两种或更多种物质，其中所述自原料解离两种或更多种物质包括自可再生能源提供能量以辅助进行所述解离；和 使用所述可再生能源自所述两种或更多种解离的物质中的至少一种提取碳。
49.根据权利要求48所述的方法，其中所述至少一种解离的物质包括二氧化碳。
50.根据权利要求48所述的方法，其中所述至少一种解离的物质包括一氧化碳。
51.根据权利要求48所述的方法，其中所述至少一种解离的物质包括甲烷。
52.根据权利要求48所述的方法，所述方法还包括 向所述可再生能源提供所述两种或更多种解离的物质中不含碳的一种。
53.根据权利要求48所述的方法，所述方法还包括 当所述两种或更多种解离的物质中的一种为氢时，向所述可再生能源提供所述氢。
54.根据权利要求48所述的方法，其中所述解离的物质中的一种不含碳，所述方法还包括 向所述可再生能源提供所述一种不含碳的解离物质以生成甲醇。
55.根据权利要求48所述的方法，其中所述解离的物质中的一种不含碳，所述方法还包括向所述可再生能源提供所述一种不含碳的解离物质以生成氨。
56.根据权利要求48所述的方法，其中所述解离的物质中的一种不含碳，所述方法还包括 向所述可再生能源提供所述一种不含碳的解离物质以生成肥料。
57.一种用于能量转化的过程，所述过程包括将一种或多种流体物质充注到地质地层的步骤，目的选自增热、间歇地储存化学和/或压力能、和从所述地层提取有价值的物质，其中由所述一种或多种流体物质中的至少一种在一个或多个能量转化装置中完成做功，其中所述一种或多种流体物质中的至少一种被调节为提供选自液体、混合的液体和蒸气、蒸气或气体的状态而被递送以驱动所述一个或多个能量转化装置。
58.根据权利要求57所述的过程，其中所述地质地层含烃。
59.根据权利要求57所述的过程，其中在将一种或多种流体物质充注到地质地层后，所述一种或多种流体物质从选自太阳、工业、商业和热力发动机源的源接收补充热。
60.根据权利要求57所述的过程，其中所述流体被递送到地质地层，目的选自储存化学势能、储存压力势能、储存化学和压力势能、自所述地层向所述流体传热、来自所述地层的物质向所述流体的转移和自所述地层因所述流体的存在而产生物质。
61.一种用于产生和利用地热来产生和递送选自二氧化碳、甲烷和氢的流体的过程，目的选自水生植物种植、温室植物种植、溶液培养植物种植和用作运行一个或多个能量转化装置的工作流体。
62.根据权利要求61所述的过程，其中所述水生植物选自藻类。
63.一种提取系统，所述提取系统包括 自供碳体或供氢体化合物提取碳或氢，其中所述氢在一次或多次间歇地储存在一个或多个地质地层中之后被用在一个或多个当地的或者一定距离处的子系统应用中。
64.根据权利要求63所述的系统，所述系统还包括 所述装置支持不同的微气候区； 所述区还包括子区；和 所述子区含独特的热、湿度、天然资源或能够操纵以做功的能量转移特征。
65.一种可持续经济发展引擎系统，所述系统包括 用于提高生产率的经济刺激方法； 用于移除降低生产率的不利因素的方法； 用于在种养殖、制造、能源生产、信息和能量管理领域创造工作机会的方法；和 用于实施可持续性的宏观经济算法的方法； 在微气候(人为的)居群(可持续的城市)内农耕； 来自提取的碳的农场设备；和 健康好处。
66.一种农耕过程，所述过程包括 通过降低种植作物所用的能量的成本来提高作物收成的方法； 通过将痕量矿物返回到土壤来降低对肥料的需要的方法； 用藻类对作物施肥的方法； 水管理系统；能量生产和管理系统； C02,以提高作物生产潜力； 用于在微气候中种植作物的系统，所述系统能够根据需要封闭或监测环境以增加空气(上升/下降气流)或降水；和 宏观食物生产系统，以从作物废弃物(茎、杆、干草)采集碳或氢。
67.一种鱼产卵系统，所述系统包括 提供养分、氧和清水以支持鱼产卵的方法； 用于监测和控制温度以提供环境支持的系统；和 从生物质/液体提取蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素、矿物作为鱼的营养物的系统。
68.—种家禽、猪、牛(动物养殖)系统，所述系统包括 在受控的环境中养殖动物的系统； 用于无农药或肥料地种植作物的系统； 通过从酸雨及其他酸化水源(包括用还原剂调节至酸化状态的水)提取氢而纯化水的水管理系统； 用于采用作物滴灌的系统。
全文摘要
本公开涉及一种可持续经济发展的系统和方法，例如通过可再生能、材料资源和养分的一体化生产实现发展。在一些实施例中，所述系统利用从可再生能源提取的资源来辅助能量从其他可再生能源的捕集。在一些实施例中，所述系统利用来自可再生能源的能量来从其他可再生能源提取资源。
文档编号F24J2/00GK102712019SQ201080048870
公开日2012年10月3日 申请日期2010年8月16日 优先权日2009年8月27日
发明者罗伊·E·麦卡利斯特 申请人:麦卡利斯特技术有限责任公司