低碳城市的低碳保定

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第一作者及通讯作者：李伟（陕西 科技 大学（西安））

共同通讯作者：王传义（陕西 科技 大学（西安））

通讯单位：陕西 科技 大学

论文DOI:10.1016/j.apcatb.2021.121000

研究亮点

1. 通过简单可控的方法将单原子Pd成功修饰在了CdS NPs表面。

2. 单原子Pd与CdS NPs表面的S原子形成强配位作用，通过协同金属-半导体配位相互作用促进了光诱导载流子自体相向表面的迁移，抑制了CdS光腐蚀现象，提高了光诱导电子利用效率。

3. 单原子Pd修饰CdS NPs后降低了催化水分解产氢能垒，显著增强了其全分解水产氢活性。

研究背景

随着双碳目标的提出，国家对氢能源的发展做出了重要指导，有效推进氢能源的发展。传统产氢手段能耗高，且伴随有二次污染。由于太阳光能来源广泛、使用方便、绿色可持续性等优点，将太阳能转变为方便使用的高附加值化学能无疑是新能源开发的有效途径，具有潜在应用价值。日光诱导全分解水产氢是一种开发氢能源的潜在技术，然而较低的效率阻碍了该项技术的大规模应用推广。因此，开发高效稳定的全分解水产氢催化剂具有理论与实际研究意义。

硫化镉（CdS）是一种低功函且具有优异可见光响应的过渡金属硫化物，在光催化和电催化领域有着广泛的应用。被用于光催化材料时，长时间光诱导容易导致其结构发生严重光腐蚀，极大地影响其光催化性能。如何在提高CdS基光催化剂催化活性的同时，有效抑制其光腐蚀影响，增强其结构稳定性，是需要研究者不断 探索 和解决的关键科学问题。

拟解决的关键问题

本课题通过一步简单诱导还原策略，将单原子Pd修饰在CdNPs表面，实现了协同的金属-半导体配位相互作用，抑制了载流子复合，提高了催化剂量子产率。更为重要的是，高度缓解了CdS光腐蚀影响，赋予其以长时间光电流稳定性，一定程度上解决了光腐蚀导致其催化剂结构不稳定的科学问题。

成果简介

针对CdS光催化剂在光诱导下光腐蚀严重影响其催化性能的科学问题， 陕西 科技 大学（西安）李伟副教授及王传义教授 等人通过一步简单光诱导还原手段将单原子Pd修饰在六方相CdS NPs表面，制备出一种CdS-Pd纳米光催化剂。由于CdS主体催化剂与单原子Pd活性位点间协同的半导体-金属配位相互作用，其光响应性及界面电荷传导特性均显著增强，有效抑制了其光腐蚀，增强了催化剂结构稳定性。同时，CdS-Pd催化剂表面全分解水产氢过程能垒相较于纯CdS NPs明显降低，从而在模拟日光诱导下达到了纯CdS纳米催化剂110倍的全分解水产氢活性，且表现出良好的耐光性能。

要点1：CdS-Pd复合光催化剂合成

通过简单的一步诱导还原法将单原子Pd修饰在六方相CdSNPs表面，优化并制备出一种CdS-Pd纳米光催化剂。

图1.CdS-Pd复合光催化剂的合成示意图及结构表征。

要点2：CdS-Pd复合光催化剂结构、组成及形貌表征

通过XRD、Raman、XPS、XAFS和ac-STEM等表征研究发现：贵金属Pd是以单原子状态均匀分布在CdS 纳米催化剂表面，且单原子Pd与CdS 纳米催化剂表面的S原子形成了S-Pd配位作用，这有利于促进光诱导载流子的传导。

图2.CdS-Pd复合光催化剂的形貌、晶型及组成分析。

要点3：CdS-Pd复合催化剂模拟日光诱导产氢活性及稳定性

当反应体系pH = 10时，优化后的CdS-Pd纳米催化剂在模拟太阳光诱导下全分解水析氢速率为947.93 μmol·g -1 ·h -1 ，是纯CdS的110倍。如果进一步加入牺牲剂，其半分解水析氢速率可达到7335.83 μmol·g -1 ·h -1 。在λ = 420 nm的光波诱导下，其全分解水和半分解水的表观量子产率分别为4.47%和33.92%。即使在室外日光辐照下，也可以清晰地观察到大量气泡的产生。以上研究表明单原子Pd修饰后的纳米催化剂模拟日光诱导产氢活性显著提高。另外，通过评价该改性催化剂进行模拟日光诱导催化产氢的持久性及再生性，证明Pd单原子修饰后的CdS纳米催化剂具有稳定的光诱导催化活性和良好的结构稳定性。

图3.CdS-Pd复合光催化剂的催化产氢性能、持久性和重复使用性。

要点4：CdS-Pd复合光催化剂的协同作用增强光-电化学性能及机理分析

通过光-电化学各项表分析可知：Pd单原子修饰后的CdS纳米催化剂表现出良好的电子-空穴对分离特性，且由于协同的半导体（CdS）-金属（Pd）配位相互作用加快了载流子自体相向表面的迁移，有效抑制了CdS的光腐蚀，延长了光生载流子寿命，从而在长时间光诱导下呈现高密度且稳定的光电流信号。

图4. CdS-Pd复合光催化剂的光-电化学性能表征及机理分析。

要点5：CdS-Pd复合光催化剂的DFT计算及催化机制分析

通过DFT计算分析可知：CdS-Pd纳米催化剂表面全分解水产氢能垒相较于纯CdS NPs明显降低，且支撑了S-Pd配位键形成的可能性。最终证明氢气生成的主要活性位点为催化剂表面的S位点，而表面单原子Pd则促进了水分子的分解。综上所述，在模拟日光诱导下，CdS基体生成大量光诱导载流子，并快速迁移至表面。H 2 O分子首先在催化剂表面Pd位点处被分解为氢质子中间体和OH-离子，氢质子进一步在S位点处获得电子被还原成氢气，而OH - 离子则在CdS表面被光生空穴氧化为O 2 分子。由于该催化剂协同的金属-半导体作用机制，O 2 分子与部分光诱导电子作用被快速转化为超氧自由基（O 2 +e -O 2•- ），所以该催化剂更适合于在模拟日光诱导下催化水分解产氢应用。

图5. CdS-Pd复合光催化剂的DFT计算及全分解水机制

小结与展望

综上所述，针对纯CdS半导体光诱导过程中光腐蚀影响导致其结构稳定性较差的科学问题，本研究通过一步简单光诱导还原手段将单原子Pd修饰在六方相CdS NPs表面，制备出一种CdS-Pd纳米光催化剂。由于CdS主体催化剂与单原子Pd活性位点间协同配位作用，其光响应性及界面电荷传导特性均显著增强，光诱导电子-空穴对复合抑制效果明显。同时，单原子Pd修饰后的纳米催化剂明显降低了全分解水产氢过程的能垒，从而在模拟日光诱导下达到纯CdS纳米催化剂近110倍的全分解水产氢活性，并表现出优良的催化活性与结构稳定性。本研究对于通过简单有效的制备方法合成稳定且高效的全分解水产氢CdS基光催化剂具有理论与实际研究意义。

参考文献

W. Li, X. Chu, F. Wang, Y. Dang, X. Liu, T. Ma, J. Li, C. Wang, Pd single-atom decorated CdS nanocatalyst for highly efficient overall watersplitting under simulated solar light. Appl. Catal. B-Environ . 2021, DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.121000.

作者介绍

李伟 ，陕西 科技 大学 化学与化工学院，副教授。从事光催化剂结构设计及合成、光催化污水处理、太阳能光伏氢能源生产相关研究。目前已发表国际SCI论文30余篇，总被引频次1000余次。部分研究被《Appl. Catal. B-Environ.》、《J. Mater. Chem. A》、《Environ. Sci.-Nano》、《ACS Sustainable Chem.Eng.》、《Chem. Eng. J.》、《ChemCatChem》、《Electrochim. Acta》等期刊报导。

王传义 ，陕西 科技 大学特聘教授。德国洪堡学者、英国皇家化学会会士、国家外专局高端外国专家创新团队负责人、德国洪堡基金会联合研究小组中方负责人、陕西 科技 大学特聘教授、武汉大学兼职教授、博士生导师。应邀担任中国可再生能源学会光化学专业委员会委员、中国感光学会光催化专业委员会委员及中国环境科学学会特聘理事、国家 科技 奖励和国家重点研发计划项目会评专家及国家基金委等机构项目评审专家。从事光催化技术在环境与能源领域的应用研究。

声明

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2013年，华为在行业内开始有动作，行业峰会常有露出。有一次，在上海的一个高峰论坛，刷地上来十多个大热天还穿着西装、系着领带、皮鞋锃亮的男士，个个气宇轩昂，踌躇满志。一看注册名单，才发现都是华为的。那时候在光伏圈无论是见客户，还是参加峰会，着装都比较随意，华为的出现尤显不同。更令人好奇的是，当时行业内的逆变器公司基本都还在卖盒子，逆变器只是一个直流转交流的设备，大家讲的最多的还是效率高、故障率低。华为在业内却提出了一个叫“智能光伏”的理念，号称在光伏产业融入了其领先的数字信息技术、4G无线技术、互联网技术，能给客户带来“更高收益、智能营维、安全可靠”的价值。

华为就这样悄然进入了光伏界。

2014年，我有幸加入华为。从上海研究所入职培训完，被带到附近的逆变器研发基地。工作地点是一栋略为破旧的小楼，旁边小卡车上喇叭里“香蕉、香蕉，一块一斤”“地瓜、地瓜，一块三斤”的叫卖声不绝于耳，办公位在一楼，没有窗户，长年需要开着灯，洗手间的蚊子又黑又大，被咬上一口没个三天消不下去。

报到之时，部门正在紧锣密鼓地筹备在浙江江山举行的新型农光互补智能光伏现场交流会。听同事说，华为根据不同的应用场景，在格尔木、嘉兴、顺德等地已经密集举行多场现场交流会，在业界掀起了一波智能光伏热潮。

某客户在浙江省江山市新并网了一个农光互补的电站，农光互补就是在既有农林业设施、或养殖大棚上敷设光伏组件，在大棚下面开展农业、苗圃或养殖的项目，提高土地利用率。客户在太阳能电池板下首次试验种植了水稻和大豆，又选用了华为逆变器，实现板下种植、板上发电，真正实现土地的综合利用，发电效率显著提升，这是一个非常典型的农光互补的场景。

如何能让客户快速认可智能光伏的价值？如何让客户来了觉得不虚此行，干货满满？如何让客户有舒适的体验？这都是我们奋力要解决的问题。为了让客户能更系统了解方案，我们邀请了中国可再生能源学会、中国电力科学研究院及设计院的专家、海外的同行来共同激荡思想，共同探讨行业问题及发展方向。

在思想的火花激烈碰撞后，我们又把客户都请到风景秀丽的江山凤林村光伏电站现场。逆变器作为光伏发电系统的大脑，是整个光伏电站的核心部件。为体现华为逆变器IP65产品防水防尘的特性，我们创新性地把逆变器放进密闭的水箱、高温的玻璃柜里展示。客户透过玻璃柜，看到逆变器在高温和淋水下，仍然能稳定运行，赞叹不已。

一位上海的客户董事长对我说，“之前听你们讲PPT，总怀疑你们在吹牛，今天现场看到这一切，非常震惊！华为是真的走在技术最前沿，我们相信智能化一定是未来的趋势！”随后，他立即打电话给下属设计部门负责人：“昨天给我汇报的XX项目，立即更改设计，采用华为的智能化方案”。现场的我听了这番话，激动得一时说不出话来，成就感充盈心间，再看一起奋战的小伙伴们脸上欣喜若狂的表情，我想他们应该也和我的感受一样吧。

这是华为光伏在业界首创的围绕客户体验而设计的创新品牌活动，之后在中国大地遍地开花，河北、新疆、四川……我们通过行业意见领袖和实地参观打出的“组合拳”，很快深入人心，华为在业界初步树立了“智能光伏”的品牌形象。

汉武帝时期打通的丝绸之路让东西方世界得以互通有无，不仅带来了汉唐盛世繁荣，还促进了东西方经济文化的交流。但如今，要在国际市场中，打造中国制造的高价值品牌，却存在着更大的挑战。为了改变海外客户的“刻板”印象，2014年，我们特意策划设计了一条“逆变器丝绸之路”。

这是一条从深圳总部—松山湖产线—营维云中心—GCTC的参观线路。先参观华为总部园区，再到行业解决方案展厅，接着到松山湖的大规模自动化生产线，最后到自建的屋顶样板点电站及全球营维中心，通过不同维度展现华为公司实力。

欧洲B公司是全球的能源巨头，之前一直选择友商品牌，而且CTO对中国企业并没有什么印象。经过不懈的努力，2014年，我们邀请B公司访问华为坂田基地的工作终于取得进展，CTO答应来华为参观。访问期间，华为网络能源高层和客户一行在会议室做了交流，可以感觉到客户在言辞之间对公司的实力和产品性能还是持保留意见。

接下来客户在松山湖实地参观了华为的自动化产线、全数字化的营维云中心，营维云中心可以让设备能全量数字监视，故障快速处理，能精准诊断，客户只要登录系统就能实时监测全球的电站运行情况，实现运维可视、可管、可控。

在走完“丝绸之路”后，没想到客户的态度发生了180度转变，反复说，“太震撼了，华为不是我想象中的中国公司。”最后一天临走前，CTO更是对客户经理竖起了大拇指：“华为的产品，绝对信得过。”

访问结束后，由于客户决策层对华为的认可，华为设备顺利进入客户采购短名单。在随后的一段时间，华为连续参加B公司的采购招标并成功获得大量订单。

根据客户的体验，我们也调整了“丝绸之路”的参观顺序，将实地体验放到了前面，会议交流放在了最后环节。

作为客户交流的重要一环，“丝绸之路”一直在精益求精提升体验。通过这样一条路，绝大多数海外客户无论对中国、对华为都会经历一个从陌生到熟悉、从拒绝到惊喜的心理转变，使客户从直观认识转变到对技术认同、理念认同、品牌认同的全方位认同。

光伏界不得不提的行业盛会，是一年一度的上海SNEC展会，全球的重磅客户都会齐聚上海，共襄盛举。这是百家争鸣、百花齐放的大平台，我们也深知，这是“秀肌肉”的最佳时机。

2015年华为智能光伏解决方案全面升级，融合了采用PLC（电力线通信） 技术的新型智能光伏控制器、智能光伏无线传输系统、以及智能营维云中心管理平台。为了展示营维云中心的“可视可管可控”的价值，我们决定通过远程体验展示，把千里之外位于呼和浩特的客户智能营维中心远程镜像到上海展台，和托克托县电站现场实时智能远程运维。

计划总是美好的，但行动起来却是压力山大。先不说演示至少需要上海、呼和浩特、托克托县电站三个地方的人员配合，仅呼和浩特的营维中心和上海站台对接，之前预定的网络根本无法满足带宽需求。项目组开始紧急行动，联系负责展会网络的运营商，被告知按标准流程，拉通一条专线需要三个月。但展会只剩一个多月时间，于是我们成立了一个攻关小组，部门一位同事Bin专门负责专线事务，天天在运营商客户那里蹲点，软磨硬泡一周后，客户被诚意打动，克服内部诸多困难开辟绿色通道，开通了专线。

专线开通后，Bin立即赶往位于内蒙古的托克托电站和当地合作伙伴一起调测。当时那边条件比较艰苦，大家基本招待所、电站两点一线，白天搭环境，挖坑竖CPE、拉专线、装机器等，半夜回去睡一觉早上天不亮又出去干活了。起早摸黑干了三周，终于调通。回到上海再见面时，我差点没认出他来，以前他是海外留学归来的才子，英俊潇洒，头发打着发腊，皮鞋总是一尘不染，现在胡子拉碴，皮鞋前面已经开裂了，裤腿还有泥，我忍不住心下生叹：果然能在华为坚持下来的都不是一般人啊！

展会搭建时间只有三天，我们的展台设计比较复杂，要凸显数字化元素，还要演示4G-LTE和智能营维云中心，部门所有人几乎都是通宵达旦，品牌组负责展台搭建，媒体组负责媒体宣传，MO组负责内容输出及调试，分工明确、各司其职、忙而有序。开展前一天晚上十点，我们开始彩排，发现展馆的网络非常不稳定，内蒙的画面传过来有迟延，影响观看体验。Bin又连夜处理专线问题，运营商客户的工程队工人本来在上海的郊区加班，Bin过去陪他忙完工作，又把他请回展馆，调试了一个通宵，终于调通专线。这一次，画面非常流畅，我们都暗暗地松了一口气，抓紧回酒店洗澡换衣服，再回展台准备开门迎客。

借助4G、智能光伏终端等，展会现场的华为专家通过实时视频和语音通讯，远程指导电站现场运维人员自动化高效运维，成功演示了移动运维、远程诊断、大数据分析、无人机热成像巡检、智能安防等功能，一片树叶、一条电线的阴影或者一个有热斑的落后组件对发电量的影响，都可以实时精确地看到，吸引了几百位客户驻足观看。身临其境的体验，让现场不时爆发出阵阵掌声。三天我们共接待了一万多人次的客户，展台从早到晚始终人潮汹涌。展会结束后，一线的订单激增，这也振奋了我们。

我们力求将华为光伏打造成展会每年的标杆，每年都会在形式上追求不断创新、精益求精，内容上精心展示华为在智能光伏领域的最新创新成果，并策划一系列的主题活动，如逆变器丝绸之路、GCTC参观、智能光伏答谢晚宴暨新品发布会、海外渠道大会、中国生态合作伙伴大会、海外VIP客户招待酒会等。通过一系列的活动和运作，创造与客户亲密接触的机会，拉近了与客户的距离，增强了客户的粘性，从而赢得客户认可。

到2015年底，我们在民企一路高歌猛进，但在央企、国企一直未有大规模突破，成为大家的一块心病。

大型能源央企S客户，是新能源行业的领军者之一，华为一直不得门而入。年末，一线打听到他们的年会在北京某区的培训中心举行，各省市负责人都会来参会。于是华为迅速锁定附近的宾馆，在客户年会前一天晚上通宵搭建了一个全场景的智能光伏解决方案，并派遣一级专家在现场，方便和客户随时交流。

第一天，外面还飘着雪，我们早早地开门迎客。上午，客户经理反馈说，客户在开会，没人愿意来；中午，客户都在聚餐，不方便出门；到下午六点多，还是没有一个客户来。我们急得像热锅上的蚂蚁，到了晚上快九点，终于等到客户经理的电话，说已经邀请到部分区域的客户高层，正在来的路上。一天的焦虑不安，瞬间化成无穷的动力。当晚的接待特别成功，客户被我们的诚意感动，也被方案吸引。第二天，陆陆续续又来了好几拨区域的客户，到了晚上，还有客户特意打电话来要求我们加开一天，他们的集团董事长也要来参观。我们迅速安排高层对接，并让他们和技术专家就华为最新的智能光伏解决方案进行了深入探讨。

新的解决方案切实满足客户的痛点，能契合不同地区、不同场景的电站建设需要，实现如渔业和农业场景的融合，客户董事长看到实时的电站数据后，当场对其团队表示，要尽可能多采用这种和场景深度融合的智能化光伏方案。

本次活动的效果非同凡响，在客户特别是高层领导的心中，对华为有了充分的认识和高度的重视。有了第一次的成功，我们立即快速复制了这种模式，在北京、上海、武汉、乌鲁木齐等13个城市举办了20余次精准营销，覆盖1500多家央、国企客户。

2019年中，随着平价上网指标的发布，中国光伏市场焕发新生机，Q省作为中标份额最大的省份，自然成为兵家必争之地。然而，跟几个客户初次接触下来，众人的反应都出乎我们意料的冷淡，其中X公司的态度尤为明显。

X公司是当地电力机构下属的新能源公司，一直以来对华为的态度比较友好，2017年采购过一批华为逆变器，但2019年我们再次拜访时，公司一把手表现得兴致索然，和我们表示，他不负责技术，让我们和项目主任对接就好。

这让我们百思不得其解，经过一番走访才发现，之前的一期项目合作中，我们的几台设备出现故障，但华为未能及时处理，这让客户对华为的好感大幅下降。加之负责为客户进行方案设计的设计院仍在采用上一代华为方案进行测算，在客户看来，华为的方案竞争力较低。

摸清症结所在后，我们快速调整了策略。我第一时间求助当地运维团队上站检查问题，并找到研发专家和客户运维团队交流，澄清故障问题源自安装不当，升级系统后即可彻底解决。两天以后，一份完整的故障分析报告提交到CEO手里，CEO对华为的响应速度大为改观。

同时，我们抓紧一切时机向客户传递华为的新一代方案，具有更低度电成本的价值理念。客户一开始在意的是每一台设备的价格高低，但实际上，我们方案的优势并不是降低每一台设备的价格，而是从设备本身、线缆选择到施工流程等端到端来帮助客户降低成本，带来更大的收益。

带着这样的理念，营销团队输出了一整套解决方案营销资料，每次去见客户我们都会带去新料，客户技术工程师后来直言，他们每次都在期待我们又会带来什么让他们耳目一新的东西。在多次讲解后，CEO终于感受到华为的诚意及方案的优势，把我们和设计院叫到一起，说优先考虑采用华为的方案，但前提是不增加初始投资。

转机终于来临！我们和设计院一起把项目一项项拆开，包括优化线缆、关断盒及开关选型、缩短施工及消缺周期等方式，连续奋战几天，最终将华为方案的初始投资降低至客户的预期内。这个结果得到设计院的确认时，我和客户经理长出了一口气 —— 这个原本希望渺茫的项目，成了！

最终，华为独家拿下项目。CEO有一次和我以及客户经理闲聊，说每天一到公司就看到我们俩在办公室门口等他，项目不给华为，他都觉得不好意思了。但是我们都清楚，“端到端投资持平，度电成本更低”的新一代解决方案核心价值，才是我们能顺利拿下这个项目的关键。

诚如大家所言，产品是王道，客户关系是第一生产力，而我觉得营销则是催化剂。作为一个新参者，华为逆变器业务在短短几年时间里能够做到全球第一，除了产品本身，个人认为，营销也起到了非常重要的促进作用，特别是在进入市场的早期阶段，比如现场会的产品可靠性体验、展会的远程运维体验、公司总部参观的公司实力体验、样板点电站现场参观的发电量提升体验等，这些营销举措始终围绕客户需求和产品价值，通过客户亲身体验的方式，让客户信得过、忘不了，最终赢得忠诚客户。

品牌的建立是一个艰苦而循序渐进的过程，坚持价值营销，让客户深度体验，真正了解我们产品的核心价值，不仅会赢得客户的认可，也会引导和改变行业，直至引领行业。

“‘领跑者’计划不能仅仅把效率作为唯一的指标，而更应把系统的整体质量作为衡量标准。应该通过市场准入等手段来保证中国光伏电站建设不出任何大的问题。”原国务院参事、中国可再生能源学会理事长石定寰告诉媒体记者，最新的“领跑者”计划征求意见稿的确响应了业内一些呼吁，也比之前的版本有所提高，但关键还在于落实。

他认为，另一个值得注意的问题是当前“领跑者”计划都局限在集中式电站，而国家下一步力推的分布式发电却没有得到很好的“领跑”，“‘领跑者’不应该仅仅针对制造业，也应该在分布式系统的应用上有所体现。后者目前是一个很大的问题。”

至于此前诟病较多、甚至被部分业内人士视为“拔苗助长”的光伏发电前沿技术应用依托基地(即“超级领跑者”)计划，石定寰表示，这个问题不大，毕竟不是所有企业都能进来。

“这个计划肯定会‘助长’，但是否‘拔苗’则仁者见仁了。”阿特斯电力集团董事局主席瞿晓铧在接受媒体记者采访时表示，最新的文件要求这个计划在三年内全部建成并促进相应前沿技术产业化，应该说也留出一定技术升级的空间。

在他看来，“领跑者”计划一定会引领和促进光伏技术的发展，一些指标的调整也进一步接近了行业现状。目前，这个计划已成为全世界范围内最有影响力的光伏技术政策，也反映了能源局的确“想做事”。

但他建议，这次“领跑者”计划中有一个“如果融资成本低于现行基准利率10%及以上的可以加分”的条款应该修改或去掉，“阿特斯在海外也可以拿到这样的融资成本，但在中国，能够达到这条标准的基本只有央企了。而央企说到底用的还是国家的钱。”

“我们认为，根本办法还在于国家能否下决心解决光伏补贴发放拖欠的问题。我甚至建议可以成立一个国家光伏主权债，用于保证光伏补贴的足额发放。如此，则光伏开发商、运营商们可以把资金成本降到基准利率的40%，意味着度电成本还可降5分钱。”瞿晓铧说。

太阳能（solar energy），是一种可再生能源。是指太阳的热辐射能（参见热能传播的三种方式：辐射），主要表现就是常说的太阳光线。在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。

自地球上生命诞生以来，就主要以太阳提供的热辐射能生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为制作食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。

技术原理：

太阳能是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的，来自太阳的辐射能量。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。植物通过光合作用释放氧气、吸收二氧化碳，并把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。

以上内容参考：百度百科——   太阳能

黄鸣，国际太阳能学会（ISES）副主席，中华人民共和国第十届、十一届全国人民代表大会代表，中国可再生能源学会副理事长，中国节能协会副理事长，中国农村能源行业协会副会长，教授级高级工程师，皇明太阳能股份有限公司董事长。

1982年，毕业于中国石油大学。

1995年，负债近百万元创办皇明太阳能公司。

2005年，获CCTV中国经济年度人物提名奖。

2006年5月，黄鸣应联合国总部特别邀请，作为主讲嘉宾登上联合国讲坛，向世界100多个成员国及几十个国际组织介绍了皇明创造的中国太阳能可持续发展模式（简称“皇明模式”），成为登上联合国讲坛的中国企业家第一人。

2006年12月，被中宣部、全国人大环资委、全国政协人资环委、文化部、国家广电总局、团中央、国家环保总局七部委联合授予“2006绿色中国年度人物”称号，是当年唯一入选的企业家代表。

2007年1月，被中华慈善总会评选为“中华慈善人物”；3月，被世界自然基金会授予“中国可再生能源突出贡献奖”； 5月，受聘为中国人民大学商学院工商管理硕士（MBA）特聘教授。

2008年4月，黄鸣再次受到联合国特别邀请，出席了在泰国曼谷举行的联合国亚太工商论坛；9月，成功当选国际太阳能学会副主席，成为中国担任国际可再生能源权威学术机构领导职务第一人。

2009年12月，受多家国际环保组织的邀请，黄鸣以国际太阳能学会副主席及中国商界领袖的双重身份参加了哥本哈根联合国气候变化大会。会议期间，他不但与施瓦辛格直接对话，受到了包括瑞典王储等外国高层的关注，并被全球聚焦（Global Focus）组织评选为“气候企业家时代英雄”。

2010年9月，黄鸣在第四届世界太阳城大会期间首次面向全球提出了“微排地球”战略，其主旨就是将皇明经过实践并完善的未来“微排城市”模板，大面积向全球复制推进，共同应对能源和环境两大全球难题，得到了来自全球30多个国家200多个城市市长及专家的一致认同。

2011年1月，黄鸣荣获2010“CCTV中国经济年度人物创新奖”，成为新能源行业唯一获此殊荣的企业家。

黄鸣被国际可再生能源界誉为“太阳王”（Solar-King）、“中国太阳能产业化第一人”。其麾下的皇明太阳能，在一个全球非成熟产业中走在世界的前列，跳出中国企业“引进消化吸收落后，再引进吸收再落后”的怪圈，通过自主创新，创造出中国太阳能可持续发展模式，成为世界可再生能源企业发展的标杆。

作为全国人大代表，黄鸣是《可再生能源法》议案的领衔提案人，直接推动了该部国家法律的颁布实施。他两次登上联合国讲坛，是国际太阳能学会副主席，在世界范围内推广“皇明模式”，有利于加快世界太阳能工业体系的完善及商业化进程，从而改变世界可再生能源主要依靠政府推动的不可持续发展现状。

黄鸣在全国率先提出“G（green）能源替代”战略，该战略被列入了国家可再生能源发展规划。他还代表民间拟出了中国第一份能源替代时间表：即“近期替补”：即到2020年可再生能源替代常规能源25%，其中太阳能占12%；“中期为主”：即到2040年替代55%，太阳能占25%；“远期独有”：即到2060年后替代90%以上，太阳能占50%。

黄鸣还对传统文化、企业管理等造诣颇深，经常被邀请到全国各地高校、企业授课，国内外高层会议及论坛演讲，2008年被评为“中国最具影响力百强专家”，个人著有《皇明商道》、《将心共鸣》、《干法》等。黄鸣博客被誉为“中国商界思想库”、“财经第一名博”，点击量近1000万，备受社会各界关注。

何茂春 清华大学国际问题研究所教授、经济外交研究中心主任， WTO问题专家。商务部国际贸易经济合作研究院跨国公司研究中心研究员、法律室主任，中国法学会WTO研究会副会长。

梁小民 国务院特邀监查员，国家价格指导委员会委员，清华大学EMBA兼职教授，享受国务院特殊津贴。

朗立军 清华大学经济管理学院企业战略与政策系副教授，著名战略管理专家。

王 健 同济大学教授、MBA导师，“优势富集理论”创始人，著名的创新思维研究者和传播者。

刘永好 全国政协常委、全国工商联副主席、中国民生银行副董事长、中国饲料工业协会副会长。

牛根生 蒙牛集团董事长兼总裁。

刘启明 著名领导力专家，资深管理咨询顾问。北京凯诺斯管理咨询有限公司总裁。

韩庆祥 著名实践派营销专家，北京经济干部学校工商管理系主任、教授。

路长全 著名营销管理专家，对外经济贸易大学工商管理学院客座教授，曾经担任伊利集团营销副总、巨能实业集团副总裁等。

章义伍 著名经理人，实战管理培训专家。曾任麦当劳公司营运经理和训练经理， 2001---2006年连续6年被评为“中国十佳培训师”，2007年被评为“十大领导力专家”。

房西苑 著名投融资专家，中国科学院研究生院兼职教授，北京大学中国国情研究中心研究员。

魏 杰 著名经济学家，清华大学经济管理学院企业战略与政策系主任、教授、博导，清华大学中国经济研究中心常务副主任，中国国有资产学会副会长。

姜彦福 清华大学经济管理学院技术经济教研室教授，博士生导师，清华大学中国创业研究中心主任。

宋洪祥 著名纳税筹划专家，被企业公认为“纳税筹划”的九段高手。

温元凯 中国著名经济学家、金融投资专家，现任北京南洋林德投资顾问有限公司总裁。

吴维库 清华大学经济管理学院副教授，著名领导力研究专家、战略管理专家。

高贤峰 北京大学人本管理研究中心主任，北京政企人本管理研究院常务副院长。

刘 峰 国家行政学院和北京大学政府管理学院教授，中国领导力研究院院长。

王雪莉 清华大学经管学院人力资源与组织行为系教授，主要研究领域：国企改革、现代管理、战略管理、组织行为及消费者行为组织变革、人力资源管理、企业文化等。

洪 兵 中国军事科学院战略和战争理论研究部军事战略研究室主任。孙子兵法研究会副会长，战略学博士生导师，大校。

黄 鸣 皇明太阳能集团董事长，十届全国人大代表，中国可再生能源学会副理事长。

报名程序

1、按要求填写报名申请表（见附件）、提交身份证及学历证明复印件、名片各一份，近期小二寸免冠彩色证件照四张。

2、报名表经清华大学继续教育学院审核通过后，确定录取名单，发放《入学通知书》。

3、学员收到《入学通知书》后，按要求办理汇款，并将汇款凭证传真至联系人。

4、学员领取学习资料和课程表，按时报到参加学习。

生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。有关专家估计，生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分，到下世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以上。

人类对生物质能的利用，包括直接用作燃料的有农作物的秸秆、薪柴等；间接作为燃料的有农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等，它们通过微生物作用生成沼气，或采用热解法制造液体和气体燃料，也可制造生物炭。生物质能是世界上最为广泛的可再生能源。据估计，每年地球上仅通过光合作用生成的生物质总量就达1440～1800亿吨( 干重 )，其能量约相当于20世纪90年代初全世界总能耗的3～8倍。但是尚未被人们合理利用，多半直接当薪柴使用，效率低，影响生态环境。现代生物质能的利用是通过生物质的厌氧发酵制取甲烷，用热解法生成燃料气、生物油和生物炭，用生物质制造乙醇和甲醇燃料，以及利用生物工程技术培育能源植物，发展能源农场。 2006年(丙戌年)底全国已经建设农村户用沼气池1870万口，生活污水净化沼气池14万处，畜禽养殖场和工业废水沼气工程2,000多处，年产沼气约90亿立方米，为近8000万农村人口提供了优质生活燃料。

中国已经开发出多种固定床和流化床气化炉，以秸秆、木屑、稻壳、树枝为原料生产燃气。2006年用于木材和农副产品烘干的有800多台，村镇级秸秆气化集中供气系统近600处，年生产生物质燃气2,000万立方米。

发展生物质能源重在解决“五难”

面对全球性的减少化石能源消耗，控制温室气体排放的形势，利用生物质能资源生产可替代化石能源的可再生能源产品，已成为我国应对全球气候变暖和控制温室气体排放问题的重要途径之一，国家出台了具体的补贴措施，并且规划到2015年，生物质能发电将达1300万千瓦的目标。然而受原料收集难、政策补贴不到位等难题，生物质能源产业的发展规模和水平远远低于风能、太阳能的利用。如何发挥生物质能企业的生产积极性，尽快解决这些难题，为此，记者采访了中国农村能源行业协会生物质专委会秘书长肖明松，国家发展和改革委员会能源研究所研究员秦世平教授，以及可再生能源学会生物质能专业委员会秘书长袁振宏。

一难：认识不够

生物质能源正处在一个很尴尬的境地。国家发展和改革委员会能源研究所秦世平研究员开门见山地告诉本刊记者：“要说重要，在可再生能源中生物质能源是最重要的，但相比而言，它的产业化程度，发展规模都是最差的。这其中有一些客观原因，也有一些属于认识问题。”

生物质能源的重要性体现在以下四点，秦世平介绍：第一，我国是地少人多的国家，农林剩余物、城市垃圾等废弃物是生物质资源的主要来源，以往农民处理秸秆大多是一把火点着，城市垃圾多是填埋，但废弃物的处理是个刚性需求，随着国家对CO2的排放限制的提高，生物质的能源化利用成为更为先进和有效的方法；第二，我国化石能源短缺，其中液体燃料是最缺少的，而液体燃料只有利用生物质可以转化；第三，生物质能的各个生产阶段都是可以人为干预的，而风能、太阳能只能靠天吃饭，发电必须配合调峰，而生物质能源则不需要，甚至可以为其他能源提供调峰；第四，生物质原料需要收集，这样能够增加农民收入，刺激当地消费，可以有效促进农村经济的发展。一个2500万～3000万千瓦的电厂，在原料收集阶段农民获得的实惠约有五六千万元。“三农”问题解决好了，对于整个社会发展将起到非常重要的作用。

除了客观上发展规模受限以外，秦世平认为：对生物质能的认识各不相同，对其投资的额度，与地方的GDP增长是不相符的，资源的分散性导致生物质能源在一地的投资，最多也就2亿多；这在某些政府官员那来看，生物质能源有点像“鸡肋”，有呢吃不饱，丢了又有点可惜，并且地方政府还要帮助协调农民利益、禁烧等“麻烦事”。由此导致生物质能源整体项目规模较小，技术投入不足，尽管它是利国利农的好事，却处于发展欠佳的尴尬地位。

可再生能源学会生物质能专业委员会秘书长袁振宏也在电话里向记者表示，相比于煤炭、石油、天然气这些传统能源，生物质能源在技术上的投入显然要低得多。对于生物质能源发展，首先要从上层统一思想，提高对生物质能源重要性的认识，并要在技术上加大投入。

二难：补贴门槛过高

对生物质能源的支持，国家采取了多种补贴手段。但补贴门槛过高，手续繁琐、先垫付后补贴也困扰着不少企业。财政部财建[2008]735号文件规定，企业注册资本金要在1000万元以上，年消耗秸秆量要在1万吨以上，才有条件获得140元/吨的补助。对此，中国农村能源行业协会生物质专委会秘书长肖明松认为：1000万元的注册资金，是国家考虑防范企业经营风险时的必要手段，这对大企业无所谓，但对一些中小公司则很难达到。而1万吨秸秆的年消耗量，需要相当规模的贮存场地，由此带来的火灾隐患，成本增加问题也是企业不得不考虑的事情。事实上，如果扩大鼓励面的话，三五千吨也是适用的。受制于这些现实难题，财政部的万吨补贴政策遭遇落地难。

而参与国家补贴政策制定的秦世平对此解释说，国家制订政策的初衷并不鼓励生物质能源企业因陋就简，遍地开花，而是鼓励企业专门从事生物质能源，培养骨干型企业，这就需要一定的物质基础。一万吨的厂子，固定资产就大概需要400万元，加上流动资金，1000万元并不算多。而万吨规模在能源化利用上，刚称得上有点规模，只要是同一个业主，生产点可以分散，如果规模太小，补贴监管成本也太高。对于补贴方式上，秦世平承认存在一定缺陷，整个机制缺乏能源主管部门、技术部门的参与。制度怎样更有利于监管，公平公开还有待于进一步完善。而该行业的快速发展，补贴政策功不可没，但不能因为出现一些问题，因噎废食，取消这个补贴政策，那将会对刚刚起步的生物质能源化利用产业造成重大的打击。因为国家补贴不仅仅是提供资金，还表明国家对该行业的支持态度，对企业和投资具有强力的引导作用。

除此之外，固定电价也是补贴的重要一块。生物质发电是0.75元/度，垃圾和沼气发电是0.65元/度。增值税实行即征即退，所得税按销售收入的90%来计算。袁振宏则指出政府鼓励生产，生产完了没有销路，这个产业还是发展不起来。所以生产者和用户两头都要鼓励，为企业开拓市场。产业发展了国家才有政策，反过来不给政策，企业也难有市场。

三难：布局不好要吃亏

到底企业要建多大产能的好？秦世平经常碰到有企业负责人向他请教。

“没有最好，只有最适合的，适合的就是最好的。比如苏南地区每人只有几分地，那就没法收，这些地方就没法建大厂，但东北垦区就比较适合建大型电厂，有条件上规模，成本才越低，效益才越高。一定要因地制宜。密集地区可以建气化发电，做成型燃料，不一定去建发电厂。”

肖明松也建议企业要多方考虑，合理布局，否则很容易陷入发展困局。建生物质能电厂首先要考虑可持续发展，原料分散，就需要分散性利用，要考虑水资源、电力、人文环境是不是可以支撑这个项目。

四难：成本价格难控

受耕作制度的限制，我国农村土地高度分散，从资源的收集储存运输带来很大不利因素，在后续的环节上会放大很多倍。“有些人认为收集半径的扩大就是多一个油钱，实际上运输工具、人力成本都不一样。”秦世平解释说，“装机容量3万千瓦的生物质电厂，一年大概需要25万-30万吨秸秆，按我国户均10亩耕地计算，需要大约20万农户来完成，那么收购时你要带秤，光开票都需要20万张。还要一个个装车，不能实现高效的机械化。”

肖明松也非常理解企业的苦楚。“生物质能源要依赖农业，资源掌握在老百姓手里，农民的市场意识很好，完全随行就市。如果收集半径过大，需要农民花费大量时间收集、运输，那农民就会要求按外出打工时计算人力成本，如此一来，企业为原料支出的成本就会大大提高。如果企业坚持不抬价，就可能造成企业吃不饱，缩量生产，影响经济效益。每度电原料成本如果超出一定范围，无论怎么发电都是赔钱。加上人工费用近年来的快速增加，成本成了扼住企业脖子的一道枷锁。”

“所以准备入行的企业首先要考虑的是原料资源的可获得性，如果不成熟千万不要贸然进入。”肖明松认为地方政府可以进行协调，比如利用示范效应，鼓励农民种植秸秆作物，做好企业加农户的结合，平衡好企业和农户之间的利益。

五难：技术投入小

“我国的生物质能源技术与国外有一定的差距，但目前的技术加上国家的补贴可以维持产业化经营。技术进步永无止境，国外的技术、设备成本太高并不一定适合我们，轿车科技水平高，但要是去农田就不如拖拉机。”秦世平笑着向记者打了个比方。科研部门每年都在做前端的研究，力度并不大。从实验室到田间再到工业企业的规模化生产，技术的创新需要一个较长的时间。企业可以一边生产一边进行探索。

“目前存在的问题是，有些研究成果与生产有些脱节，并没有转化为生产力，推向社会。”肖明松说，一方面技术部门因缺少资金，无法进行规模化生产，另一方面为了尽可能多地收回技术成本，企业有意拉长新技术向市场投放的周期。“但是，我们现在面临的是国际化的市场，如果抱着老的技术不放，一旦有新技术投放市场，企业始终面临着效率低下，最终难以维持。”

“生物质能源的技术投入还很小，从宏观方面来说，现有能源还没有用尽。垄断企业控制着部分能源的终端，也限制了中小企业的技术投入。中石油若投入生物质能源，生产乙醇汽油很容易，因为燃料乙醇按标准要求添加到汽油里形成乙醇汽油，整个产业链他们可以控制，别人加不进去。当大能源还能够持续的时候，就不会在生物质能源上下太大的力气。”此外，国际石油、煤炭，天然气价格有一个联动关系，当他们的价格逼近生物质能源的产品价格时，企业就会有更多的利润，当化石能源资源枯竭到一定程度的时候，生物质能源的优势就体现出来了。 1. 直接燃烧

生物质的直接燃烧和固化成型技术的研究开发主要着重于专用燃烧设备的设计和生物质成型物的应用。现已成功开发的成型技术按成型物形状主要分为大三类：以日本为代表开发的螺旋挤压生产棒状成型物技术，欧洲各国开发的活塞式挤压制的圆柱块状成型技术，以及美国开发研究的内压滚筒颗粒状成型技术和设备。

2. 生物质气化

生物质气化技术是将固体生物质置于气化炉内加热，同时通入空气、氧气或水蒸气，来产生品位较高的可燃气体。它的特点是气化率可达70%以上，热效率也可达85%。生物质气化生成的可燃气经过处理可用于合成、取暖、发电等不同用途，这对于生物质原料丰富的偏远山区意义十分重大，不仅能改变他们的生活质量，而且也能够提高用能效率，节约能源。

3. 液体生物燃料

由生物质制成的液体燃料叫做生物燃料。生物燃料主要包括生物乙醇、生物丁醇、生物柴油、生物甲醇等。虽然利用生物质制成液体燃料起步较早，但发展比较缓慢，由于受世界石油资源、价格、环保和全球气候变化的影响，20世纪70年代以来，许多国家日益重视生物燃料的发展，并取得了显著的成效。

4.沼气

沼气是各种有机物质在隔绝空气（还原）并且在适宜的温度、湿度条件下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。沼气的主要成分甲烷类似于天然气，是一种理想的气体燃料，它无色无味，与适量空气混合后即可燃烧。

1） 沼气的传统利用和综合利用技术

我国是世界上开发沼气较多的国家，最初主要是农村的户用沼气池，以解决秸秆焚烧和燃料供应不足的问题，后来的大中型沼气工程始于1936年，此后，大中型废水、养殖业污水、村镇生物质废弃物、城市垃圾沼气的建立扩宽了沼气的生产和使用范围。

自20世纪80年代以来，建立起的沼气发酵综合利用技术，以沼气为纽带，将物质多层次利用、能量合理流动的高效农业模式，已逐渐成为我国农村地区利用沼气技术促进可持续发展的有效方法。通过沼气发酵综合利用技术，沼气用于农户生活用能和农副产品生产加工，沼液用于饲料、生物农药、培养料液的生产，沼渣用于肥料的生产，我国北方推广的塑料大棚、沼气池、气禽畜舍和厕所相结合的“四位一体”沼气生态农业模式，中部地区以沼气为纽带的生态果园模式，南方建立的“猪-果”模式，以及其他地区因地制宜建立的“养殖-沼气”、“猪-沼-鱼”和“草-牛-沼”等模式，都是以农业为龙头，以沼气为纽带，对沼气、沼液、沼渣的多层次利用的生态农业模式。沼气发酵综合利用生态农业模式的建立使农村沼气和农业生态紧密结合，是改善农村环境卫生的有效措施，也是发展绿色种植业、养殖业的有效途径，已成为农村经济新的增长点。

2）沼气发电技术

沼气燃烧发电时随着大型沼气池建设和沼气综合利用的不断发展而出现的一项沼气利用技术，它将厌氧发酵处理产生的沼气用于发动机上，并装有综合发电装置，以产生电能和热能。沼气发电具有高效、节能、安全和环保等特点，是一种分布广泛且价廉的分布式能源。沼气发电在发达国家已收到广泛重视和积极推广。生物质能发电并网电量在西欧一些国家占能源总量的10%左右。

3） 沼气燃料电池技术

燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的装置。当源源不断地从外部向燃料电池供给燃料和氧化剂时，它可以连续发电。依据电解质的不同，燃料电池分为碱性燃料电池（AFC）、质子交换膜（PEMFC）、磷酸（PAFC）、溶融碳酸盐（MCFC）及固态氧化物（SOFC）等。

燃料电池能量转换效率高、洁净、无污染、噪声低，既可以集中供电，也适合分散供电，是21世纪最有竞争力的高效、清洁的发电方式之一，它在洁净煤炭燃料电站、电动汽车、移动电源、不间断电源、潜艇及空间电源等方面，有着广泛的应用前景和巨大的潜在市场。

5.生物制氢

氢气是一种清洁、高效的能源，有着广泛的工业用途，潜力巨大，来生物制氢究逐渐成为人们关注的热点，但将其他物质转化为氢并不容易。生物制氢过程可分为厌氧光合制氢和厌氧发酵制氢两大类。

6. 生物质发电技术

生物质发电技术是将生物质能源转化为电能的一种技术，主要包括农林废物发电、垃圾发电和沼气发电等。作为一种可再生能源，生物质能发电在国际上越来越受到重视，在我国也越来越受到政府的关注和民间的拥护。

生物质发电将废弃的农林剩余物收集、加工整理，形成商品，及防止秸秆在田间焚烧造成的环境污染，又改变了农村的村容村貌，是我国建设生态文明、实现可持续发展的能源战略选择之一。如果我国生物质能利用量达到5亿吨标准煤，就可解决目前我国能源消费量的20%以上，每年可减少排放二氧化碳中的碳量近3.5亿吨，二氧化硫、氮氧化物、烟尘减排量近2500万吨，将产生巨大的环境效益。尤为重要的是，我国的生物质能资源主要集中在农村，大力开发并利用农村丰富的生物质能资源，可促进农村生产发展，显著改善农村的村貌和居民生活条件，将对建设社会主义新农村产生积极而深远的影响。

7.原电池

通过化学反应时电子的转移制成原电池，产物和直接燃烧相同但是能量能充分利用。 脂肪燃料快艇（说明：本词条顶部图片即为脂肪燃料快艇）

新西兰业余航海家和环境保护家皮特·贝修恩宣布，他将驾驶以脂肪为动力的快艇“地球竞赛”号，进行一次环球航行。据悉，贝休恩将于2008年3月1日从西班牙的瓦伦西亚出发，开始全长约4.5万公里的环球航行。贝休恩表示，他打算挑战英国船只“有线和无线冒险”号于1998年创造的75天环球航行的世界纪录。

脂肪当燃料“地球竞赛”号被称为世界上最快的生态船，造价240万美元，融合多项高科技。“地球竞赛”号长约23.8米，形似一只展翅欲飞的天鹅。船身有三层外壳保护，内有两个功能先进的发动机，最高时速可达每小时40节（约74公里），即使航行在巨浪中，速度也不会减慢。

虽然动物脂肪种类丰富，但贝修恩计划只利用人类脂肪转化成的生物燃料作为“地球竞赛号”的动力来源，百分之百采用生物燃料完成一次环游世界的环保之旅。

为了能募集到足够的脂肪生物燃料，贝修恩身先士卒，主动躺到了手术台上。然而整形医生尽管做了很大努力，从他体内抽出的脂肪也只够制造100毫升的生物燃料。他的两名助手抽出的10升脂肪能够制成7升生物燃料，可供“地球竞赛”号航行15公里。

而皮特进行“绿色”环游世界之旅，以打破英国“有线和无线冒险者”号于1998年创造的75天环游世界的纪录，总共需要7万升的生物燃料，也就是说，皮特需要胖子志愿者们捐赠出大约7万公斤的脂肪。