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人类能源进化史

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发表于 2022-11-28 09:59:03 | 显示全部楼层 |阅读模式
1.来自太阳的馈赠



太阳崇拜

人类最早使用的能源就是太阳能,原始时期,人类所能获得的能源来源于太阳辐射所带来的光热,如今,也有很多能源依赖于从太阳能直接或间接转化而来,包括煤炭、石油、天然气等。
2.钻木取火,进入薪柴时代



火的使用使人类走上了与其他哺乳动物完全不同的道路

薪柴是人类掌握的第一代主题能源,人类学会钻木取火并保存火源时,就初步具备了自由支配自然资源的能力,恩格斯在评价火的作用时说:“磨擦生火第一次使人支配了一种自然力,从而最终把人同动物分开。”人类对火的运用,使人类可以在夜间视物,可以通过燃烧产生的热量获得熟制食品,火也同时被运用于煅烧矿石、冶炼金属、制造工具,这极大提升了当时人类的生存条件,使人类走向了与其他哺乳类动物完全不同的进化之路。
3.异军突起的煤炭时代



十九世纪的英国煤矿工人

煤炭,虽然人类早已认识,我国在2000多年前的春秋战国时期,就已经将煤炭作为燃料使用,但是由于在生产力水平低下的时期,人类对于煤炭的开采获取能力十分有限,对于深埋低下的煤炭束手无策。
直到1860年,在英国开始了人类历史的工业革命,后来以瓦特发明了改良的蒸汽机,从而大幅提升了人类的生产力水平,使能源结构发生第一次革命性变化从生物质能转向了矿物能源。随着蒸汽机的发明,机械力开始大规模代替人力,低热值的木材已经满足不了巨大的能源需求,煤炭以其高热值、分布广的优点成为全球第一大能源。这也随之带动了钢铁、铁路、军事等工业的迅速发展,大大促进了世界工业化进程,煤炭时代所推动的世界经济发展超过了以往数千年的时间。
19世纪以来,随着电磁感应现象的发现,世界由“蒸汽时代”跨入“电气时代”,内燃机的发明解决了长期困扰人类的动力不足问题,由蒸汽轮机作动力的发电机出现起,煤炭被转换成更加便于输送和利用的二次能源——电能。
4.全面爆发的石油时代



世界第一口油井

石油作为主力能源的崛起之路始于1854年,从木柴时代、煤炭时代到石油时代,人类利用能源的范围不断扩大,深度不断加深,随着美国宾夕法尼亚州打出了世界上第一口油井,石油工业由此发端,世界进入了“石油时代”。
19世纪末,人们发明了以汽油和柴油为燃料的内燃机。福特成功制造出世界第一辆量产汽车。这一时期起,石油以其更高热值、更易运输等特点,于20世纪60年代取代了煤炭第一能源的地位,成为第三代主体能源。
石油作为一种新兴燃料不仅直接带动了汽车、航空、航海、军工业、重型机械、化工等工业的发展,甚至影响着全球的金融业,人类社会也被飞速推进到现代文明时代。同时,化石燃料大量燃烧也引发了气候变暖、两极冰川融化、极端天气突增等一系列全球性危机。
5.石油时代即将落幕,清洁能源开始崛起
目前人类利用的能源除了煤炭和石油之外,还包括天然气、水能、风能、核能、太阳能、潮汐能、地热能等能源。
a.太阳能



摩洛哥noor complex太阳能发电厂

在众多新能源种类中,太阳能是最具代表性的新能源类型。其资源无限、简便易得、绿色清洁的特点使太阳能具有其他能源无法比拟的先天优势。而在过去十年间,太阳能技术和使用成本迅速下降,在不久的未来,太阳能在全球绝大部分地区将会成为最经济的能源来源。
b.核能



日本KASHWAZAKI-KARIWA核电站

核能,曾一度被看成是下一个能源时代的代表,人们开发核能的途径有两条:一是重元素的裂变,如铀的裂变;二是轻元素的聚变,如氘、氚、锂等。重元素的裂变技术,己得到实际性的应用;而轻元素聚变技术,也正在积极研究之中。可不论是重元素铀,还是轻元素氘、氚,在海洋中都有相当巨大的储藏量。但是由于出了切尔诺贝利和日本福岛核电站两次严重的核事故,人类对其的看法又趋于谨慎。
c.风能



海上风电

风能,分布广,无污染,可再生,取之不尽用之不竭;但密度低,不稳定且地区差异大,风力发电作为目前最有竞争力的战略新兴产业之一,正以不可估量的速度飞速发展。风电行业主要包括两类:陆上发电和海上发电。整体来看,海上风电相比陆上风电更为绿色环保且效用高。随着风电技术的与时并进,像是机组大型化、高塔筒和长叶片等技术趋势,风电行业步入成熟、稳定的工业化发展轨道只是时间问题。
d.氢能



氢能多元化应用

氢能,储量丰富,燃烧快,无毒害,发热值高;但制作成本高且不稳定,作为一种来源广泛、清洁低碳、应用场景丰富的二次能源,氢能有利于推动传统化石能源清洁高效利用和支撑可再生能源大规模发展。近年来,氢能及氢燃料电池产业逐步成为全球能源技术革命和未来能源绿色转型发展的重要方向。
e.水能



三峡水电站

水,大多被运用于水力发电,水力发电成本低、可连续再生、无污染,但分布受水文、气候、地貌等自然条件的限制大,容易被地形、气候等多方面的因素所影响;随着我国能源结构调整,对于清洁和可循环利用的水电需求量逐渐上升,水力发电量也逐渐上升。中国水电通过改革开放,已取得“世界水电看中国”的伟大成就。在“一带一路”建设的带动下,中国水电建设者在沿线国家建立起多个重要水利工程,如马来西亚巴贡水电站、苏丹麦洛维水电站、埃塞俄比亚泰克泽水电站等。中国水电人的身影,已经出现在世界上已建或在建众多大型水电站中;未来,中国水电人的足迹将遍布世界各地。
发展新能源必须依靠体制创新和技术进步,实行国际化能源战略,优先满足人民,尤其是贫困群众对能源的需求,做到最大限度地减少能源生产利用对环境和健康的影响,才有可能初步形成能源可持续发展的新机制。要从能源发展简单满足经济发展对能源的需求为目标,转向在满足需求的基础上重视环境效率的双重目标,实现经济、社会、环境的协调发展,体现以人为本,全面、协调、可持续的科学发展观。从注重能源供应保障,转向提高供应能力与提高用户的能源利用效率并重,而且把前者放在重要位置上,即把能源开发与节约并重,把节能放在首位。
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