深入浅出说能源(二)

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(全文字数:2108字,阅读完大约需要7分钟)

哥哥姐姐弟弟妹妹们,大家好,我是王同学。

接上篇。

01 | 第一次能源革命之后的生活

上篇我们说到,第一次能源革命让人类从原始社会进入到农业社会,在农业社会当中,我们使用的交通工具主要是马车或牛车,当然,中国也有四人或八人抬的轿子,那就再算上人力。我们可以运用的力量包括人力,畜力,风力,水力。人类使用的照明工具则是蜡烛或者灯芯草。

在薪柴时代,人类慢慢悠悠度过了上百万年的时光,直到18世纪后期,英国发生了第一次工业革命,煤炭逐渐代替了木柴和植物秸秆成为了人类的主要能源。

在说第一次工业革命之前,我们先来想一个问题,一般情况下,人类使用某一种能源的时候,渐渐会形成习惯,并形成与之相配套的一系列产业和周边用具。这种产业链是很难被代替掉的,那么是什么力量促使人们把能源从木柴转移到了煤炭上面。

能源上的转移最早出现在英国,如果想要找原因的话,就要回到那个时代去看一看他们的背景。在那时候木柴是最主要的能源,没有之一,因为它的热量比植物秸秆要高。

可是,要知道,木柴不光是能源,它还是建筑材料,当时的剧院,仓库,商船,战舰,码头都是用木柴建造的。仅仅一艘大型的英国海军战舰就要用掉5000棵橡树的木柴,英国还有数量比战舰多的多的商船,以及伦敦大量的建筑,到了冬季,人们还要大量的燃烧木柴取暖,随着人口的增长,伦敦周边地区的木柴很快就不够用了。基本的经济学原理告诉我们,商品的价格是由供求关系决定的,当供给跟不上的时候,这种产品的价格就会上涨。到了后来只有富人在冬天可以燃烧木柴取暖。

人类发现和知道煤炭可以产生热是很早的事情,甚至有上千年的历史。可是英格兰地区的人并不使用煤炭,即使英格兰地区有丰富的煤炭储量。这是因为,当时人们的观念认为木柴产生的烟是无毒的,对人无害的,甚至可以加固房屋建筑(这一点不知道他们怎么想的)。所以当年的建筑很少有烟囱,木柴燃烧的烟直接让它从窗户里飘出去就好。但是煤炭不一样,煤炭是碳氢化合物,里面往往还掺杂有硫等有毒物质,当然,当年的人并不知道王同学刚刚所说的这些化学知识,他们只是基于自己的日常生活经验,推测煤炭是不如木柴好的一种燃料。所以在大家都有木柴的时候,煤炭是不被人们认同的一种燃料,只有当木柴渐渐不够的时候,底层的穷人才开始燃烧煤炭,而上层的人继续使用木柴。

即使到了这个时候,煤炭仍然没有作为一种主要的能源被推广开,直到苏格兰詹姆斯一世接替伊丽莎白女王,到伦敦做了国王。苏格兰比英格兰更早面临木柴短缺的问题,他们很早就使用煤炭进行取暖,而且苏格兰的煤炭比英格兰地区的煤炭热值更高,含硫量更低,是更优质的煤炭,从这个时候开始,煤炭渐渐在英格兰上层社会也逐渐被接受。

02 | 第二次能源革命

后来,随着英国地区乡村工业的发展(主要是纺织业),以及英国采煤业的发展,人们对大型机械有越来越多的需求。煤炭的热量非常高,可以作为大型机械的动力来源。这个时候,一个英国的叫做瓦特的发明家改良了蒸汽机,一方面提升了效率,另一方面以煤炭作为主要燃料。瓦特改良蒸汽机的这一年是1776年,这一年是近代历史的起点。


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以煤炭作为燃料的瓦特蒸汽机的广泛使用使煤炭成为第二代主体能源。煤炭的大规模开采和利用被称为第二次能源革命。同时,瓦特万万没有想到自己改良的蒸汽机引爆了第一次工业革命。第二次能源革命叠加第一次工业革命,让人类社会进入了蒸汽时代,机械化大生产代替了原先的手工业生产,机械力代替了人力和畜力,工厂大规模制造代替了手工作坊,人类的社会形态也从农业社会进入了工业社会。

在瓦特蒸汽机的基础之上,又有更多重要的发明诞生,如珍妮纺织机,蒸汽机车,蒸汽轮船,他们分别在工业生产和交通方面开辟了人类的新格局,同时煤气灯作为更好的燃料点亮了黑夜。

到了20世纪初期,煤炭在能源当中的占比已经达到70%。蒸汽机非常好,但是它也有自己的缺点,蒸汽机十分笨重,效率又低,不久人类又发明了以石油产品为燃料的内燃机。


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同时,德国人奔驰和戴姆勒发明了汽车,汽车里面就装着二冲程汽油发动机。内燃机的发明和使用以及燃油汽车的快速发展,推动石油开采产业的发展和整个石化工业全链条的产生。

内燃机的使用引起全球能源结构的又一次变化,20世纪40年代以后,主要发达国家的能源消费中心从煤炭转向石油。20世纪60年代,石油超过煤炭,成为世界第一大能源全球能源进入石油时代。

说到化石能源,还有一个就是天然气,是的,天然气属于化石能源,也是碳氢化合物。早在19世纪初,英美两国就有天然气照明的商业行为。直到20世纪初,美国出现了天然气矿井并开始商业规模运作,天然气产业由此诞生。天然气工业严重滞后于石油工业,主要原因是气体管道运输安全问题,直到后来,弧焊法解决了这个问题。现在天然气在全球一次能源消费结构中,比重不断上升,之前举办世界杯的卡塔尔就是天然气出口大户。


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本来石油在三个化石能源当中占比是最高的,但是经历了20世纪七八十年代的两次石油危机之后,石油比重不断下降,天然气比重不断上升。煤炭比重也有所回升,目前来看这三者是三分天下。

未完。

自知,重基础,专心致志
王同学
2023.3.9

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