探索新能源的历史
能源的历史和现状
人类需要不同种类的能源来生存、建设城市和运营工厂。烹饪和取暖需要热能,照明需要电能,一切都需要太阳能...可以说,没有能源,人类就无法生存,社会就无法发展。
“能”这个词是由德国科学家罗伯特·迈耶首先提出的。我们看不到能量,但我们可以通过热、光、电、运动感受到能量的存在。
人类能源利用的历史大致经历了三个能源时期:木柴、煤和石油。火的使用使人类第一次支配了一种自然力,从而将人类与动物界彻底分开。但当时人类还没有掌握将热能转化为机械能的技能,所以木柴还不能发电。从吃生肉喝血的原始社会到漫长的奴隶社会和封建社会,人力和畜力是生产的主要动力。风力和水力的使用使人类找到了一种可以替代人力和畜力的新能源。随着生产的发展,社会需要越来越多的热能和电能。而柴火、风力、水力提供的能量受到很多条件的限制,无法大规模利用。煤的发现提供了大量热能;风车和水车的生产积累了丰富的机械制造经验;于是,两者结合,蒸汽机出现了。蒸汽机的使用不仅奠定了各国工业化的基础,也开启了人类以化石燃料为动力的新纪元。
但是蒸汽机很重,效率很低,不能用在汽车、飞机等轻型交通工具上。人类在生产实践中发明了一种新的热机——内燃机。内燃机的使用引起了能源结构的一次次变化,石油进入了历史舞台。世界各国都依靠石油创造了经济发展的奇迹。
那么地球上有哪些能源,它们来自哪里?
地球上的能源根据来源可以分为三类。第一种是地球与其他天体相互作用形成的,比如潮汐能;第二类来自地球内部,如地热能、核能;第三类来自地球之外,主要是太阳能及其产生的能量,如煤炭、石油、天然气、生物质能、水能、风能、海洋热能等。
然而,随着人类文明的不断发展,社会对能源的需求不可阻挡地增加了。地球上的能源消耗正以惊人的速度增长。20世纪消耗的总能量几乎等于之前19世纪消耗能量的一半。人类过度开采和使用化石燃料、森林等自然资源,使得地球上的天然燃料能源储量急剧减少。而且由于石油、天然气、煤炭等化石燃料的大量使用,人类的生存环境受到了越来越严重的污染,导致酸雨和气候变暖。许多科学家认为,全球气温上升将给人类带来灾难性的后果。因此,合理开发和利用能源已经成为地球人类大家庭最重要的问题。人类必须认真地“计算”和“规划”各种可利用的能源,不仅要满足当前的需求,还要考虑长远的影响和发展,为子孙后代考虑丰衣足食,让地球人类大家庭的未来更加舒适美好。因此,一方面,人们研究如何合理、适度、高效地进一步开发和利用化石燃料、水电等常规能源(也称传统能源),如研究提高能源转换效率的途径、提高能源开发利用的途径等。,并着重从节流方面想办法、采取措施;另一方面,人们上天、入地、入海,到处寻找开源的途径,在不影响生态环境的前提下,探索廉价丰富的清洁新能源,如发展太阳能、地热能、核聚变能、海洋能等。就这样,一门边缘化的、综合性的科学技术——能源技术迅速形成并蓬勃发展。