能源变革的历史,也是人类社会发展的历史。<br>来自太阳的馈赠<br>太阳是人类最原始的能量来源,原始时期,人类对能源的需求全部来自于太阳辐射所带来的光热。<br>远古时代的太阳崇拜<br>今天,众多主力能源仍是对太阳能的直接或间接转换,包括煤炭、石油、天然气等。<br>人类能源变革历程<br>漫长的薪柴时代<br>薪柴是人类第一代主体能源。火也是人类掌握的第一项技术,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。”<br>原始人类用火场景复原<br>人类学会用火之后,首先用于燃烧煮食和取暖并使人能在夜间活动。火也被用于煅烧矿石、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。<br>异军突起的煤炭时代<br>工业革命的兴起使煤炭时代开始于17世纪中叶。<br>工业化进程加速<br>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。<br>蒸汽机<br>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。<br>早期发电机<br>全面爆发的石油时代<br>石油作为主力能源的崛起之路始于1854年,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”。<br>十八世纪中期美国石油开发<br>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。<br>石油时代<br>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。<br>蓬勃发展的新能源时代<br>20世纪30年代以来,随
人们很早就认识了天然气。2000多年前,古人就开始用天然气煮盐。不过,这仅是对这种能源资源的初步利用。天然气作为一种高效的能源,有着比煤等其他燃料能源大得多的使用优势,因此在今天已得到广泛利用。<br>首先,天然气已成为当代许多火力发电厂的首选燃料。从20世纪80年代以来,全球用天然气发电的电量增长了约50%。其中,俄罗斯天然气发电占约40%,日本进口天然气发电占约70%;全球几十个国家都在竞相进口天然气,年消费量超过1亿吨,主要就是用于发电。这是因为天然气发电与燃煤电厂相比,每千瓦装机容量的建设费用可节省50%,建厂周期缩短30%,占地面积节约85%,电厂热效率高出25%,冷却水少用40%,发电成本节省15%,且操作灵活,调控方便,特别是对环境的污染大大减少。<br>天然气是许多火力发电厂的首选燃料<br>其次,天然气还是一种优质汽车燃料。它具有良好的抗爆性能,而且由于其本身是气态,与空气混合均匀,燃烧完全,不会结炭,可提高热效率10%以上。与使用汽油燃料相比,天然气燃烧后的一氧化碳排放量减少97%,碳氢化合物减少72%,氮氧化合物减少39%,二氧化碳减少24%,二氧化硫减少90%,苯、铅等粉尘减少100%,所以是一种低污染的汽车燃料。天然气尽管热值较汽油略低,但其价格却仅为汽油的2/3,而且由于燃烧完全,无结碳,无爆震,因此以天然气为燃料的汽车使用寿命大大延长,维修费用仅为汽油车的70%。使用天然气的汽车还有安全性好的优点,因为天然气相对密度较空气小(为0.58),一旦发生泄漏,会很快在空气中消散。而汽油则不易扩散,一遇火星易于着火燃烧。<br>天然气不仅是一种动力能源,也是重要的化工原料。