传统能源行业

发表于 2023-1-9 20:17:50
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这是以收集和分配木柴为基础的能源传统行业,使用木柴做饭和取暖在较贫穷的国家尤为普遍。数百年来,人们的日常生活都需要某种形式的能量。原始人(约公元前100万年)用火来烹调食物,是人类发展的时期。能源工业可能诞生于我们的远古祖先首次发现他们可以用火取暖和烹饪食物的那一天。

林地作为能源
林地一直是建造房屋、车辆、船舶、家具、工具和机器以及为家庭供暖和做饭的重要资源。林地管理不善导致生产力低下,随着林地变得越来越偏远,伐木和运输木材变得不那么经济。在 13世纪的英国,石灰窑吞噬了惠灵顿森林中数百棵古老的橡树。到 1540 年代,制盐业被迫到很远的地方寻找加工炉中使用的木材。英国海军力量将这种短缺判断为对国家安全的威胁。当局试图对木材偷猎处以严厉的罚款,并禁止面包师、酿酒师和瓷砖制造商购买整船的木材。

严重的木材短缺在英国达到了国家危机的程度,迫使从波罗的海和北美进口昂贵的木材。原生草皮、泥炭、芦苇、金雀花和其他植物燃料根本无法提供足够的补充。

风能和水能
公元前 9 世纪,波斯发明了风车。这项技术创新是由于需要在缺乏持续供水的地区碾磨玉米而产生的。早期的风车使用直立轴而不是水平轴来固定叶片。该系统安装在一个垂直的土坯隧道内,带有烟道以吸风(类似于旋转门)。到 1137 年,通过风车利用风能的概念传到了英国和欧洲,在那里它经历了重大的变化,有了水平(而不是垂直)轴和水平旋转。依赖于气候的风能是太阳能的一种形式,一直不可靠且难以积累和储存。

罗马渡槽为水车提供了快速流动的水系统。到公元前 1 世纪,罗马人使用了高效的水平轴,其中水车将围绕水平轴的旋转运动转换为围绕垂直轴的运动;水从轮子下面流过,水的动能转动了轮子。牲畜和水力被用来转动磨石。基本的原始水车使用垂直轴,磨石直接安装在水轮轴上。在山区,水通过一个滑槽进入车轮。尽管功率输出很小(B300 W),但这种类型的水车在欧洲一直使用到中世纪晚期。

在 18 世纪末和 19 世纪初,水车的效率得到提高。英国工程师 John Smeaton,扩展了早期罗马水车的系统;发现当水通过滑槽输送到车轮顶部时会产生更多能量。上冲式水轮同时使用动能和势能,能够比下冲式水轮多利用 63% 的势能。对能源日益增长的需求加强了水车的使用。1870 年代,英国采矿工程师莱斯特·佩尔顿 (Lester Pelton) 在加利福尼亚的金矿工作时发现,如果将高压水射流引导到放置在其圆周周围的半球杯中,水轮可以变得更强大。这种可产生 500 马力 (HP) 的水轮设计在 20 年后被用于阿拉斯加的烂矿。

煤炭作为能源
多年来,随着人类变得越来越复杂,他们学会了如何燃烧煤炭以满足能源需求。煤炭供应充足,而且燃烧得很好。因此,煤炭生产商是能源行业的首批进入者之一。在中世纪,人们开始明白水可以用作能源。水力发电用于船舶和桥梁,后来第一批水利工程师开发了大型水轮,最终导致了水电大坝的建设。到 18 世纪,人类意识到蒸汽可以成为一种宝贵的燃料来源。蒸汽动力迅速传播,因为大多数蒸汽机都需要煤炭,而大多数地方的煤炭都很丰富。

人口增长和资源竞争一直是控制和使用能源的动力。在利用能源方面,发明是从以前的创新演变而来的,随着人口压力和资源可用性的变化而潮起潮落——需求塑造了历史。几千年来,社会依赖太阳能(以植物形式储存的辐射)、风(一种太阳能)、动物和人类能源、水和化石燃料提供的资源。机械化劳动的出现及其同步生产需求改变了以前适应季节性能源节奏的工人的生活。18 世纪初的技术创新导致民族国家的经济财富和社会政治权力大幅增长。

西欧和英国的持续增长通过勘探和贸易传播开来。对加勒比和美洲原始自然资源进行殖民和控制的竞争,加上印度支那、中东和地中海的帝国主义,改变了全球能源版图。

电力
能源行业发展了多个世纪,在一段时间内,我们的能源来源发生了变化,我们用来产生、分配和输送能源的技术也发生了巨大变化。在工业革命初期,煤炭和蒸汽是大多数工厂和工业用户的主要能源。19 世纪末电的发明开创了能源工业的新领域。全国开始兴建电厂,煤炭迅速成为发电厂的首选燃料来源,一直到21世纪仍是首选。

狩猎人(大约 10 万年前的欧洲)有了更多的食物,也烧木头取暖和做饭。

原始农业人(公元前 5000 年的新月沃地)种植庄稼并使用动物能源。

先进的农业人(公元 1400 年的东北欧)拥有用于取暖、水力、风力和动物运输的煤炭。

工业人(1875 年在英国)拥有蒸汽机。

技术人(1970年在美国)消耗23万大卡/天。

原始人(大约 100 万年前的东非)在不使用火的情况下,只能从他所吃的食物中获取能量(2000 大卡/天)。

生物质生产
生物质生产涉及使用垃圾或其他可再生资源(例如玉米或其他植物)来发电。当垃圾分解时,产生的甲烷被收集在管道中,然后燃烧产生电力。植物和木材可以像化石燃料一样直接燃烧产生能量,或加工成酒精。

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