能源
能源使用的歷史
人類的經濟和技術發展與能源的使用有著很密切關係。能源正朝向高能量密度的方向發展,例如人們從以往使用固態的煤,到現在逐漸轉變成使用液態的石油和氣態的天然氣等。
早在工業革命(18世紀)之前,我們的祖先就已經知道太陽和風是可以利用的能源了,而那時人類依賴的能源主要是人力和生物質能。大部分的工作均由勞動力手工完成,或者借助牲畜的力量,而生物質能(主要是木材)常用來取暖和烹飪。其他的能量來源,比如風車和水車在那時已經出現,但是這些應用形式所發揮的作用有限。
到19世紀中期,工業革命導致了能源使用方式的巨大改變,煤炭開始成為最主要的能量來源,煤炭最初用來推動蒸汽機做功,後來逐漸用於燃煤發電。
20世紀初期,雖然煤炭仍是最主要的能量來源,但是這種趨勢已經逐漸被能量密度更高的石油取代,這是人類能源使用方式的第二次重大改變。由煤到石油的改變,開創了內燃機和燃油輪船時代。隨著科學技術的日新月異,越來越多高效化石能源(比如說天然氣)和核能逐漸被人類開發使用。
預期21世紀能源使用形式將再次發生重大改變,由複雜的化石能源(如煤和石油),向簡單的化石能源(如天然氣) 作轉變。因為科技的進步,已有越來越多的能源被人類開發利用,例如:
- 生物技術(例如從海藻中提取生物燃料)將使生物燃料使用量不斷增長。
- 核能,特別是核聚變(太陽的能量來源也是通過核聚變產生的)能源實現商業化之後,將對人類能源的利用產生巨大影響。
- 氫能,主要用於燃料電池,它主要用於小型可携式能量產生裝置中。