Energija ulja
Energija je temeljni kapacitet za obavljanje poslova. Ovlače ne samo osnovne ljudske potrebe - poput grijanja i kuhanja - već i vožnje tehnološkim napretkom, Ekonomski razvoj, i društvena složenost. Od vatrenog stvaranja ugljena, Od brodova pogoršanih vjetrovima do nuklearnih žila, Tip, gustina, i efikasnost izvora energije imaju direktno oblikovan ljudskim kapacitetima za transformaciju prirode, Poboljšajte produktivnost, i izgraditi složena društva. Bez kontinuirane opskrbe energijom i poboljšane efikasnosti, Ne bi bilo urbanizacije, Podjela rada, ili globalizacija. Razumijevanje energetske povijesti ključno je razumijevanja samog ljudske civilizacije.
Promjene upotrebe energije definiraju velike faze ljudske istorije. Zgrada na istoričaru E.A. Wrigleyev okvir i proširi ga u modernu eru, Energetske povijesti možemo podijeliti u tri glavna faza:
Ovaj dugi period oslanjao se na biomasu (drvo, slama), Životinjska snaga, i prirodne snage (vjetar, voda). Gustina energije bila je izuzetno niska (obično <0.5 W / m²), ograničavajući produktivnost, Rast stanovništva, i društvena složenost. Društva bile agrarne, mali, i ranjivi na granice okoliša. Slona i ekološkog naprezanja često slijede prekomjernu upotrebu drvenog goriva.
Obilježen izumom pare motora, Ova era je vidjela masovnu eksploataciju uglja, ulja, i prirodni gas. Sa visokom gustoćom energije (20-50 w / m² ili više), Fosilna goriva potisnula je industrijsku revoluciju, Globalna urbanizacija, i brzo ekonomsko širenje. Međutim, To je takođe dovelo do preglede, zagađenje, i klimatske promjene.
Društvo prelazi na čišćenje, nisko-ugljik, Obnovljivi energetski sustavi kao odgovor na iscrpljivanje resursa i klimu krize. Solarni, vjetar, nuklearan (posebno napredni reaktori), vodonik, a biomasa su ključni izvori. Cilj je blizu nula ili negativnog ciklusa ugljika, predstavljajući ne samo tehnički pomak, već temeljnu promjenu u modelu ljudskog razvoja - od ekstraktivnog do simbiotike. Ova tranzicija će redefinirati globalne industrije, Energetska geopolitika, i upravljanje.
Povijesno, Svaka promjena u energetskim paradigmima rezultat je dugoročne, Višestruki utjecaji, a ne iznenadna transformacija. Glavne pokretačke snage uključuju:
Inovacija je najpopularniji motor energetskih prijelaza. Od poboljšanih parni motora i motora sa unutrašnjim sagorevanjem do fotonaponskih ćelija visoko efikasnosti, Vetarske turbine velike razmjere, i potencijalno nuklearna fuzija u budućnosti, Tehnološka napretka nisu samo povećala efikasnost vađenja i konverzije energije, već su otvorile i potpuno nove avenije za upotrebu energije. Resursi koji su nekad bili nepraktični ili neefikasni postali su ekonomski održivi.
Ograničenja ili prijetnje iscrpljenosti tradicionalnih izvora energije pokrenule su čovječanstvo da traže alternative. Na primjer, U 18. veku, Brzo rastuća potražnja za drvetom u Britaniji premašila je održivu opskrbu šumama, Pokretanje "Drvene krize,"Koji je direktno stimulirao veliku rudarstvo i upotrebu uglja. Danas, Zabrinutost zbog "vršnog ulja" i konačne prirode fosilnih goriva značajni su globalni motivatori za pomak prema obnovljivoj energiji.
Kako se upotreba energije proširila, Njegov utjecaj na okoliš postao je sve vidljiviji. Teška zagađenje zraka u industrijskim gradovima - kao što su zloglasni London Smog, dovelo do poboljšanja u energetskoj strukturi i tehnologijama izgaranja u krajem 19. i početkom 20. veka. U 21. veku, Globalne klimatske promjene uzrokovane emisijama stakleničkih plinova iz fosilnog sagorijevanja goriva postala je najpouzdaniji izazov čovječanstva, Poticanje zemalja za postavljanje ciljeva za smanjenje ugljika i ubrzati prijelaze zelene energije.
Kako tehnologije zrele i ekonomiju razmjera stupaju na snagu, Trošak obnovljive energije i dalje opada, što je sve više konkurentnije na globalnom energetskom tržištu. Na primjer, Posljednjih godina, Nivelizirani trošak električne energije (LCOHE) Za solarnu i vjetroelektranu je pala ispod novoizgrađene elektrane fosilnih goriva u mnogim regijama, pružajući snažan tržišni zamah za tranziciju energije.
Prekomjernost na određene izvore energije mogu predstavljati značajne nacionalne sigurnosne rizike. Globalne naftne krize pokazale su da su zemlje ovisne o uvezenim fosilnim gorivima ranjive na geopolitičku previranje. Razvoj različitih i lokaliziranih obnovljivih izvora energije povećavaju energetsku neovisnost i jača nacionalnu sigurnost.
Ovo dugo razdoblje obilježilo je izravnoj interakciji čovječanstva sa prirodnim silama. Pripitomljavanje vatre bila je najznačajnija revolucija rane energije. Dokazi iz Zhoukoudiana u blizini Pekinga ukazuje na to da su rani homo sapiens naučili da kontroliraju vatru 500,000 godina prije. Vatra je osiguravala toplinu za toplinu i kuhanje (uvelike poboljšavajući apsorpciju hranjivih sastojaka), korišten je za pravljenje alata (keramika, gašenje metala), obezbeđena rasvjeta, odbijaju divlje životinje, i pomogao u promjeni okoliša (Farming za usakanje i sagorijevanje). Međutim, rana upotreba požara bila je neefikasna, Sa značajnim gubitkom topline, i prikupljanje goriva (uglavnom drva za ogrjev) bio je intenzivan.
Uz porast poljoprivrednih civilizacija, Biomasa je postala dominantan izvor primarnog energije, računovodstvo za preko 90% potrošnje energije. Poljoprivredna proizvodnja se snažno oslanjala na ljudski i životinjski rad. Iako je ova povećana ovisnost o produktivnosti zemljišta, Također je istaknuo granice održive upotrebe zemljišta i sporog obnovljivosti drva, ograničavanjem razmjera društvenog razvoja. Nekoliko drevnih civilizacija, poput pokojnog rimskog carstva, pretrpio od nestašice za gorivo i degradaciju okoliša zbog prekomjernog krčenja šume, odražavajući inherentne ograničenja ere organskog energije.
Paralelno, Ljudi postepeno su iskoristili prirodne sile. Već 200 Bce, vjetrenjače vertikalne osi korištene su u Persiji za mljevenje i navodnjavanje, demonstrirajući ranu ljudsku domišljatost u korištenju energije vjetra. U dinastiju Han, Kina je široko usvojila čekiće za napajanje na vodu (Shuidui), postizanje hidrauličke efikasnosti otprilike 30%. Iako su ove upotrebe prirodne moći često bile specifične za regiju i mali, Položili su temelje za industrijsku eri Primjene prirodnih sila.
The first true “energy revolution” began with the large-scale use of coal. Sredinom 18. veka, Britanija je imala koristi od obilnih rezervi uglja i suočila se sa "drvenom krizom". Proboj u tehnologiji parne motora, Posebno poboljšanja James Watt u novoposluživani motor 1760-ih, Povećana toplotna efikasnost od oko 1% prevrnuti 5%, Dramatično smanjenje potrošnje uglja. To je omogućeno parni motori komercijalno primijenjeni u rudarstvu, tekstil, metalurgija, i druge industrije.
Parni motori sa ugljem pod uvjetom da su neviđene centralizovane i velike snage, Preobražavajući načine proizvodnje. Tvornice zamijenjene raspršene radionice, i proizvodnja mašina zamijenila je ručni rad, na taj način izazivajući prvu industrijsku revoluciju. Izlaz uglja u Britaniji je porastao od oko 3 milion tona u 1700 to 225 milion tona od 1900, Postati okosnica "radionice svijeta".
Visoka gustina i prevoz uglja uglja (u poređenju sa drvetom) proširio geografski opseg proizvodnih aktivnosti i omogućio nove transportne tehnologije poput željeznica i pare. Ovo je pomoglo demontiranje geografskih ograničenja, potaknuta globalna trgovina, i ubrzana urbanizacija. Jake pozitivne povratne petlje pojavilo se između unosa energije i ekonomske proizvodnje: Ugljen je pružio jeftinu moć → pojačana industrijska produktivnost → ekonomski rast → više ulaganja u energiju r&D i infrastruktura → Daljnja poboljšanja u energetskoj efikasnosti i pristupačnosti. Na primjer, Izlaz BDP-a po toni uglja porastao je od 1,2 £ u 1800 do 4,7 £ po 1900 (Istorijske vrijednosti valute), pokazujući kako se energetska efikasnost i ekonomski prosperitet pojačali.
20. stoljeće često se naziva "ulje vijeka" i "Starost elektrifikacije". Ulja, Sa svojom visokom energetskom gustoćom i jednostavnim transportom i profinjenjem, porastao je za istaknutost. Sazrevanje interne tehnologije motora sa izgaranjem, posebno njegova primjena u automobilima i zrakoplovima, bio je primarni pokretač uljanog nosača. Proizvodnja montažne linije Henry Forda izvršila je automobile pristupačne za obična domaćinstva, i globalna potrošnja ulja poravnala je od oko 190 milion barela u 1910 to 17 milijardu barela u 1970. Ovaj transformirani urbani dizajn, Obrasci mobilnosti, pa čak i geopolitička dinamika. Ulje ne služi samo kao gorivo - njegove nizvodne proizvode, poput plastike, gnojiva, i sintetička vlakna, postali osnovni u modernu industriju i svakodnevni život.
Istovremeno, Izjava se revolucija elektrifikacije. Kao čist, fleksibilan, lako se prenosi, i kontrolizirani obrazac za sekundarne energije, električna energija značajno poboljšana efikasnost i praktičnost upotrebe energije. U 1882, Thomas Edison izgradio je prvu svjetsku uličnu elektranu-Pearl Street Street Station u New Yorku - markiranjem rađanja moderne snage snage. Novi industrijski sektori napajani električnom energijom (E.g., Električni uređaji, Telekomunikacije), Revolucionirani život domaćinstva (E.g., Električna rasvjeta, Kućni aparati), i dramatično povećana produktivnost. Globalna generacija električne energije porasla je od oko 5 milijarda kWh u 1900 do otprilike 15 trillion kwh by 2000. Struja je postala najvažniji energetski nosač modernog društva, s generacijom u početku zasnovanim na uglju, ali postepeno uključuje hidroelektrane, ulja, i prirodni gas.
Do sredine 20. veka, Čovječanstvo je naučilo iskoristiti atomsku energiju. U 1954, Obninsk nuklearna elektrana u Sovjetskom Savezu postala je prva koja se povezuje s rešetkom, Označavanje ulaska nuklearne energije kao novi energetski oblik sa izuzetno visokom gustoćom. Nuklearna generacija ne proizvodi stakleničke plinove, Zahtijeva minimalno gorivo, i pruža stabilni izlaz. Uprkos krizama poput Černobila i Fukušime koja su izazvala javnu skepticizam i razvoju, Nuklearna energija ostala je glavni izvor bazi električne energije niskog ugljika, računovodstvo 10.4% globalne proizvodnje električne energije po 2020, i služi kao ključni izvor napajanja u zemljama poput Francuske.
Ovo vek energetske evolucije, sa neviđenom skalom i tempom, ima rast stanovništva, Ekonomski prosperitet, i tehnološki napredak. Još, Takođe je zasijao sjeme za buduće izazove.
Izuzetan uspjeh fosilnih goriva također je doveo do neizbježnih strukturnih kontradikcija i dileme u dubokom sjedenju:
Fosilna goriva su ostaci organske materije formirane kroz geološke procese prije stotina miliona godina i ne obnovljivi su resursi. Iako se novo dokazane rezerve neprestano dodaju, Ukupne rezerve su u konačnici konačne. Prema statistikama iz BP-a i drugih organizacija, po trenutnoj stopi potrošnje, Dokazane rezerve ulja, prirodni plin, i očekuje se da se ugljen traju 53, 54, i 132 godina, respektivno. Neravnomjerna distribucija ovih resursa znači i da je opskrba energijom visoko koncentrirana u nekoliko regija, što dovodi do potencijalnih rizika od poremećaja i nestabilnosti cijena.
Sagorijevanje fosilnih goriva primarni je uzrok oštrog povećanja koncentracija atmosferske gasove staklene bašte, uglavnom ugljični dioksid. Uzastopni izvještaji o procjeni IPCC-a istakli su da su kumulativne emisije od industrijske revolucije dovele do globalnog zagrijavanja, Pokretanje ekstremnih vremenskih prilika, Glacijalno topljenje, porast razine mora, i gubitak biološke raznolikosti, Između ostalih ozbiljnih ekoloških kriza. Između 2010 i 2019, Emisija CO₂ iz fosilnih goriva iz ukupno 340 milijardu tona, računovodstvo 31% ukupne emisije od industrijske revolucije. To ne predstavlja samo stabilnost ekosustava, već predstavlja i dugoročne rizike za ljudski opstanak i razvoj.
Visoka geografska koncentracija globalnih resursa nafte i gasa učinila je opskrbu energijom ključni faktor međunarodnih političkih borba i geopolitičkih sukoba. Istorijske energetske krize - poput onih u 1973 i 1979. - bili su usko povezani sa geopolitičkim događajima. Petrodollan sistem, organizacije poput OPEC-a, a kontrola glavnih ruta za transport energije svi su doprinijeli složenom geopolitičkom krajoliku, Izrada sigurnosti opskrbe energijom kritična strateška briga za nacije.
Zagađenje okoliša i opasnosti po zdravlje: Pored stakleničkih plinova, Sagorijevanje fosilnih goriva proizvodi velike količine zagađivača zraka, poput čestica, sumporni dioksid, i dušikov oksidi, koji predstavljaju ozbiljne prijetnje ljudskom zdravlju, uključujući respiratorne i kardiovaskularne bolesti. Resursi tla i vode mogu se zagađivati i za vrijeme rudarskog i transportnog procesa.
Naučno razumijevanje klimatskih promjena i dalje se produbljuje, i pojavio se široki konsenzus. Međuvladin panel o klimatskim promjenama (IPCC), posebno u svom posebnom izveštaju o globalnom zagrijavanju od 1,5 ° C, izdao je Stark upozorenja: Da biste ograničili porast globalne prosječne temperature na unutar 1,5 ° C iznad preindustrijskih nivoa i izbjegavajte najotkrivene posljedice klimatskih promjena, Globalna emisija stakleničkih plinova mora se smanjiti za oko 45% iz 2010 nivoi po 2030, i neto nula emisije (Neutralnost ugljika) mora se postići okolo 2050.
To znači da se dominacija fosilnih goriva mora brzo ukinuti u naredna dva do tri decenije, činiti način za nula- ili izvori energije sa niskim ugljikom. Vremenska linija je izuzetno uska, zahtijevajući neviđeni tempo i razmjera transformacije energetske sustava. Postizanje neutralnosti ugljika nije lak zadatak - zahtijeva zajedničke napore vlada, preduzeća, Istraživačke institucije, i javnost širom svijeta, zajedno sa koordiniranim inovacijama u politici, tehnologija, i tržišni mehanizmi. The brevity of this “transition window” constitutes both the defining feature and the most formidable challenge of today’s energy transition.
Osvrtanjem na istoriju upotrebe ljudske energije, Možemo izvući nekoliko vrijednih lekcija:
Tehnološka inovacija kao osnovni vozač: Proboj u parućim motorima, Motori sa unutrašnjim sagorijevanjem, a električni generatori bili su ključni za prošli energetski revolucije. Budući energetski prijelaz takođe uveliko zavisi od kontinuirano razvoja i komercijalizacije tehnologija kao što su obnovljiva energija, nuklearna energija, vodonik, i skladištenje energije.
Razvoj infrastrukture je presudan: Iz kanala i željezničkih mreža za transport uglja, na električne rešetke za prijenos snage, i budućim pametnim mrežama i vodoničnim cjevovodima, Izgradnja i nadogradnja infrastrukture je osnovna za omogućavanje velikog usvajanja novih izvora energije.
Smjernice za politiku je neophodna: Podrška državne politike, poput subvencija, Porezni poticaji, Cijene ugljika, i regulatorni standardi, je vitalno u ranim fazama tranzicije energije. Ovi alati pomažu ulaganja, Smanjite rizik od novih tehnologija, i njeguju tržišta u nastajanju.
Tranzicija energije je sistemski projekat: To uključuje ne samo promjene u proizvodnji energije, već i u prijenosu, distribucija, potrošnja, pa čak i šire ekonomske strukture. Ovo zahtijeva međusektorsko i međudržavne koordinacije.
Društveni prihvaćanje oblikuje tempo: Povijesno, širenje novih energetskih oblika često je praćen društvenom prilagodbom i realizacijom. Samo energetska tranzicija mora dati prioritet pravičnost kako bi se izbjeglo pogoršanje socijalnih nejednakosti i osigurati široku javnu podršku.
Sljedeći će vam članak reći o "Globalnom tranzicijskom putu i preoblikovanju sistema", Pratite ZMS kabl da vam donese više sadržaja.
As renewable energy continues to gain momentum, its future will be shaped not just by…
I. Introduction In a world facing the twin challenges of climate change and resource depletion,…
3. How to Choose the Right Cable for Agricultural Applications 3.1 Select Cable Type Based…
Driven by the global wave of agricultural modernization, agricultural production is rapidly transforming from traditional…
Kako se globalna rudarska industrija i dalje širi, mining cables have emerged as the critical…
Uvod: Važnost elektrotehnike i uloge ZMS kablovskog elektrotehnike, as…