能源变革的前沿（能源超限战连载十）

（思进注：近日，因俄乌冲突，能源问题几乎每天刷屏，各类分析更是众说纷纭，注意到有些分析是事实的陈述、逻辑自洽；不过，好些判断则可能失之偏颇。恰好在近10年前由我策划，和庞忠甲先生合著的《能源超限战》（2016年06月01日出版）分析了能源问题的方方面面，特别是结论点出：“人与动物的差别不在于对工具的利用，更在于对能源的利用。一直以来，能源危机之说虚虚实实。石油和矿物燃料告罄有日，而新能源尤其是非常规油气资源的发展，却使得当代能源危机成为一个伪命题”……现在看来毫不过时，那就从07月06日开始，特选摘其中部分内容，和大家分享……）

（接上）在英国煤铁大发展的背景下，杰出的发明家詹姆斯.瓦特（James Watt，1736–1819）1776年研制成功了适宜大量生产的往复式蒸汽机。伴随蒸汽机的发明和应用，从英格兰中部地区开始，一系列技术革新使得很多依赖人力与手工完成的工作被机械化生产取代，随后向整个英国乃至欧洲大陆传播，标志着工业革命的开始。19世纪传至北美，后来传播到了世界各国。

詹姆斯·瓦特

19世纪初，采矿工业、冶金工业和纺织工业的发展引起对新型运输工具的强烈需要。英国锅炉工出身的工人工程师乔治·斯蒂文逊（George Stephenson, 1781－1848）于1825年发明了蒸汽铁路机车，顿时成为英国交通业的宠儿，并且在全球范围启动了一场运输机械革命。

能源危机把一个以木柴和水利为基础的英国，变成了以煤炭和铁为基础的英国。而英国在热能和机械能领域的决然转轨，不仅进一步改变了英国，而且完全改变了世界。

这是人类史上的第一次产业革命（又称工业革命），彻底改变了传统生产方式，使得机器生产代替了手工劳动，工厂取代手工工场。其标志性技术是纺织、化工、钢铁、冶炼、机械制造等领域。

这场工业革命不仅是一次技术改革，更是一场深刻的社会变革，为新生的资本主义制度奠定了坚实的物质基础，从此人类社会由农业文明转进工业文明时期，对人类社会的演进产生了空前深刻、巨大的影响，具有划时代的历史意义。

工业革命也为英国提供了历史机遇，利用工业化先发优势，确立了“世界工厂”的地位，并且引领世界开始了人类史上第一次全球化运动；给人类带来了进步和幸福，同时也使人类面临新的矛盾和挑战。

正如《全球通史》作者斯塔夫里阿诺斯（Leften Stavros Stavrianos，1913－2004）所说，在意大利等国衰落之后，只有“法国和英国为可能的领导者”，英国胜出是因为“它早已在基本的采煤工业和炼铁工业领先”。

表面看来，工业革命是从手工业工场过渡到采用机械动力的工厂化大生产制度的过程，但从实质上看，工业革命则是人类从简单地利用能源，到通过复杂的机械将能源转化为机械能，取代手工操作的转变过程，因此，能源技术革命是工业革命的基础。事实上，世界上每一次利用能源方法的重大改进，都带动着生产技术的变革，甚至引起整个社会生产方式的革命。

蒸汽机的应用，极大地提高了纺织业的效率和产量；造就了载重量上千吨的火车、上万吨的大型轮船，大大提高了运输的效率；大大降低了矿山开采的劳动强度；在金属冶炼上，得以广泛使用大型鼓风机，可以炼出更多高质量的钢铁和其它金属制品；在机械制造上，可以造出更庞大、更复杂、更精密的设备，包括军用的威力强大的火炮、枪支，战舰，以利扩大征服世界的殖民化进程。

蒸汽机的发明不仅使社会对铁的需求大量增加，促进了冶金工业的发展，而且因为蒸汽动力用在鼓风炉上，使得冶炼工业能源从传统使用木炭转而改用煤炭，18世纪末出现的焦炭制造法和搅炼法炼铁技术也使煤炭的使用量大大增加，于是，近代的能源工业――煤炭工业开始在世界范围内广泛建立起来。到1861 年，英国的煤炭年产量已经超过五千万吨、钢铁产量380万吨，铁路总长超过一万公里。

从1770年到1840年的70 年中，英国工人的生产率平均提高20倍。

随着工业革命在英国和西方主要发达国家的普及和发展，蒸汽动力的缺点也暴露出来。为了产生足够的动力，就需要庞大的锅炉，因而设备非常笨重，蒸汽机的效率还很低，一般只有8%左右，能源消耗很大。

1859年在美国宾夕法尼亚州打出第一口油井以后，石油的大规模生产和使用不仅使得工业革命以更大规模地在全球推广，新的技术、新的发明创造也接踵而来，促成了内燃机、汽车、飞机等发明纷纷临世，改变了世界的生产模式、交通模式和生活方式。

1876年，德国发明家奥托（Nikolaus August Otto 1832—1891）制造出第一台以煤气为燃料的四冲程内燃机，成为颇受欢迎的小型动力机。1883年，德国工程师戴姆勒（Gottlieb Wilhelm Daimler，1834－1900）又制成以汽油为燃料的内燃机，可作为交通工具的发动机。接着，德国工程师狄塞尔（Rudolf Christian Karl Diesel，1858－1913）又于1897年发明了一种结构更加简单，燃料更加便宜的内燃机──柴油机，效率可高达40%以上，结构紧凑，体积小，重量轻的内燃机，可以应用到许多轻便运输工具中，这就使汽车和飞机的出现成为可能。（待续）

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