「发展」能源替代的驱动力——高效能源替代低效能源，电机也在其中

来源：百家号

纵观几千年历史，以煤炭使用为标志，人类进入工业社会不过近200年的时间，但是，这一时期人类社会面貌改变之大、之快前所未有，超过以往任何时代的总和。

能源替代是大势所趋，人类的能源使用史就是一部能源替代史。纵观能源升级换代的过程，有三大重要驱动因素：高效能源替代低效能源、清洁能源替代化石能源、经济能源替代昂贵能源。

其中，高效能源替代低效能源，是过去人类能源利用变革的基本驱动力。从我们的经验来看，这在今天和未来仍非常有效。人类利用能源就是摈弃低效追逐高效的过程。旧石器时期，人类学会了使用火，一举跨入了能源历史谱表的启年篇——薪柴时代。

进入农业社会，木材和薪柴仍是能源主体。这个时期人类也开始利用一些自然界的可再生能源，如用日光照明和光热干燥、取暖、海盐制造等；将水能转换为机械能，如水车、水轮泵和水磨等，提水灌溉和磨面；风能利用，如风车和帆船等。在漫长的数千年里，人类的能源结构没有多大变化。

然而，伴随着生产发展、人口增长，木材和薪柴能源逐渐不能满足经济社会发展的需要了，这一矛盾后来越发突出，人们开始将目光投向煤炭，尽管它又黑又脏且开采困难。19世纪发生在英国并席卷欧洲的工业革命，标志着煤炭已经成为工业的血液。

随着机器大工业的发展，煤炭越发重要。1846年，英国煤炭年产量达到4400万吨，成为欧洲乃至全世界第一大产煤国，英国处处可见工厂，庞大的厂房发出隆隆轰鸣。工业革命不仅对英国和欧洲产生巨大影响，也改变了世界的面貌。煤炭开启了人类利用化石能源的时代，在18、19世纪，煤成为人类社会的主要能源。

人类进入石油时代的叩门声，来自美国和俄国。1859年8月29日，美国人埃德温德雷克在宾夕法尼亚州泰斯维尔小镇打出了一口深21.69米的油井，这口井被美国称为“世界第一口现代油井”。不过俄国人却认为，谢苗诺夫1848年在里海阿普歇伦半岛开凿的油井才是世界第一口现代油井。不过没关系，无论这顶第一的帽子戴在谁的头上，他们都对开启石油时代做出了不起的贡献：德雷克的成就更快转化为大规模产业，谢苗诺夫则最早使用了井架钻井技术，在1861年建成了世界上第一座炼油厂。

石油时代的到来，催生了一系列副产物。19世纪末，用汽油作燃料的汽车、飞机，以及用柴油作燃料的内燃机火车和轮船相继出现，柴油还用于火力发电。石油逐渐超过煤炭成为20世纪的主要能源，到了20世纪60年代，全球石油的消费量超过煤炭。

之后，天然气的利用也开始逐渐进入人们的视野。与此同时，伴随着电磁感应的发现，人类利用电力的大门轰然开启。19世纪末直流发电机和火力发电厂相继诞生，电力也开始成为人类广泛使用的能源，使用电力进行生产和工作的电气化成为经济现代化的标志。

纵观几千年历史，以煤炭使用为标志，人类进入工业社会不过近200年的时间，但是，这一时期人类社会面貌改变之大、之快前所未有，超过以往任何时代的总和。一方面，工业生产更新换代，科学技术日新月异，另一方面，人类所使用的主体能源不断升级，能源结构发展变化极快。从煤炭到石油、天然气、电力，伴随数不清的技术革新，人类的能源利用和控制能力不断增长。能源变迁与人类发展，从第一块多米诺骨牌推倒之时，量变与质变就在两者之间加速交互推进。薪柴→煤炭→石油作为划时代意义上的主体能源更迭，核心的驱动力正是高效率能源替代低效率能源，高生产力替代低生产力颠扑不破的真理。

何为高效率，何为低效率？

直观来看，数量相同，能量不同，是高效率能源和低效率能源的区别之一。用一个参数来表示，高效和低效体现在单位质量的不同燃料完全燃烧后所释放热量的差异。比如，同样质量的煤炭热值比薪柴高，石油比煤炭高。

除了燃烧效率的高低，高效能源同样体现在，伴随着薪柴→煤炭→石油的演进，每一种主导能源所对应工业化生产方式效率水平的不断提高。这也意味着，高效能源的出现提供了支撑高水平生产方式所必需的能源规模和质量，高水平的生产方式客观要求与高效能源相匹配。

来源：百家号