化石燃料和未来的流动性

W. Addy Majewski.

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抽象的:化石燃料,特别是油,促进了内燃机,使我们的文明所必需的其他技术能够导致全球人口和经济的前所未有的增长。然而,由于资源耗尽,化石燃料产生更昂贵的生产,他们对经济的有用率正在减少。很明显,我们的化石燃料文明面临着远离油和其他化石燃料的能源过渡。然而,在视线中没有替代方案可以提供与传统油的能量质量相当。

介绍

内燃机(ICE)是关键发明之一,使20年的文明快速增长TH.世纪[3754]。它被描述为一个原动机- 能够将其他形式的能量转化为适合人类使用的机械能。冰在很大程度上取代了更少的电力和效率 - 人工劳动力,家畜工作,水轮,风车和煤烧蒸汽发动机的早期主要搬运工。

内燃机的历史可以追溯到19的下半部分TH.世纪。1877年,Nikolaus Otto专利了他的四冲程'沉默的燃气发动机,该发动机是由Gottlieb Daimler等进一步开发的,以便在汽油上运行并用于乘用车。在1890年代,Rudolf Diesel收到了压缩点火发动机的专利[2859][2856]后来以他命名。由于其卓越的效率,柴油发动机逐渐取代了各种类型的机械中的蒸汽机。1923年,Benz&Cie。推出了世界上第一辆柴油卡车 - 一个五款,由四缸,45 HP @ 1000 rpm发动机提供动力。在同一时间,引入柴油发动机为第一个农业拖拉机提供动力。汽油和柴油发动机的使用迅速扩大,与石油工业的生长平行,该石油工业提供各自的液体烃燃料 - 汽油和柴油。

[照片]
图1。奔驰&CIE的汽车生产。,Mannheim-Luzenberg植物,大约1910年

(来源:戴姆勒)

燃烧发动机继续成为现代世界经济的主要推动力。社会依赖于冰动力乘用车作为基本运输方式 - 特别是在富裕的国家。但冰最重要的应用是重型车辆和机械。虽然可以想象一个公共交通,电动汽车和自行车满足个人交通需求的社会,但没有可行的技术解决方案,可以取代用于运输和分配商品的燃烧发动机,并推动各种类型的非载射机器。柴油车确保不间断地供应食品,消费品,材料,资源和军事用品。柴油建筑设备用于建造和维护各种建筑物和基础设施。燃烧发动机还有电力机械,用于生产食品,林业和测井设备,用于提取资源的采矿机器和船只。最后,通过向世界各地移动货物的通电,冰并通过向世界各地移动货物,使世界经济全球化。

化石燃料在我们文明中的重要性超越了运输 - 化石燃料对于几乎每个经济部门至关重要,以及塑造现代世界历史的强大力量[4913]。可以说是20的最重要的发明之一TH.世纪一直是Haber-Bosch的方法,以通过天然气蒸汽重整产生的环境氮和获得的氢气。商业NH.3.生产使用Haber-Bosch Synthesis于1913年在德国Ludwigshafen的巴斯夫开始。该过程持续用于制造合成肥料,即通过支持增加的食品生产 - 使世界上有20个人口的指数增长TH.世纪。化石燃料的许多其他用途 - 例如,石油和天然气被用作化学工业的原料,以产生一系列产品和材料,包括塑料 - 我们的工业文明中的主要材料(以及A.我们消费的生活方式的象征)。

通过丰富,成本低,优质的能量,经济促进,因为它以前从未拥有过,工业化社会已经扩大到涵盖了世界上大部分地区。然而,经济增长以成本为:地球上的自然生活的破坏,自然资源消耗,以及气候变化 - 后者效果与使用化石燃料直接相关。快进到21英石世纪,我们的化石燃料文明面临着最重要的变化 -能源过渡远离石油和其他化石燃料,将来的一些“可持续”能源。不用说,这种能源过渡将对未来的流动性产生重大影响。

在一些政府政策和主流媒体中反映的一个共同的叙述是未来的流动性主要依赖于电动动力,由“可再生”风和太阳能电力有源。能源转型已经开始 - 我们被告知 - 可再生电力取代化石燃料能源。根据一些政府政策,电动汽车(EV)的市场份额分别在10 - 30年内从约零到30-50%升至约30-50%。远离化石燃料的能源过渡将在不断增长的经济中进行,随着可再生能源和电动汽车行业推动的增长。

不幸的是,仔细审查,明确表明上述叙述基本基于一厢情愿。概述低碳全球能源系统的路径的场景已经显示出高度缺乏 - 它们不欣赏能源系统变换的规模和关键限制,以及许多假设和设想的技术选择对于技术是不现实的,BOB体育APP经济和/或生态原因[4453][4454]。对于初学者,目前的能源过渡过程的步伐,经过几十年的风力和太阳能的投资,这些可再生能源总能耗的贡献仍然微不足道。2017年,风提供了1.9%的全球主要能源供应,太阳能提供0.7%,化石燃料提供约85%的主要能量[3905]- 几十年来的百分比相对稳定。

从气候角度看问题的规模,据估计,为了防止气温上升超过2摄氏度,未来30年每天必须增加约1100兆瓦的可再生能源。然而,我们在全球范围内每天只增加了约151兆瓦的无碳电力。按照这个速度,能源系统的实质性转变不需要30年,而是将近4个世纪[3904]。这些计算甚至没有考虑到增加电动汽车使用产生的电力需求。

远离化石燃料的能源过渡为这一文明提供了重大挑战,人们希望通过基于理性分析和可行的移动技术的政策帮助。本文并不试图预测未来。这将是一项徒劳无功的运动,因为未来无法预测 - 它似乎总是涉及我们尚未考虑的发展。相反,以下部分讨论了许多重要概念,在评估新能源,车辆动力总成技术和未来的移动性政策时应考虑。这些概念包括:

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