浅析可再生能源的含义及应用

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可再生能源是指在自然界中可以不断再生,永续利用,对环境无害或危害极小的能源,下面我们一起来看看可再生能源的含义和运用解析。

可再生能源的含义及应用分析
众所周知,以煤代木和以油代煤分别是发生在第一次工业革命和第二次工业革命中的“能源革命”。煤和石油分别是第一次和第二次工业革命的关键,肯尼斯·波美拉茨、斯塔夫里、阿诺斯和克里斯蒂安等许多学者认为,英国之所以率先爆发工业革命,直接与它迅速完成了从木材到煤炭的能源转化,以及首次完成了使用大量煤炭燃料的蒸汽发电有关。第二次工业革命后半期,美国凭借其在石油资源方面的独特优势,率先应用了内燃机、石化等大量重要技术,单独领导了以石油、汽车和大规模生产时代为特征的第四波技术革命,这是美国在20世纪打败德国和英国,确立其世界霸主地位的重要原因。


为什么能源革命在前两次工业革命中发挥了如此重要的作用?19世纪中叶,美国第二代经济学家提出了“资本的能源生产率理论(这里应该理解为机械设备)”,解释了第一次工业革命中“能源革命”的意义。根据这一理论,劳动和资本在生产中提供的主要服务是“劳动力”,即推动工具做功的能量或动力。显然,工业资本可以以比体力劳动更廉价的方式生产能量或动力来(原创www.isoyu.com版权)推动机器做功,因为按照2021-09-27 的食物和燃料成本,人体是一个相对低效的能量转换器,蒸汽动力产生人均“劳动力”的成本低于依靠人本身的成本。机器和人的隐喻渗透到19世纪的美国经济理论中。
1852年,艾伦在《自然力学哲学》和《自然驱动力的来源和行为模式》一书中比较了使用马力和蒸汽动力(使用木材或煤作为燃料)作为工业动力的成本,并以生产这些不同食物和燃料所必需的土地面积作为比较的依据,揭示了英国工业革命中为什么会发生“能源革命”:用马生产一天的马力。利用蒸汽动力生产同样数量的能源,所需的木质燃料价格更便宜,但需要23亩土地;用煤生产一天马力的机械能只需要24美分,价格还不到用马的一半,没有土地面积约束。显然,马是注定要被淘汰的,这也是煤炭要取代木材作为蒸汽动力能源的经济原因。


美国学校所谓的能源就是现在的“能源”这个概念。当人力、牲畜、水、风是劳动工具的动力时,人们往往不把它们当作“能源”。其实和化石燃料一样,就是能源的来源。因此,帕申·史密斯认为,当经济上使用的能源从人类体力进步到生物动力、风力和蒸汽动力(当时电力和内燃机还没有出现)时,收入的增加主要体现在每个工人可以控制的能源生产能力的提高上。经济增长主要归功于人类能够更好地控制自然能源资源,而以燃料为动力的能源密集型资本是实现这一过程的基本途径。正如马克思所指出的,蒸汽织机的生产率比手动织机高十几倍的原因在于,人体肌肉作为动力源,被功率高十几倍、单位成本更低的蒸汽动力所取代。
根据马克思的工业革命理论,只要把人的体力作为动力来源,就不会有工业革命。蒸汽动力代替人力的基础在于织机革命,虽然蒸汽机早在17世纪就发明了,但并没有产生工业革命;正是因为人力、牲畜或水力无法带动机械织机运转,对能源革命提出了要求。正是这一要求使得蒸汽机革命成为迫切需要,这也是第一次工业革命后半期能源革命的根本原因。没有这场能源革命,工厂只能在河边建造,工业革命就无法在更大范围内进行,以蒸汽机和铁路为主导产业的第二波技术革命就不会发生。因此,“机床革命”与能源革命之间有着内在的联系,这一点被人们广泛理解。
在第二次工业革命之初,蒸汽机“无力”驱动重型机械运转,因为它需要一种能量密度更高、不受位置限制的动力源。起初,由于电气化的发展,19世纪末的美国工厂开始了用电动机代替工厂中需要储存大量煤的蒸汽机的热潮。但由于无法解决电能储存的问题,1900年后电动汽车(目前仍处于技术前沿)让位于内燃机驱动、燃油驱动的“汽车”。石油是汽车、石油化工、合成材料、内燃机等重化工业发展的基础。于是,在第三波技术革命的基础上,爆发了以石油、汽车、量产为特征的第四波技术革命。由于“资本的能源生产率”的决定性作用,第二次工业革命的“石油密集型”工业体系最终取代了第一次工业革命的“煤炭密集型”工业体系。


在第三次工业革命中,信息化和智能化是其核心。不管电脑,各种软件,互联网,便宜的微电子产品(电脑,手机等。),高速铁路,机器人,智能设备制造行业,只有电能才能驱动,电能的能量密度远高于石油。“电能密集型”第三次工业革命的智能工业系统最终将取代“石油密集型”第二次工业革命的重化工业系统,这也是计算机等机床革命对能源革命的要求。根据帕森·史密斯的理论,收入的增加是由每个工人可以操纵的能量强度决定的。石化能源日益枯竭、成本不断上升,已经不能满足发展中国家工业化的需要。随着技术的进步,太阳能和风能直接发电的成本最终会低于化石能源转化为电能的成本,前者取之不尽,用之不竭。