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没有化石能源，还能重建文明吗？（拓展阅读）
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没有化石能源，还能重建文明吗？（拓展阅读）(第 3/3 页)
这样合成的“生炉煤气”是一种多才多艺的燃料：它可以储藏或经由管道运输，用于街灯或者供暖系统，也可以用于复杂的机械如内燃机。二战汽油短缺时期，世界各地有百万辆以上的木材气汽车保障了民间运输的运作。在占领时期的丹麦，有95以上的农机、卡车和渔船是由木材气驱动的。大约三公斤木材取决于它的干燥程度和密度内含的能量和一升汽油差不多，而气动力汽车的能耗单位是英里/每公斤木材而不是英里/每加仑。战时的气动力汽车大约每公斤木材能行驶15英里，今天的设计则在此基础上做了进一步的改进。
但其实，“木瓦斯”除了驱动汽车以外还大有可为。实际上它对于前述任何需要热能的制造过程都适用，比如给制造石灰水泥砖头的窑供能。木瓦斯的电机组可以轻松为农业和工业设备以及各种泵提供电力。在这一领域，瑞典和丹麦对于可持续森林和农业废料的利用居于世界领先水平，他们将这些能源用于运转电站里的蒸汽轮机。一旦蒸汽在“热电联供工厂”hp利用完毕，它就被输送到附近城镇和工厂用于供热，使这一hp电力工厂能够实现9o的能效。这种工厂展示了完全不再依赖化石能源的卓越工业前景。
但我们有多少木材可以用？
那么这算不算就解决了？我们能不能把新的社会重建在木材供能和可再生能源供电的基础上？也许，如果人口相当少的话。但是这里还有个难题。这些可替代选项的前提是幸存者们有能力建造高效的蒸汽涡轮、热电联供工厂和内燃机。我们当然知道怎么做这些东西，但是如果文明已经毁灭了，谁知道这些工艺知识会不会一同消失？如果连知识一起消失了，后人还有多少可能性能够重建它们呢？
在我们自己的历史中，蒸汽引擎的次成功应用是用于煤矿抽水。这是一个燃料十分充裕的环境，所以最初的设计虽然效率极低也没关系。不断增长的煤产量先用来融化铁原料，然后把铁塑造成型。铁制部件被用来制造更多的蒸汽引擎，最终用于掘矿藏或者驱动铸铁厂的鼓风炉。
而且，显然机械工厂也使用蒸汽机制造更多的蒸汽机。只有在蒸汽引擎造好投入使用之后，后续的工程师才能着手改进它的效率以及节能。人们其后研制出降低体积重量以及将它用于运输或工厂化生产的各种方法。换句话说，工业革命的核心存在一个正反馈循环：生产煤、铁和蒸汽机都是互相支撑的。
在一个没有现成煤矿的世界里，人们有可能根本没机会去测试那些铺张浪费的蒸汽机原型虽然这些原型随着时间推移会变得更成熟更高效。如果没有在更为简单的蒸汽引擎外燃机独立锅炉和气缸活塞的蒸汽机上一试身手，一个社会有多大的希望能够充分理解热力学、冶金技术以及机械力学，来制造更复杂、更精确有效的内燃机组件呢？
为了达到当代的技术高度，我们消耗了大量的能源，大概要重来一次也需要许多能源。没有了化石能源，就意味着我们未来的世界所需要的木材量多得吓人。
在像英国这样温和的气候下，一英亩的阔叶树每年可以生产四到五吨的生物燃料。如果培养生品种，比如柳树或芒草，产量可以达到四倍。最大化木材生产的诀窍，是使用“矮林作业法”：培养一些从自己的桩部长出基稍的树种，比如树或者柳树，它们在515年内就可以被再次砍伐。这可以保证持续的木材供应，而无需担心把周围的树砍光了造成能源危机。
但这就是麻烦所在了：矮林作业技术在前工业时代的英格兰已经展得相当成熟。它无法跟上社会快展的脚步。核心问题在于，树林就算管理得再好，也要与其他土地用途生冲突主要是农业用地。展的双重困境是，随着人口增长，人们需要更多的农场提供食物，也需要更多的木材提供能源，这两种需求争夺的是同一片土地。
在我们自己的历史上，事情是这样展的：从16世纪中期开始，英国通过大量开采煤矿来回应这一困境本质上是掘地底下古代森林的能源而无需降低农业产出。一英亩小树林一年生产的能量相当于51o吨煤，但后者可以直接从地里挖，比等待树林重新长成要快得多。
正是这个热能供给限制，将会成为没有化石能源的社会尝试工业化的最大问题。在我们的后启示录世界，或者在任何没能利用上化石能源的假想世界都是如此。一个社会没有这些条件而要实现工业化，就得把努力集中在特定的极为优越的自然环境上不是像18世纪英国那样遍地煤矿的岛屿，而是比如像斯堪的纳维亚或加拿大那样，既有快水流提供的水力能源，又有广阔的植被提供的可持续热能。
尽管如此，没有煤储备的工业革命，少说也还是非常困难的。今天我们对化石燃料的使用实际上在增长，对此忧虑的诸多理由人们已经太熟悉，不需要在此重复。走向低碳经济势在必行。但同时我们也应当知晓，这些积累起来的热能储备是怎样支持我们一步一步走到今天。如果从来没有它们，人们也许会采用一条艰难之路，使用可再生能源和可持续的生物燃料来缓慢推进机械化进程，最终或许也有可能成功但是也可能不行。我们最好希望我们自己文明的未来是乐观的，因为我们可能已经耗尽了任何后继社会步我们后尘所需的所有资源。
作者：1eisae11
没有化石能源，还能重建文明吗？（拓展阅读）(第 3/3 页)
这样合成的“生炉煤气”是一种多才多艺的燃料：它可以储藏或经由管道运输，用于街灯或者供暖系统，也可以用于复杂的机械如内燃机。二战汽油短缺时期，世界各地有百万辆以上的木材气汽车保障了民间运输的运作。在占领时期的丹麦，有95以上的农机、卡车和渔船是由木材气驱动的。大约三公斤木材取决于它的干燥程度和密度内含的能量和一升汽油差不多，而气动力汽车的能耗单位是英里/每公斤木材而不是英里/每加仑。战时的气动力汽车大约每公斤木材能行驶15英里，今天的设计则在此基础上做了进一步的改进。
但其实，“木瓦斯”除了驱动汽车以外还大有可为。实际上它对于前述任何需要热能的制造过程都适用，比如给制造石灰水泥砖头的窑供能。木瓦斯的电机组可以轻松为农业和工业设备以及各种泵提供电力。在这一领域，瑞典和丹麦对于可持续森林和农业废料的利用居于世界领先水平，他们将这些能源用于运转电站里的蒸汽轮机。一旦蒸汽在“热电联供工厂”hp利用完毕，它就被输送到附近城镇和工厂用于供热，使这一hp电力工厂能够实现9o的能效。这种工厂展示了完全不再依赖化石能源的卓越工业前景。
但我们有多少木材可以用？
那么这算不算就解决了？我们能不能把新的社会重建在木材供能和可再生能源供电的基础上？也许，如果人口相当少的话。但是这里还有个难题。这些可替代选项的前提是幸存者们有能力建造高效的蒸汽涡轮、热电联供工厂和内燃机。我们当然知道怎么做这些东西，但是如果文明已经毁灭了，谁知道这些工艺知识会不会一同消失？如果连知识一起消失了，后人还有多少可能性能够重建它们呢？
在我们自己的历史中，蒸汽引擎的次成功应用是用于煤矿抽水。这是一个燃料十分充裕的环境，所以最初的设计虽然效率极低也没关系。不断增长的煤产量先用来融化铁原料，然后把铁塑造成型。铁制部件被用来制造更多的蒸汽引擎，最终用于掘矿藏或者驱动铸铁厂的鼓风炉。
而且，显然机械工厂也使用蒸汽机制造更多的蒸汽机。只有在蒸汽引擎造好投入使用之后，后续的工程师才能着手改进它的效率以及节能。人们其后研制出降低体积重量以及将它用于运输或工厂化生产的各种方法。换句话说，工业革命的核心存在一个正反馈循环：生产煤、铁和蒸汽机都是互相支撑的。
在一个没有现成煤矿的世界里，人们有可能根本没机会去测试那些铺张浪费的蒸汽机原型虽然这些原型随着时间推移会变得更成熟更高效。如果没有在更为简单的蒸汽引擎外燃机独立锅炉和气缸活塞的蒸汽机上一试身手，一个社会有多大的希望能够充分理解热力学、冶金技术以及机械力学，来制造更复杂、更精确有效的内燃机组件呢？
为了达到当代的技术高度，我们消耗了大量的能源，大概要重来一次也需要许多能源。没有了化石能源，就意味着我们未来的世界所需要的木材量多得吓人。
在像英国这样温和的气候下，一英亩的阔叶树每年可以生产四到五吨的生物燃料。如果培养生品种，比如柳树或芒草，产量可以达到四倍。最大化木材生产的诀窍，是使用“矮林作业法”：培养一些从自己的桩部长出基稍的树种，比如树或者柳树，它们在515年内就可以被再次砍伐。这可以保证持续的木材供应，而无需担心把周围的树砍光了造成能源危机。
但这就是麻烦所在了：矮林作业技术在前工业时代的英格兰已经展得相当成熟。它无法跟上社会快展的脚步。核心问题在于，树林就算管理得再好，也要与其他土地用途生冲突主要是农业用地。展的双重困境是，随着人口增长，人们需要更多的农场提供食物，也需要更多的木材提供能源，这两种需求争夺的是同一片土地。
在我们自己的历史上，事情是这样展的：从16世纪中期开始，英国通过大量开采煤矿来回应这一困境本质上是掘地底下古代森林的能源而无需降低农业产出。一英亩小树林一年生产的能量相当于51o吨煤，但后者可以直接从地里挖，比等待树林重新长成要快得多。
正是这个热能供给限制，将会成为没有化石能源的社会尝试工业化的最大问题。在我们的后启示录世界，或者在任何没能利用上化石能源的假想世界都是如此。一个社会没有这些条件而要实现工业化，就得把努力集中在特定的极为优越的自然环境上不是像18世纪英国那样遍地煤矿的岛屿，而是比如像斯堪的纳维亚或加拿大那样，既有快水流提供的水力能源，又有广阔的植被提供的可持续热能。
尽管如此，没有煤储备的工业革命，少说也还是非常困难的。今天我们对化石燃料的使用实际上在增长，对此忧虑的诸多理由人们已经太熟悉，不需要在此重复。走向低碳经济势在必行。但同时我们也应当知晓，这些积累起来的热能储备是怎样支持我们一步一步走到今天。如果从来没有它们，人们也许会采用一条艰难之路，使用可再生能源和可持续的生物燃料来缓慢推进机械化进程，最终或许也有可能成功但是也可能不行。我们最好希望我们自己文明的未来是乐观的，因为我们可能已经耗尽了任何后继社会步我们后尘所需的所有资源。
作者：1eisae11
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