2020年10月27日 星期二

《能源 ENERGY: A Human History》Richard Rhodes

大家在努力尋找能源做科研的時候,整個中國都在打仗被征服或是你打我打你。思想至今都還在黑暗時代也是正常。

神遊還沒有路燈的兩百年前也是蠻浪漫的,但滿地馬大便就沒有很嚮往。滿月會一定很滿意。路上隨手能撿到魚頭當光源。

看人口大爆炸真是恐怖,但要回到上世紀60年代那種戰後憂慮或希望不要治病不要能源不要糧食鼓勵大家病死餓死也不至於(是要像蟲爬滿地球才滿意嗎 - 對)

木頭到煤炭 蒸汽機的發明

1500 - 1600 倫敦人口多了四倍(5-20萬)1650(35萬),英國人口從325 - 407萬,開始缺木頭。
伊莉莎白時代(16世紀中)從英國中部開始燒煤炭。
James I 開始從蘇格蘭運乾淨煤炭到倫敦,大家開始燒炭。
1666 倫敦大火,燒掉整個城牆裡的舊區
1700 煤炭翻倍,達到近五十萬噸,倫敦空氣一團糟
“海煤”很快結束,開始需要地下炭坑,卻需要排出地下水。
挖竪井 Sinking 橫坑 adit(排水排毒氣)毒氣 damp,點火去毒氣,卻會爆炸
用馬垃機器抽水
1679 蒸汽鍋 
從內地運煤去河邊,運煤馬拉的木頭路
1729 馬車軌用的鐵輪,隨即出現鐵軌
1740 蒸汽引擎,抽煤礦裡的水
1776 美國獨立
Watt 發明蒸汽機
開發運河
1803 英法開戰,大量送去前線的馬讓馬變得很貴,促進鐵路發展
英國人口 1700(六百萬) 1800(1050萬)
1806 美國棉花佔英國棉花一半


燈油的來源是亞麻、油菜、胡桃、魚肝,地中海沿岸則是工業用橄欖。
Curfew / covre le feu “遮蓋火光”

“因為腐魚會發出微弱磷光,崔維西克和戴維發明安全油燈之前,乾燥的魚皮被試過在煤炭礦坑裡當作防爆照明。魚皮的光線太暗,無法用來挖礦,但亮度足以讓伊拉斯謨斯 達爾文在1754年愛丁堡的夜晚從醫學院走回家,途中他撿起一顆被丟棄的魚頭當燈光來看他的懷錶。"

1814 倫敦第一次點上煤氣燈
1806 到美國羅德島
1817 - 1850 抹香鯨頭頂上有作為燈光很好的鯨油(無味,家用商業用),捕鯨的黃金年代(726艘船,23萬3千噸)
1850+ 大王松的松脂
1850 煤油(Alberta省的油砂 - 沙子、瀝青、油砂 - 面積比英國還大)
1859 賓州挖出油井
1861 南北戰爭,對酒精抽稅,以致石油市佔率變高;捕鯨船被邦聯海軍摧毀和逮捕(65艘),戰爭過後,捕鯨業也沒有恢復,1871只剩40艘。鯨油變成高級潤滑劑,直到1960被jojoba油和合成潤滑油取代;鯨骨做胸衣支架、傘骨和今天用鐵和塑膠替代的東西。

十九世紀,水、油、瓦斯像動物一樣作為“野生”,到哪裡誰發現就是誰的。The rule of capture, 造成“公地悲劇”,因為大家都儘量取用浪費

1816 印尼火山爆發,全球沒有夏天,馬和歐洲20萬人餓死

電力

1752 Benjamin Franklin 用鐵湯匙接著風箏,從雷電那裡把電儲入萊頓瓶(荷蘭萊頓發現)

“賈法尼 Luigi Galvani 1792年的報告和伏特 Alessandro Volta 的最終回應間隔了幾年,歐洲科學界對進一步實驗與報告又辯論了幾年。拿破崙在1796年入侵義大利,要求公職人員宣誓效忠,包括賈法尼。賈法尼是虔誠的基督徒,因為誓詞要求他承認無神論而拒絕。他失去了職位與收入,在1798年貧困而死。伏特唸了拿破崙的誓詞,然後繼續研究。1799年,他發明了反證的終極儀器,並在1800年3月20日寫給倫敦皇家學會的信中,向世人介紹。”

1837 電報
1876 點火
1877 留聲機
1879 電燈
1880 歐洲有幾個交流電 intercity 電力系統 傳輸系統1886(Cerchi to Rome)
1881 Hiram Maxim 在巴黎博覽會畫出機關槍設計圖

1887 - 1896 電流大戰,愛迪生的直流電和西武的交流電
1895 年 尼加拉瓜瀑布發電廠開始運作,佔了美國10%的電

1900 曼哈頓,180人,13萬匹馬,1830 公共馬車能坐12-28位乘客

從南美來的鳥糞石,把馬鈴薯晚疫黴菌從秘魯傳到愛爾蘭,八百萬人口的貧窮國家主食腐爛,發生馬鈴薯飢荒的1845到1860年間,一百多萬人死於饑荒,另外150萬移民,大都前往美國。鳥糞食船從秘魯夾帶黴菌進來,可能是帶上岸當作船員糧食的馬鈴薯被感染所致。

動物糞肥從此變為工業化學肥料,各大城市的馬糞從此變成昂貴的廢物。
倫敦 1860 三百萬人 1900 七百萬人

大眾交通從馬開始變成電車

美國木頭消耗的巔峰是1870(70%)1900是煤炭(70%)
1879 匹茲堡主要用天然氣,是煤氣的競爭對手

汽車

1896 前西屋工程師福特在底特律家後院做出第一部車
剛開始就有電動車,但輸給汽車的緣故可能是當時不普及的基礎建設。
1914蒸汽車也因為口蹄疫讓公用水槽取消而消失
1914美國已有一百七十多萬輛汽車,1912汽車超越馬匹,後者在1920後消失
原本主要為馬匹提供糧草的農民變窮了
1906聯邦政府廢除酒精税,動力酒精重新回到市場,福特的 Model T到1931年還可以選擇用汽油還是酒精行駛。但拿來做酒精的玉米作為動物飼料收益較高。1920年禁酒令又讓實驗變得困難。

1921 成功研究出加鉛可以做出不會爆震的汽油,但 Dupond 工人大量鉛中毒令人擔憂。然而1960年代美國90%汽油有鉛。

1932 Saudi Arabia 建國。1933五月底談判結束,Socal獲得獨家探勘東部的權利、生產和出口權60年。免稅,只要五千英鎊的租金,用黃金支付,一桶原油四先令黃金。

1914第一次世界大戰,美國宣布中立,德國採取無限潛艇戰,1198位乘客中有一百位美國人。美國在1917加入同盟。扣押在紐約港邊的27艘德國船。焊接技術變強。焊接讓天然氣等管線問題解決。1927-36有29個美國城市改用天然氣。天然氣的溫室氣體(甲烷)比二氧化碳強三十倍。

建德州到東北油管。戰後改為運送天然氣。1950年,煤炭、石油、天然氣瓜分市場。

核能

1942年12月2日,諾貝爾獎得主,義大利難民 Enrico Fermi 啟動第一次核分裂連鎖反應。

92號最後天然元素,鈾
鈾235:原子核 92質子+143中子

1946《原子能法案》
1953 艾森豪 Atom for Peace
1954 第一艘核潛艇
1953 Hyman Rickover 決定把燃料形式從鈾金屬改為二氧化鈾(減少核武擴散風險)
1954 開始在 Ohio 碼頭市蓋核電廠
1957 Spuntnik / 核電廠(不像英國和蘇聯電廠產核武用的鈽)

毒霧

1948 賓州匹茲堡南方小鎮大量氟中毒,美國鋼鐵公司
1953 倫敦,三千多人死於二氧化硫,1956《清淨空氣法案》

LA Smog:汽車、煉油廠、發電廠、鋼鐵廠
1970 Nixon 創立環境保護局,立《清淨空氣法案》

風力、太陽能發電

1928 第一個風力發電公司 Marcellus and Joe Jacobs,風力今日佔 0.2%
1950 太陽能發電,但成本太高。73-74 太平洋石油禁運促進發展 Solarex 

核能恐懼

1962 Richel Carson’s Silent Spring 環保運動的產生
1954 Harrison Brown 《The Challenge of Man's Future》人類未來的挑戰

Hermann Muller LNT(線型無門檻) 主張低輻射也會讓人體造成遺傳性的傷害
1946 拿諾貝爾獎時,其實已知道 Curt Stern 和 Ernst Caspari 發現低劑量其實沒有影響
(果蠅暴露度 52.5R)

2016 核能佔美國20% 核能和太陽能產生的溫室氣體是百分之二到四的二氧化碳,天然氣發電廠是百分之四到五

車諾比爾是管治問題,福島是設計問題(備用柴油發電機 - 把冷水打進反應爐 - 應該在反應爐上方而非下方)福島驅散的人收到的輻射度也低。核廢料則可以儲存,未來一二代就可能可以想到再利用的方法。1979 賓州三哩島事件,爆炸被圍阻體擋住,沒傷害任何人。

Elaine Scarry《The Body in Pain: The Making and Unmaking of the World》

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