读《能量与文明》

在某种程度人类发展史也是能量利用发展史。
1964年，苏联天文学家尼古拉·卡尔达肖夫首先提出构想，用掌握的能量来衡量宇宙间文明的先进程度。卡尔达肖夫将文明分成三个等级，1级文明能够使用所在行星所有可用的能量，2级文明能够利用所围绕的恒星所有的能量，3级文明能够利用它所处星系的所有能量。
按照这个逻辑目前地球的文明等级也就是0.7级左右。
目前为止，对人类社会对能力利用的最重要的标志其实只有两个：火和电。

促进现代社会发展是两次工业革命，第一次是蒸汽机的普及，第二次是电力的普及，两次工业革命，其实就是能量的革命。
在工业革命之前，火对人类有着巨大意义：因为使用火，人类可以吃熟食了，这个改变对人类的影响是深远的。
工业革命的蒸汽机，找到了用火持续提供动能的方式，可以说，第一次工业革命，就是用蒸汽机取代风车、水车、人力和畜力的革命，人类进入了崭新的蒸汽时代。
火还给人类提供了更多帮助。能量的存在形式有许多种，对于我们人类来说，最需要的能量有三种：光能、热能和动能。
一直到1850年，生物动力(牛、马等牲畜)依然占全世界原动力80%以上，但是到了1950年，这个数字就降到了10%以下。之所以会发生这样的变化，是因为人类终于找到了用火带来动能的方式，这就是大名鼎鼎的蒸汽机。

这本书告诉我们，评价一种能源好用不好用，主要看三个维度：能量的流动、能量的存储、能量的控制。

能量的流动

指的是不同能量之间可不可以转化，前边咱们提到，火可以产生热能、光能，有了蒸汽机之后，火也可以带来动能，能量的流动十分方便。相比之下，水、风、牲畜都没有办法变成光能，也不太容易变成热能。

能量的存储

比如说风的能量是没有办法存储的，水的能量可以通过修建蓄水池等水利工程存储，但是不方便移动，牲畜的能量可以通过食物的方式存储，只要有草地，你就能骑着马纵横天涯，因为有吃的，牲畜就能有源源不断的能量。
火的能量，则可以通过燃料来存储，木材、煤炭、石油、天然气，这些燃料就是存储的方式。在这方面，火和牲畜的得分最高。

能量的控制

风几乎是没法控制的，水的能量可以控制，但是往往需要比较大的工程；牲畜的能量控制起来更方便，两匹马拉不动的车，就用三匹马，不过，想要驯服牲畜，还是需要投入大量时间；火的能量怎么控制呢？简单来说，就是控制燃料的多与少，比如开，想要速度快一些，就猛踩油门，控制起来也很方便。在这方面，火的得分最高。

第二次工业革命人类又发现了比火更有优势的另一种能量形式，这就是电。
电和火相比，电又有巨大的优势。在能量的流动和控制方便，电的易用程度，都上了好几个台阶。
第一次工业革命，是用蒸汽机取代风车、水车、人力和畜力，
第二次工业革命，就是用电力取代蒸汽机。
但电有他的短板？就像是几百年前的人类不知道怎么把火转化为可控的动能一样，今天我们在使用电的时候，也发现一个难题，那就是没法大规模储存电。

科学家做过一个估算，按照目前的用电量，只需要 4 万平方公里的太阳能发电板，就足够全国人民的电了。 4万平方公里听起来挺吓人的，其实就是二百公里乘以二百公里这么大点地，还不到新疆面积的四十分之一，换句话说，从新疆的找这么块地方，就靠太阳晒，就能满足全国从工业到农业，外带上所有人冰箱空调洗衣机的用电需要。(中国沙漠总面积约 70 万平方千米，如果连同 50 多万平方千米的戈壁在内总面积为 128 万平方千米),位于新疆南部塔里木盆地中心 ，面积 35.73 万平方公里。这也是中国碳中和的方案。

这方面：发电技术中国领先，电力输送技术世界第一，接下来看对电的存储能力。看看国内这么多的电池厂商，我们也在领跑线上，至于技术上能不能取得领先，以及找到更好存储材料，未来路还很长。

启发

2050年要碳中和。新能源目前主力还是电，电的存储问题将是最大问题。也许谁找到好的电的存储方式，谁将引领这个时代。最近又听到可能解决电存储的方式现有的答案最好的是氢。这在某种程度就是电和火转换。能量流动和能量的存储以及能量的控制在很长时间能都是我们一直关注的领域。