Техническую революцию произвело изобретение и внедрение паровой машины (чей примитивный прообраз – паровой насос – был запатентован 2 июля 1698 г. Томасом Севери), что позволило резко увеличить производительность труда. На начальном этапе паровая машина служила для превращения тепловой энергии нагретого пара в механическую энергию вращающегося колеса, от которого она передавалась на различные машины и механизмы, что со временем позволило внедрить фабричное производство. Отразилось это и на транспортной логистике – изобретенные паровозы и теплоходы в десятки раз сократили время перемещения людей и грузов по морю и суше. С изобретением паровой машины появился третий путь использования солнечной энергии для получения тепловой и механической. В этом случае средством такого преобразования выступали горючие природные ископаемые, которые запасали энергию Солнца на протяжении миллионов лет. Но только во второй половине XIX в. ископаемые ресурсы (в первую очередь уголь) стали основным источником энергии, что послужило началом первого этапа развития мировой энергетики.

Рис. 1.

Принципиальная схема парового насоса Томаса Севери

Источник изображения: © Morphart Creation / Shutterstock.

Первый этап развития мировой энергетики[3] длился около 70 лет – до разгара Великой депрессии (1929–1933 гг.). За этот период потребление энергии выросло в 4,3 раза – с 0,36 до 1,7 млн тонн нефтяного эквивалента (тнэ)[4] при утроении среднего по миру душевого производства энергии – с 0,29 до 0,8 тнэ/год.

В ходе первого этапа развития мировой энергетики произошли две технические революции.

Первая техническая революция была связана с изобретением паровой машины, что привело к замещению мускульной силы людей и животных углем в качестве источника энергии.

Вторая техническая революция определялась двумя ключевыми техническими прорывами:

1. Создание двигателя внутреннего сгорания, которое подорвало доминирование угля в мировом производстве энергоресурсов, дав импульс наступлению эры нефти[5] и тысячекратному росту децентрализованной (в том числе индивидуальной) мобильной энергетики;

2. Освоение технологий преобразования механической энергии в электрическую и обратно, а также способов и средств передачи электроэнергии. Электромашины и трансформаторы принципиально изменили энергетическую картину мира, позволив создавать централизованные энергосистемы, а также использовать все виды первичных энергоресурсов.

В ходе второго этапа развития мировой энергетики длительностью 45 лет производство энергоресурсов выросло в 4,1 раза (с 1,7 до 7 млн тнэ). Данный этап завершился около 1980 г. нефтяным кризисом. Это был период технологического «доминирования моторов». Доминирующим источником энергии выступала нефть, доля которой в совокупном объеме энергоресурсов увеличилась более чем в четыре раза – с 11 % до 47 %. Помимо широкого распространения двигателей внутреннего сгорания, началось активное внедрение и использование газовых турбин и реактивных двигателей, что сформировало спрос на новые виды топлива, такие, например, как авиационный керосин. Одновременно постоянное совершенствование газовых турбин привело к переходу с парового цикла на более эффективный парогазовый и способствовало созданию всей современной газотранспортной системы.

Третий этап развития мировой энергетики многие связывают с переходом от индустриального общества к постиндустриальному, и, в отличие от предыдущих, он не характеризовался взрывным ростом потребления энергетических ресурсов. Более того, в ходе данного этапа сформировались такие векторы развития, как энергоэффективность и энергосбережение.