История энергетики Земли с 1800 года до первого «солнечного» двигателя (1860г)

В предыдущей статье был приведен краткий обзор истории энергетики Земли с 2000 года до нашей эры и до 1748 -го года. Продолжим.

Начало 19-го века

1800 — открытие процесса электролиза

«Английский ученый Уильям Николсон и сэр Энтони Карлисле обнаружили, что при подаче постоянного тока в воду происходит выделение водорода и газообразного кислорода. Позже данный процесс и был назван электролизом»

Обнаружение такого удивительного явления, как электролиз, стало значительным шагом в развитии водородной энергетики и водорода вообще в качестве топливного элемента.

(По данным Национальной Ассоциации Водорода, «История водорода». 2009 год)

1821 – Первая скважина по добыче природного газа просверлена на американской земле (США)

«В 1821 году первая газовая скважина с целью добычи природного газа была проделана Уильямом Хартом во Фредонии, США, штат Нью-Йорк.

После того, как на поверхности воды в устье реки Уильямом были замечены газовые пузыри, он проделал 27-футовую скважину с надеждой попробовать увеличить выход газа на поверхность. С тех пор, Харта называют даже «отцом природного газа» в США…

В течение всего 19-го столетия, природный газ использовался исключительно почти как источник освещения. Тогда не было трубопроводной инфраструктуры, транспортировка газа на дальние расстояния представлялась почти невыполнимой задачей, не говоря уже об использовании его для отопления домов и просто для приготовления пищи. В ту давнюю пору, большая часть природного газа извлекалась из угля, в качестве альтернативы добыванию его из скважин. Ближе к концу 19-го столетия, в связи с развитием электрификации, освещение при помощи природного газа стало заменяться электрическим»

(По материалам «Ассоциация Снабжения Природным Газом», «История», 2009 год)

1830 – уголь становится вместо древесины основным топливом для локомотивов поездов

Главный толчок к использованию угля случился в 1830 году, когда первый американский коммерческий локомотив под названием Tom Thumb («Мальчик с Пальчик») был выпущен на заводе. Это детище прогресса использовало уголь для работы, и в итоге довольно быстро практически каждый локомотив тех времен в США перевели на угольное топливо. Вот тогда-то индустрия угледобычи в США и стала приобретать свои очертания.

(Национальная Лаборатория Энергии и Технологий», в работе «История применения угля в США»)

1830 – первый кузнечный цех на угле введен в действие в Новой Англии

«В самом начале 1830-х годов … американская металлургическая индустрия все еще функционировала на древесном угле. Новая Англия все еще полагалась на поставки железа из Европы, металл еще не столь широко по объемам применялся в машиностроении, а пар все еще с большими трудностями использовался в паровых двигателях как источник энергии. Отставание в использовании энергии пара в металлургии привело к отставанию и трудностям почти во всех отраслях народного хозяйства, за исключением текстильной.»

Однако спустя 10 лет эта ситуация стала кардинально меняться. Настоящая революция в металлургии США началась в 1830-1840-х годах как раз за счет использования угля для производства кованого железа, а в 1840-х в восточной Пенсильвании плавильная печь была адаптирована к работе на угле. В эти же два десятилетия энергия пара стала интенсивно внедряться в промышленное производство США.

(Альфред Д. Чендлер, доктор наук, «Уголь и зачатки индустриальной Революции в Соединенных Штатах», Обзор истории бизнеса, лето 1972 г.)

1830 – смесь этанола становится популярным типом топлива для ламп в США, замещая постепенно жир китов

«За 30-40 лет до того, как нефть была обнаружена в Пенсильвании, ведущим видом топлива был камфен (тогда его просто называли «горючая жидкость»). Это была смесь высококонцентрированного этилового спирта с 20 или до 50% скипидара, чтобы придать пламени определенный цвет свечения плюс несколько капелек камфорного масла, чтобы приглушить все тот же запах скипидара. Алкоголь в камфене стал главным практически веществом для производителей, увеличились его продажи весьма значительно именно в качестве топлива (от 30% до 80% всех продаж алкоголя). Самый первый патент в США на использование алкоголя в качестве топлива для ламп освещения был выдан в 1834 году мистеру С. Кейси, ливанцу по крови из штата Мен.

В конце 1830-х различные смеси алкоголя с другими горючими субстанциями вытеснили с рынка необычайно дорогой жир китов на большей части территории США. А уже к 1860 году тысячи производителей поставили буквально на поток производство, по меньшей мере, 90 млн. галлонов алкоголя в год чисто для использования оного в лампах освещения».

(Билл Коварик, доктор наук, «Генри Форд, Чарльз Кеттеринг и топливо будущего», исторический обзор. Весна 1998г.)

Первая аккумуляторная батарея

1838 – создана первая аккумуляторная батарея на водороде с электролитом для выработки электроэнергии

«Уильям Роберт Гроув (1811-1896). Адвокат из Уэлша, который решил стать ученым, приобретает известность за развитие и улучшение батареи с жидким электролитом в 1838 году. «Батарея Гроува» — как ее иногда еще называли – состояла из платинового электрода, погруженного в азотную кислоту, и цинкового электрода в цинковых сульфатах. Сей аппарат производил 12 амперный постоянный ток мощностью 1,8 Вольт.

В 1800 г. британский ученый Уильям Николсон и Энтони Карлисле описали в своих работах процесс расщепления воды на водород и кислород. Но сведение воедино газов и воды для производства электричества, согласно Гроуву, стало «шагом вперед, которого раньше не могло быть». Гроув сообразил, что если собрать воедино несколько комплектов данных электродов в определенный цикл, то, таким образом, можно получить «эффект расщепления воды на составные ее химические элементы». Вскоре он смог осуществить этот «трюк» с аппаратом, который он назвал «газовой батареей» — первой аккумуляторной батареей с жидким электролитом.

(Смифсонианский Национальный Музей Американской Истории», «Истоки аккумуляторных батарей: 1840-1890 гг» .

1850 – ветряные мельницы становятся популярным механизмом для откачки и придания давления воде среди поселенцев на Западе и в среде строителей железнодорожных путей

«Ветер – как природная сила – стал важнейшим источником энергии в поселениях Запада. Эти простейшие насосные сооружения, работающие на энергии ветра, помогали выжить здесь первопроходцам. Что удивительно они все еще используется для этих целей ибо они являются самым лучшим «посредником» между силой Природы и человеком в пален получения энергии. Ветряные мельницы высвобождали подземные воды для полива засохших земель Запада (где влажность и так всегда почти невелика) тем самым создавая технологии освоения и улучшения качества и доступного количества пастбищ с травой для выращивания скота.

Несмотря на то, что это была окружающая среда Запада, которая и создала потребность в обновленной ветряной мельнице, механик из Коннектикута Дэниэл Хэлладей создал нечто гениальное для своего времени. В 1857-м году он создал усовершенствованную инновационную ветряную мельницу, основав затем фирму «Компания ветряных мельниц Хэлладея».

Первыми кто воспользовался продукцией предприимчивого Дэниэла стали строители железных дорог на Западе. Рука об руку со строительством трансконтинентальной железной дороги шли и ветряные мельницы, чтобы добывать воду для мощного «чрева» локомотивов с паровыми двигателями.

Миновали годы. Ветряные мельницы все больше расцвечивали пейзажи США, качая воду для людей и техники. Сейчас даже приблизительно невозможно оценить их количество в то время, но некоторые исследователи называют цифру в 6 млн. экземпляров, а то и больше!

(Роберт В. Райтер, доктор наук, «Энергия ветра в Америке. История», 1996г.)

1859 – Первая коммерческая нефтяная шахта пробита Эдвином Дрейком в Пенсильвании

Керосин потихоньку начинает заменять другие виды топлива в лампах освещения.

В середине второго десятилетия девятнадцатого века угольный газ стал замещать дорогой жир китов в лампах наружного освещения, как в частных домовладениях, так и в общественных местах. Но все равно, и этот вариант оказался далеким от идеального: для потребителей слишком дорого! Добывать и хранить его являлось довольно опасным занятием, потому что он выказывал свойства отравляющего вещества и, к тому же, взрывоопасного.

Абрахам Дженсер – канадский химик – обнаружил, как получать керосин из нефти в 1853 году. Керосин оказался гораздо лучшим выбором по многим параметрам.

В 1859 году И.Л. Дрейк…занимался поиском нефти в так называемой Нефтяной Бухте в Титусвилле, Пенсильвания. Но он отказался от идеи докопаться до нефти, а попробовал использовать сверление почвы машиной, которая приводилась в действие посредством парового двигателя.

Ему удалось продвинуться на 71 фут 29 августа 1859г., и с этого момента первый мощный нефтяной фонтан вырвался наружу. Начался бум нефтедобычи в Нефтяной Бухте. Он продлился 20 лет и за это время нефтяные фонтаны дали около 56 миллионов галлонов сырья, а керосиновые лампы получили широчайшее распространение. Бизнес по убою китов с целью получения их жира в качестве топлива для ламп начинает умирать и вскоре становится совсем малозначимым»

(Альфред В. Кросби, доктор наук. «Дети солнца: история неутолимого голода Человечества к различным видам энергии». 2006г)

Первый солнечный двигатель

1860 – разработана первая система использования солнечной энергии для производства пара для двигателей

Обеспокоенность ограниченностью эффективности привычных видов топлива (дерево, уголь, керосин) привела к тому, что изобретатель Аугустин Мошо (Augustine Mouchot) разработал систему использования энергии солнца для индустриальных нужд.

Мошо искренне верил, что энергия солнца способна заменить уголь, который необходимо сжигать для получения энергии и он полагал, что Солнце способно дать новый импульс промышленности Европы.

Мошо проводил исследования в области возможностей использования больших зеркал, и они привели его к идее создать первый мотор, работающий на энергии солнца. Мотор должен был нагреваться от концентрированного луча с изогнутых огромных зеркал, отражающих солнечный свет в одну точку и тем самым давать жар для работы двигателя.

(Джон Перлин, «Из космоса на Землю. История солнечной энергии», 1999 г.)

***

Михаил Берсенев, по материалам зарубежных сайтов

Продолжение смотрите здесь