Энергия и цивилизация

Соотношение масса/мощность у двигателей внутреннего сгорания (сначала бензиновых, потом дизельных) упало на два порядка менее чем за 50 лет, после того как появились первые коммерческие образцы, горизонтальные движки на угольном газе, представленные в 1860-х. Это стремительное падение открыло дорогу механизации дорожного транспорта (легковые автомобили, автобусы, грузовики) и развитию авиации. Появившиеся в 1930 годах газовые турбины (как для стационарного использования, так и для самолетов) преодолели еще два порядка в том же направлении, сделав возможными высокоскоростные реактивные путешествия по воздуху, которые начались в 1957 году, а большой масштаб приобрели после появления широкофюзеляжных авиалайнеров («Боинг-747» в 1969 году). Одновременно газовые турбины стали ведущим средством чистой и гибкой генерации электричества.

Эффективность первичных движителей ограничена фундаментальными законами термодинамики. Технический прогресс сузил разрыв между наилучшей эффективностью и возможным максимумом. Эффективность паровых машин выросла с доли процента для двигателя Севери до более 40 % для больших турбогенераторов начала XXI века. Для турбогенераторов сейчас возможны только незначительные усовершенствования, работают ли они на пару или на воде, газовые турбины комбинированного цикла могут достичь эффективности 60 %. Схожим образом, лучшие камеры сгорания в данный момент функционируют близко к максимальной эффективности. И котлы на больших электростанциях, и домашние газовые котлы могут достигать эффективности до 97 %. По контрасту, повседневная эффективность двигателей внутреннего сгорания, первичных движителей с наибольшей агрегированной установленной мощностью, все еще очень низка. Двигатель у машины, за которой плохо ухаживают, часто работает всего лишь на треть от возможного максимума.

Улучшения в эффективности освещения выглядят еще более впечатляющими (примечание 7.2).