Энергия и цивилизация

Примечание 7.2. Эффективность и отдача освещения

Свечи превращают в свет минимум 0,01 %, и не более 0,4 % химической энергии горящего воска, жира или парафина. Первые лампы Эдисона, в которых использовались овальные петли карбонизированной бумаги, прикрепленные платиновыми зажимами к платиновым проводам, пропущенным через стекло, давали 0,2 %, на порядок выше, чем свечи, но не больше, чем современные им газовые светильники (0,15-0,3 %). Осмиевая нить, появившаяся в 1898 году, превращала почти 0,6 % электрической энергии в свет. Эта величина выросла более чем вдвое после 1905 года, при свечении вольфрамовой нити в вакууме, и затем удвоилась еще раз после начала применения инертных газов в лампочках. В 1939 году первые лампы дневного света подняли эффективность выше 7 %, и показатель стал больше 10 % после Второй мировой войны (Smil 2006).

Но лучше всего можно оценить этот выигрыш в терминах световой отдачи. Это соотношение светового и лучевого потока (выраженного в люменах на ватт) показывает эффективность, с которой источник лучистой энергии производит видимый свет, и его максимум составляет 683 лм/Вт. Здесь приведены растущие показатели световой эффективности, все в лм/Вт (Rea 2000): свечи – 0,3; газовые светильники – 1–2; первые лампы накаливания – менее 5; современные лампы накаливания – 10–15; лампы дневного света – до 100. Натриевые лампы низкого давления в настоящий момент являются наиболее эффективным коммерческим источником света (с максимумом чуть выше 200 лм/Вт), но их желтоватый свет используется только для уличного освещения. Светодиоды, подходящие для внутреннего освещения, уже подобрались к 100 лм/Вт, и вскоре будут выдавать больше 150 лм/Вт (USDOE 2013).

Более мощные, более эффективные и более легкие механические первичные движители увеличили типичную скорость дальних путешествий более чем в десять раз и на суше, и на воде, и обеспечили возможность полетов (рис. 7.7). В 1800 году экипаж с запряженными лошадьми обычно двигался не быстрее 10 км/ч, а тяжелые грузовые фургоны – в два раза медленнее. В 2000 году движение на шоссе происходило со скоростями более 100 км/ч, а высокоскоростные пассажирские поезда достигали 300 км/ч, а иногда и больше; стандартная крейсерская скорость реактивных самолетов равна 880–920 км/ч на высоте примерно 11 км над землей. Рост скоростей сопровождался растущими показателями грузоподъемности и дальности в транспортировке как товаров, так и людей.