美国富兰克林发明了什么(富兰克林发明了什么乐器)

许多科幻电影,总把水资源当核心论点,去构造各种水资源匮乏后的末日景象,可见,水资源在人类文明中举足轻重的地位。

我是老K,最近迷上了对能源局势的信息挖掘,把目光聚焦在水能源上,用两期讲述国内外水能源利用的故事。

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水能源发展

水能的应用,不论是中国还是外国,都有悠久的历史,有趣的是,中国和外国,都统一成用水能驱动水车的用法,几乎都用来灌溉或当磨坊动力,如果不是工业革命的发展,或许很长一段时间,水能都只应用在这些小事上。

经历了工业革命时代后,蒸汽机越发难以满足日常生产生活的能量供应,人们开始对驱动能源,进行深层次的探讨发掘,需要这种能源具有优秀的精度、可控性和便利性。

于是电,出现在了被定好的历史轨道里,关于电的故事,我们简单过一下。

本杰明·富兰克林作为电的发现者,让电出现在物理学中,在后续研究上,丹麦物理学家奥斯特发现了,电流的磁感效应,而关键人物,电学之父迈克尔·法拉第,则被电磁感应效应所启发,认为电能生磁,那磁或许也能生电。

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经过10年研究,1831年,法拉第终于试验成功,揭示了电磁学的基本原理,电磁感应,从此,磁力发电被众多科学家深入研究。

1832年,法国的皮克希发明出一台手摇式发电机原型机,有人会问,这个跟本期的水能应用有什么关系,别急,另一个关键人物马上登场。

电力资源匮乏的19世纪,家用照明可以采用当时昂贵的电弧灯,但想要用电照明,只能靠家庭自身发电,一个叫威廉·阿姆斯特朗的英国实业家,开创性地利用了水能,配合手摇发电机发电。

威廉·阿姆斯特朗是一个浪漫,且富有创造力的实业家,他追求绝对的先进便利生活,与建筑师理查德·诺曼·肖,在罗斯伯里外的一座小山上,建造著名豪宅克拉格塞德,这座房子不仅以奢华而著名,更妙的是,威廉·阿姆斯特朗给房子配备了各种奇妙的发明。

如水力洗衣机、液压升降机等,为了给这些机器提供动力,他甚至在罗斯伯里地区修建了小型水坝,为机器提供动能。

真正的奇迹发生在1878年,或许是灵感突然造访威廉·阿姆斯特朗,他认为手摇发电机这样的天才发明,如果能跟源源不绝的水流配合,是否能将人力解放出来,不停止的发电。

他的想法很快被行动力证实,家里的弧光灯被水电系统点亮时,一些工业创造的灵感造访了世界。

1880年,在密歇根大急流水段,有了连续多年的商业型水力发电。

1882年,爱迪生在威斯康星州阿普尔顿建立水力发电系统,这被认为是世界上最早的水电站,属于整个世界的水电时代,也拉开帷幕。

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但老k也查到这样的资料,说明世界上第一个真正意义上的公共水电站,是1878年在法国建成的,故事与说明很少,只是在《水力发电工程》这本书上有简短的提及,所以我们不做过多的讨论。

水电的概念被整个世界放大后,短短数十年,世界水电发展一日千里,如果现在回头分析,水电能迅速风靡世界的原因,还是因为天然的资源优势。

相较于同期的火力发电,水电工程的建立可以因地制宜,在合适的环境建造对应规模的大坝,且水力发电成本更加低廉,不像火力发电,耗材量巨大、成本高,对环境的伤害十分巨大。

水电主要只针对水资源作为发电动能,而水资源是自然界存在的,免费大储量可再生能源,在合理的利用调配下,利用水资源发电,本身并不会产生污染物,可谓一本万利。

而在随后的世界电力发展中,水电发展也的确贡献了许多经典案例,拼凑完整世界电力的宏大拼图,例如曾经世界上最大的水电站,巴西伊普泰水电站,就向世界证明了水电发展的必要性。

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这座水电站自1971年动工,直到1984年竣工,耗时整整13年,更让人惊叹的是,这座水电站的金额花费,就已高达196亿美元,按照通胀以及货币汇率来计算,相当于如今的3100亿人民币,比三峡大坝的投资还多了近600亿。

如此大手笔的投入,足见当时对水电发展的重视,这座几乎等同用钱筑起的大坝,也拥有着极其恐怖的规模。

196米高,甩开了当时其他大规模水电站,而7919米的长度,让整座大坝的蓄水量达到1230万亿立方米,所造水库面积达到1350平方公里,这是什么概念?

等同于人工造一座超级大湖,能在世界上排得上名号的那种,这座如怪兽般庞大的水电站,在1994年,一度被美国土木工程师协会评为现代七大奇观之一。

自然,这座水电站出名并不是因为它的庞大体量,而是它本身作为水电站的发电量,放在世界标准上遥遥领先,甚至在2016年,这座服务了32年的老牌水电站,以14000兆瓦的装机容量,仍旧创造了年发电量约103.1万亿瓦时的世界纪录。

即便当时体量超过它的三峡大坝,都没有赶上,不过传奇的故事总有双面性,这座被载入史册的水电站也出现过纰漏。

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2009年,一场超强暴风雨摧毁了水电站的高压线,这直接导致巴西和巴拉圭大规模停电,甚至让巴拉圭全国停电约15分钟,超5000万人受停电影响,不得不感叹,这座巨型水电站,居然可以直接影响两个国家的供能。

仅是一点小小事故,就能让受益国陷入无电可用的困境,但这又是否从另一个角度说明,电力资源是所有国家的命脉,而水电发展对世界上所有国家来说,都是一个强有力的推动,也不是所有水电工程都能引导出一个好结局。

或许是时局或勘探时期的不够谨慎,也有大坝在建成后损害了当地的民生。

1959年意大利的瓦依昂大坝,虽然这座高度为262米的大坝,创造过全球最高大坝的世界纪录,由于建设环境的勘探问题,在建造时就使周围山体发生位移和裂缝,但追求结果的是建设团队,无良的让这件事被隐瞒了下来。

1969年,一场巨大的山体滑坡导致水库溃败,致使下游约2000人死亡,这事也使得后来许多国家在建设水电工程时,把环境勘探作为重中之重。同时,对水库的必要性作出审慎的考量,这也是为什么后来许多国家,即便建成大型水坝,也会因为多重现实矛盾对其进行冷处理,甚至是废弃。

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美国胡佛水坝就是一个典型的水电工程,与自然生态发展矛盾的例子,胡佛水坝本身就是一个伟大建筑。

1931年美国大萧条时开建的,由于动工期正好是共和党领袖胡佛任期,故而得名胡佛水坝,胡佛水坝是一座拱门式的,重力人造混凝土坝,具有创意地推动了大体积混凝土高坝筑坝技术。

水坝高221.4米,总库容达到了近350亿立方米,水电站装机容量为134万千瓦,荣获美国七大工程名号,但为什么说胡佛水坝是第一个,与自然生态发展矛盾的例子呢?

我们先来谈谈胡佛水坝的正面影响,作为一个巨型水坝,其优秀的发电功能自然不必多说,胡佛水坝建成后,起到蓄水作用,使谷深水急的科罗拉多河停止了奔腾咆哮,柔和稳定地成为了一条水动力输送河道。

加利福尼亚州亚利桑那州的沙漠地带,约70万公顷的土地,也获得了充足的灌溉水源,更妙的是,胡佛水坝还是赌城“拉斯维加斯之母”,由于建设大坝的工人们身处沙漠,缺少一切娱乐资源,只有在闲暇时赌博为乐。

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这项传统被保留下来,大坝建成后,当地也不再缺少水资源,内华达州政府索性带头来一票大的,干脆将当地赌博合法化,许多资本家就乘着大坝建成的东风,纷纷在这里建赌场,拉斯维加斯从此由一片沙漠上的不毛之地,发展成世界第一赌城。

那产生矛盾的负面是什么呢?

建立之初,水坝建设由政府出资,所以大坝被要求在4年半时间内完成,否则承包商将会面临每天3000美元巨额罚款,资本压迫下,承包商只能招揽大量廉价工人日夜不分的工作,虽然最终提前两年完成。

但高压驱动使得工人生存、工作环境恶劣,大坝建成时,有112名工人丧生,沦为资本豪赌下的牺牲品,而在人权压迫的负面情绪后,胡佛大坝造成的环境影响日益严重,即便是经济与农业发展也得到促进。

但对科罗拉多河三角洲流域的生态,也造成实打实的伤害,由于海水倒流,使得当地集水区,水的盐度提高,水源与土地含盐量超过正常水平后,动植物开始遭到灭顶之灾。

在科罗拉多河生活了200万年的弓背鲑濒临灭绝,这些环境问题凸显,让美国开始意识到,水坝的效益外溢如果不足以应对环境毁灭,那大坝是否值得继续运营,也正是这样的反思。

让美国动手拆毁了许多大坝,而曾经辉煌的胡佛大坝,也被推进了这个被拆毁话题的怪圈里,事物是在矛盾中发展,即便是水电工程有利也有弊,如果一个国家或地区的发展需要水电,那水电就有继续存在的价值。

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进入21世纪,全球都在面临可持续发展的问题,世界油价步步攀升,大气污染,气候变化的问题也越发尖锐,水电开发重新变成热门话题,而这次峰会和国际专题会议,成了世界水电开发推动的里程碑。

2004年8月26日至9月4日,在南非约翰内斯堡举行的可持续发展问题,世界首脑会议上,提出未来能源供应多样化,开发先进、更加洁净、效率更高,价格适宜和效益高的能源技术。

2004年10月,联合国水电与可持续发展研讨会,在北京成功召开,会议通过了《水电与可持续发展北京宣言》,肯定了水电在可持续发展中的战略重要性。

2008年11月,国际大坝委员会(ICOLD)、国际水电协会(IHA)、国际灌排委员会(ICID)、非洲联盟等六家国际组织,在法国巴黎发布了世界水电宣言,强调大坝和水电对于非洲可持续发展的重要作用,呼吁抓住水电发展机遇。  

2009年3月,在伊斯坦布尔举行的第五次世界水论坛,通过了部长宣言,在宣言中强调,考虑到能源、粮食安全,及消除贫困的任务艰巨性,需要充分进行水资源利用,以及水设备建设,以满足包括储水、灌溉、发电、航运、减灾等多重需求。

如今,世界发达国家的水电建设,处于高峰状态,而还有部分国家,仍旧处在山谷中,但水电建设的长久益处,却一定会让世界统一建设步调,充分利用水资源发电,建立起一个可持续发展的世界!

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