温尼伯—美国总统巴拉克·奥巴马要在世界最大的经济体进行一场能源革命，目的将用可再生能源和“绿色”科技带入美国，乃至整个世界，以逐步减少对传统能源的依赖。这场革命给环境，战略和经济都能带来的好处，在环境上，减少了对碳释放化石能源的使用，从战略上来说，减少对政局不稳定国家的石油天然气的依赖，从经济的角度来看，可以创造数百万个薪酬较高的工作机会等。这些都是无可争议的事实，但未来可操作的可能性有多大呢？
在第一次人类文明的发源地中东和东亚，绝大多数初级能源在古代社会已经被使用。其他的能源资源也已经被使用了数千年，直到第一次工业革命之前，人们仅没有发现一种初级能源（在自然资源中蕴藏的能源）：重元素中的同位素，也就是核裂变能产生热量，产生的蒸汽来推动电力涡轮发电机，此类技术直到20世纪50年代才得以使用。
传统和现代对能源的使用的根本区别不在于是否使用更新或是更好的能源，而在于如何更加有效率，更经济，更加可靠以及更加方便地发明和大规模利用“初级能源”。利用发明的设备将初级能源转换成为机械动力，电能或是热能。根据利用初级能源的不同阶段，我们可以将历史分成几个时期
最长的时期（从第一批类人到对动物最初的驯化阶段）当然是人类自身的劳力，当时也是唯一可利用的能源。随后就是驯化后的动物的利用以及对利用驯化的动物来操作机械动能，例如帆船以及轮子的使用，这是对自然资源的最初使用。
经过数百万年的时间，人类历史对能源的利用出现了一个根本的突破——利用燃烧的热能——詹姆斯·瓦特在18世纪80年代蒸汽机的发明，从那时开始一直到20世纪的最初几十年，西方社会对如何更加有效率地利用能源不断地进行着探索改进。
19世纪30年代，水轮机的出现取代了水车时代，19世纪80年代还有两个标志性的时刻，奔驰，戴姆勒和迈巴赫发明的以汽油为动力的奥托循环内燃机以及查尔斯·帕森发明的蒸汽涡轮机。19世纪90年代鲁道夫·迪塞尔进行了改进，发明了内燃柴油发动机。
到了20世纪初期，燃气轮机出现了，直到20世纪30年代才有了可工作的模型（静止的和可飞行的）出现，到了20世纪50年代才大规模被使用。
现在被广泛使用的机械动力的推动装置——被运用在近十亿的公路上或是水路空路上——陆上交通工具，水上运输工具，飞机以及不可计数的机器和工具都是以汽油为燃料的内燃机，从19世纪80年代以来一直没有改变过。
现在，世界上绝大多数的电能都是由燃烧碳化石的蒸汽涡轮和核能产生的，皮尔森在120之前就已经发现了这个原理，只是规模和效率方面不如现在的技术产品。如果不是20世纪30年代弗兰克•怀特（他想到了涡轮风扇是商业化设计的产品，甚至比他制造出第一台涡轮喷气引擎还早）和帕贝斯特•冯•奥海因发明了航空喷气涡轮机，跨越洲际的飞机可能还需要更多的努力才能实现。
在关于经济发展中的原动力上，这些历史的现实告诉我们几个显而易见，但往往被忽视的结论。首先，由于现有的原动力被使用在大量的设备以及和它们相关的基础设施上（通常十价格昂贵而且运用广泛），原动力的发展处于几乎停止的状态。自从100年多年前的水轮，蒸汽轮，内燃机能的发明以及50年前的气能首次商业化运用以来，几乎没有什么创新。
其次，任何原动力的转换时间都要花费相当长的时间，至少经过数十年的努力。即使在现在，例如，蒸汽动能在短期内不会取代气能。近期的发展表明，汽车的内燃机也不会被电能汽车或是燃料电池汽车迅速取代。如果有这样的幻想往往不现实。
最后，原动力被运用的速率越大，它被取代的时间就会越长，100年前，人类消耗煤和少量的油能源，速率是0.7TW。到了2008年，商业能源的利用的主要是汽油和水能核能，消耗的速率是15TW。显然的，要想取代如此高速率的消耗，替代产品的难度会越来越大。
例如，如果世界的电能有20%是由风能产生，让我们放宽到25%的风能（相比于由蒸汽产生的核能电站75%），我们需要安装单位1.25TW的新设备，即使有了超大的单位3MW的设备，我们还需要超过400，000个新的高塔和巨型三角风刀。这至少也需要数百年的时间。
Vaclav Smil is Professor of Environment and Geography at the University of Manitoba.
温尼伯—美国总统巴拉克·奥巴马要在世界最大的经济体进行一场能源革命，目的将用可再生能源和“绿色”科技带入美国，乃至整个世界，以逐步减少对传统能源的依赖。这场革命给环境，战略和经济都能带来的好处，在环境上，减少了对碳释放化石能源的使用，从战略上来说，减少对政局不稳定国家的石油天然气的依赖，从经济的角度来看，可以创造数百万个薪酬较高的工作机会等。这些都是无可争议的事实，但未来可操作的可能性有多大呢？
在第一次人类文明的发源地中东和东亚，绝大多数初级能源在古代社会已经被使用。其他的能源资源也已经被使用了数千年，直到第一次工业革命之前，人们仅没有发现一种初级能源（在自然资源中蕴藏的能源）：重元素中的同位素，也就是核裂变能产生热量，产生的蒸汽来推动电力涡轮发电机，此类技术直到20世纪50年代才得以使用。
传统和现代对能源的使用的根本区别不在于是否使用更新或是更好的能源，而在于如何更加有效率，更经济，更加可靠以及更加方便地发明和大规模利用“初级能源”。利用发明的设备将初级能源转换成为机械动力，电能或是热能。根据利用初级能源的不同阶段，我们可以将历史分成几个时期
最长的时期（从第一批类人到对动物最初的驯化阶段）当然是人类自身的劳力，当时也是唯一可利用的能源。随后就是驯化后的动物的利用以及对利用驯化的动物来操作机械动能，例如帆船以及轮子的使用，这是对自然资源的最初使用。
经过数百万年的时间，人类历史对能源的利用出现了一个根本的突破——利用燃烧的热能——詹姆斯·瓦特在18世纪80年代蒸汽机的发明，从那时开始一直到20世纪的最初几十年，西方社会对如何更加有效率地利用能源不断地进行着探索改进。
19世纪30年代，水轮机的出现取代了水车时代，19世纪80年代还有两个标志性的时刻，奔驰，戴姆勒和迈巴赫发明的以汽油为动力的奥托循环内燃机以及查尔斯·帕森发明的蒸汽涡轮机。19世纪90年代鲁道夫·迪塞尔进行了改进，发明了内燃柴油发动机。
BLACK FRIDAY SALE: Subscribe for as little as $34.99
Subscribe now to gain access to insights and analyses from the world’s leading thinkers – starting at just $34.99 for your first year.
Subscribe Now
到了20世纪初期，燃气轮机出现了，直到20世纪30年代才有了可工作的模型（静止的和可飞行的）出现，到了20世纪50年代才大规模被使用。
现在被广泛使用的机械动力的推动装置——被运用在近十亿的公路上或是水路空路上——陆上交通工具，水上运输工具，飞机以及不可计数的机器和工具都是以汽油为燃料的内燃机，从19世纪80年代以来一直没有改变过。
现在，世界上绝大多数的电能都是由燃烧碳化石的蒸汽涡轮和核能产生的，皮尔森在120之前就已经发现了这个原理，只是规模和效率方面不如现在的技术产品。如果不是20世纪30年代弗兰克•怀特（他想到了涡轮风扇是商业化设计的产品，甚至比他制造出第一台涡轮喷气引擎还早）和帕贝斯特•冯•奥海因发明了航空喷气涡轮机，跨越洲际的飞机可能还需要更多的努力才能实现。
在关于经济发展中的原动力上，这些历史的现实告诉我们几个显而易见，但往往被忽视的结论。首先，由于现有的原动力被使用在大量的设备以及和它们相关的基础设施上（通常十价格昂贵而且运用广泛），原动力的发展处于几乎停止的状态。自从100年多年前的水轮，蒸汽轮，内燃机能的发明以及50年前的气能首次商业化运用以来，几乎没有什么创新。
其次，任何原动力的转换时间都要花费相当长的时间，至少经过数十年的努力。即使在现在，例如，蒸汽动能在短期内不会取代气能。近期的发展表明，汽车的内燃机也不会被电能汽车或是燃料电池汽车迅速取代。如果有这样的幻想往往不现实。
最后，原动力被运用的速率越大，它被取代的时间就会越长，100年前，人类消耗煤和少量的油能源，速率是0.7TW。到了2008年，商业能源的利用的主要是汽油和水能核能，消耗的速率是15TW。显然的，要想取代如此高速率的消耗，替代产品的难度会越来越大。
例如，如果世界的电能有20%是由风能产生，让我们放宽到25%的风能（相比于由蒸汽产生的核能电站75%），我们需要安装单位1.25TW的新设备，即使有了超大的单位3MW的设备，我们还需要超过400，000个新的高塔和巨型三角风刀。这至少也需要数百年的时间。
Vaclav Smil is Professor of Environment and Geography at the University of Manitoba.