我们能否在没有化石燃料的情况下重启现代文明

我们将从自然的想法开始。我们的许多替代能源技术已经高度发展。例如，太阳能电池板在当今代表了很好的选择，并且越来越多地出现在房屋和企业的屋顶上。诱人的想法是，一个重启的社会可以简单地从我们离开的地方接轨。为什么我们的文明2.0不能仅以可再生能源开始？

好吧，它可以以非常有限的方式。如果您发现自己是后世界末日中的幸存者之一，则可以清除足够的工作太阳能电池板，以使您的生活方式长期保持电气化。没有移动部件，光伏电池几乎不需要维护，并且具有显着的弹性。但是，它们会随着时间的流逝而恶化，这是由于水分渗透到外壳中以及阳光本身使高纯度硅层退化所致。一块太阳能电池板的发电量每年下降约1％，因此，经过几代人的努力，我们所有的手扶式太阳能电池板都将退化到无用的地步。那呢

从头开始很难创建新的。太阳能电池板由极纯的硅薄片制成，尽管原材料是普通的沙子，但必须使用复杂而精确的技术对其进行加工和精炼-或多或少具有现代半导体电子元件所需的技术能力。这些技术需要花费很长时间才能开发出来，并且可能需要很长时间才能恢复。因此，在工业化过程的早期，光伏太阳能将不属于社会的能力范围。

不过，也许我们从电力开始走上了正确的道路。我们的大多数可再生能源技术都可以发电。在我们自己的历史发展中，恰恰是在1800年代上半叶发现了电力的核心现象，这远早于蒸汽机的发展。重工业已经致力于使用燃烧机械，从那时起，电力在我们的经济组织中起了主要作用。但是，该顺序是否可以以其他方式运行？是否存在一些必须首先开发热能的发展要求？

从表面上看，一个进步的社会可以建造发电机并将其耦合到简单的风车和水车上，然后发展到风力涡轮机和水力发电站，这并非没有可能。在一个没有化石燃料的世界中，人们可能会想到一个电气文明，在很大程度上绕过内燃机，围绕电动火车和有轨电车为长途和城市交通建设其运输基础设施。我说“很大”。我们无法解决所有问题。

虽然电动机可能会代替燃煤蒸汽机用于机械领域，但正如我们已经看到的那样，社会也依赖于热能来驱动其所需的基本化学和物理转变。一个工业化社会如何在不依靠煤炭沉积的情况下生产钢铁，砖，砂浆，水泥和玻璃等重要建筑材料？

您当然可以通过电产生热量。我们已经使用电烤箱和窑炉。现代电弧炉用于生产铸铁或回收钢。问题不仅仅在于不能用电来加热物体，还在于对于有意义的工业活动，您必须产生大量的电能，这对于仅使用风能和水等可再生能源来说是一个挑战。

一种替代方法是直接使用太阳能产生高温。集中式太阳能热发电场不是依靠光伏板，而是使用巨型镜子将太阳光线聚焦在一个小地方。以这种方式集中的热量可以用来驱动某些化学或工业过程，或者用来产生蒸汽并驱动发电机。即使这样，使用这样的系统也难以（例如）在炼铁高炉内部产生非常高的温度。而且，不用说，集中太阳能的有效性在很大程度上取决于当地的气候。

不，当要产生现代工业所需的白热时，除了燃烧东西外，别无选择。

但这并不意味着我们燃烧的东西一定是化石燃料。

让我们快速绕过现代工业的历史。在采用煤炭的很早以前，木炭就被广泛用于冶炼金属。在许多方面，它是优越的：木炭比煤燃烧更热，并且所含杂质少得多。实际上，煤中的杂质是工业革命的主要延迟因素。它们在燃烧过程中释放，会污染被加热的产品。在冶炼过程中，硫污染物会渗入铁水中，使金属易碎，使用不安全。花费了很长的时间才能弄清楚如何处理煤炭，使其可用于许多工业应用。而且，与此同时，木炭效果很好。

然后，我们停止使用它。回想起来，真可惜。当来自可持续来源时，木炭燃烧本质上是碳中和的，因为它不会向大气中释放任何新的碳，这并不是早期工业家的考虑因素。

但是木炭产业并没有完全消失。实际上，它幸存下来在巴西蓬勃发展。由于巴西有大量的铁矿，而煤矿却很少，因此巴西是世界上最大的木炭生产国，也是第九大钢铁生产国。我们在这里不是在谈论家庭手工业，这使巴西成为我们进行思想实验的一个非常令人鼓舞的例子。

巴西木炭工业中使用的树木主要是快速生长的桉树，专门为此目的种植。制作木炭的传统方法是将切碎的风干木材切成条状，堆成一个圆顶形的丘，然后用草皮或土壤覆盖，以限制木材sm积时的气流。巴西企业已将这种传统工艺扩大到工业生产。干燥的木材堆放在矮矮的圆柱窑中，用砖或砖石建造，并排成一排，这样可以很容易地按顺序填充和卸载。最大的站点可以容纳数百个这样的窑。一旦装满，他们的入口将被密封，并从顶部点燃火。

但这就是问题：在工业化前的英国，交配已经是一种发达的技术。它不能满足新兴社会的所有能源需求。中心问题是，即使管理得当，林地也会与其他土地用途（主要是农业）竞争。发展的双重打击是，随着社会人口的增长，它需要更多的农田来提供足够的食物，还需要更多的木材生产以供能源。两种需求在很大程度上争夺相同的土地面积。

我们知道这在我们过去的经历中是如何发生的。从16世纪中叶开始，英国通过增加对煤田的开采来应对这些因素-在不损害其农业产出的情况下，实质上是在地下采伐古老森林的能源。约一五吨至十吨的煤炭可提供一年一公顷的小灌木林所提供的相同能量，与等待林地再生相比，将其从地下挖出的速度要快得多。

正是这种热能供应的限制对试图工业化而又难以获得化石燃料的社会构成了最大的问题。在世界末日的情况下，这是正确的，在任何出于事实而从未开发化石燃料的反事实世界中，也是如此。为了使一个社会在这种条件下有机会进行工业化，它必须将精力集中在某些非常有利的自然环境上：不是18世纪英国的煤炭岛，而是斯堪的纳维亚半岛或加拿大结合了用于水力发电和大面积森林的流动流，可以可持续地获取热能。

即使这样，至少没有煤炭的工业革命也将是非常困难的。如今，化石燃料的使用实际上正在增长，这出于一些太过熟悉而无法在这里进行演练的原因而令人担忧。迈向低碳经济的步骤至关重要。但是，我们还应该认识到，这些积蓄的热能在使我们到达自己的位置方面起着多么关键的作用。也许我们本可以做到这一点。毕竟，在可再生能源和可持续增长的生物质相结合的支持下，机械化阶段可能会缓慢燃烧。再说一次，可能不会。我们最好希望我们能确保自己文明的未来，因为我们可能会破坏任何社会追随我们的机会。

有关此思想实验的更多信息，该实验涉及我们世界如何运作以及如何从零开始重新构建文明的幕后基础，请访问www.the-knowledge.org。