在他的总统演讲的第一部分,工程师爱尔兰总统Kieran Feighan博士概述了如何利用能源来改善流动性是世界历史上许多大帝国发展的基础。
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e爱尔兰工程师协会主席Kieran Feighan博士在该组织位于克莱德路22号的总部发表了总统讲话,巴斯布里奇Dublin 4 on Thursday,9月21日。Here we provide a transcript of his speech.Read the second of this two-part series在这里.

我将研究如何利用能源来改善流动性,这是世界上许多伟大帝国在历史进程中发展的基础。移动性有许多不同的方面。Historically,the basis of engineering was military engineering and focused on the movement of armies and the movement of armaments.

最近,当然是罗马时代的,工程的土金宝博娱乐城木方面,代表公民工作,and the related movement of people and movement of goods have become much more important than the movement of armies and armaments in how our world functions.

我的目标是证明,当一种新能源被发现并加以利用时,特别是利用它来帮助和提高机动性,然后,一个特定国家或地区超越其邻国的能力就产生了一个变革性的步骤性变化,在许多情况下,这种能力支配着其邻国,本地和,more recently,全球地。

我们将简要介绍一些不同的帝国,2000年前的罗马帝国,大约500年前的西班牙帝国,200年前的大英帝国,开始于公元前的美国帝国。120年前,然后中华帝国,a nascent empire which started within the past 15 years.

The world has again reached a point where the global economy will be changed utterly as a new source of energy (renewables) is coupled with transforming technology (the Internet of Things,big data,传感器技术)和运输解决方案(自主和连接车辆,储电,氢燃料电池,road networks as energy distributors) to produce winners and losers at enterprise and national scales.

罗马帝国


点击放大图1:罗马帝国道路网C。公元200年

运输是罗马帝国成功和长寿的一个巨大关键。The primary energy source was biomass or food for both animals and humans.人力资源的广泛使用,包括奴隶制度,尤其是船只的移动,with a secondary source of wind energy for maritime transport.在公路运输中,马车和战车通常是由带着马具的动物牵引的,但最终,动物反过来从生物量中获取能量。

图1显示了从英国延伸到低地国家和法国西部的网络,throughout the Iberian Peninsula and Southern France and back to Rome from the West.到East,网络遍布巴尔干半岛、希腊和土耳其,然后通过圣地回到埃及和北非,surrounding the Mare Nostrum,地中海。

随着时间的推移,罗马道路网的发展是罗马帝国从罗马控制如此广阔地理区域的能力的关键支撑。这条铺面道路网主要是在公元前的一段时期发展起来的。200 years,一旦它与罗马帝国的衰落失修,一千多年来没有类似的公路网。

管理良好的公路网允许对内陆地区进行治理,也允许有港口的城市相互连接,并将资源从帝国的一个地区转移到另一个地区。它们构成了第一个可靠通信或邮政系统的基础,然后,非常重要的是,形成了城镇的基础,从喂养和休息动物的路站演变而来。

道路贸易和文化的发展使思想从帝国的一部分传播到另一部分,包括基督教从巴勒斯坦相对孤立和落后的地方传播到整个罗马帝国。

实际上是罗马公路网,以海上联系为补充,促进“罗马和平”,罗马和平,这持续了400-500年。简而言之,一个建立在新交通技术基础上的帝国,公路网和配套的海运基础设施。

西班牙帝国


点击放大图2:西班牙帝国范围

The first truly global Empire was the Spanish Empire,黄金时代在1520年至1640年之间,这是“太阳从未落下”的原始帝国。图2显示了西班牙帝国延伸到北美和南美,通过非洲的大部分地区,Asia,在菲律宾,尤其是马来西亚,在非洲和印度设有许多贸易站,它们都由大西洋和地中海交界处一个相对较小的国家控制。

西班牙帝国是以北美洲和南美洲的金银贸易和开采为基础的,在与亚洲的瓷器贸易中,丝绸,香料和珠宝。在海洋上把货物和人从一个大陆运送到另一个大陆的能力是西班牙帝国成功的关键。

西班牙的邻居,葡萄牙,在开发能跨海返航的远洋船舶方面具有先发优势,但很快,西班牙人接受了葡萄牙人的设计,并改进了他们的厨房。

葡萄牙商队是典型的C。250 tonnes and designed primarily for exploration.西班牙的运载工具和厨房可以运载超过1000吨的货物,为西班牙的军事和贸易统治奠定了基础。

风能是创新能源,通过新的船体设计和工程设计加以利用,使更大的船只能够以较低的摩擦力建造,并采用新的和适应的航行技术,使它们更容易航行。And thus the Spanish,通过开发一种新的能源并利用它来实现移动性,形成他们的帝国的基础。

大英帝国


点击放大图3:英联邦影响

向前迈进200年,研究大英帝国从19世纪初到20世纪初的一个帝国世纪的演变是值得的。在那段时间里,2500万平方公里,4.5亿人,当时世界人口的很大一部分,加入了帝国。Where historically there had been a ‘Pax Romana',现在有一个“大不列颠和平组织”,英国曾是无可争议的世界强国,直接控制许多殖民地,间接控制包括中国和阿根廷在内的许多其他领土。

图3,the global reach is clearly evident,与北美、南美和加勒比的结盟国家,very substantial colonies in Africa,穿过印度帝国,down through Indonesia and on through Australia and New Zealand.对于一个更小的陆地区域来说,这是一个巨大的延伸,在欧洲更偏远的地区,与西班牙相比。

这种增长的基础是什么?一个小国家在一个多世纪内成为无可争议的世界强国的能力?再一次,争论的焦点是,它是新的运输模式与新的能源和技术的结合发展。In transport modes,18世纪末和19世纪初在英国发展起来的收费公路实际上是自罗马人以来第一个主要的公路网。

Some of the great engineering names,包括Telford和McAdam,设计了新的、更容易的方法来建造持久且排水良好的路面,这种路面可以承受高压车轮的反复高负荷,允许人、货物和邮件以动物为主要能源,在英国和爱尔兰进行更大、更低风险的移动。

在收费公路不断发展的同时,英国正在开发一系列新的运河,专门为水上货物运输而设计。188bet亚洲体育又一次利用拖船上的动物作为主要能源。In turn this development of canals opened up the interior of Britain,and the natural and mineral resources of Britain for mining and exploitation.Thus,by 1825 there was a network of turnpike roads of almost 18,在英格兰和威尔士行驶1000英里,以及一个支持性的运河系统,其中有连接英格兰中部大部分地区和海岸的拖缆。

A new energy source was also revealed on a large scale,利用煤炭作为能源为新的工程技术提供动力,蒸汽机,用高压蒸汽移动活塞。蒸汽机在运输方面最初应用于康沃尔的矿井。Spurred on by the development of the railway for transporting coal from mines to sea ports,乔治和罗伯特·斯蒂芬森在1829年生产了火箭蒸汽机车,此后很快,运输空间的大规模革命。

布鲁内尔在19世纪50年代为连接布里斯托尔和伦敦的西部大铁路所做的开发,在蒸汽机首次与轨道耦合20-25年后,包括建造大型工程结构,the railway termini which could handle large volumes of passengers moving in and out of the cities,as well as goods.

需要更大的蒸汽机车来处理更多的人和货物。由于需要将铁路保持在相当浅的坡度上,因此进行了比以前想象的更宽水道的桥梁穿越。工程师们不再关注风景,但是在风景上加了一个坡度,因此,既需要非常大的桥梁,也需要非常重要的隧道。

虽然最初,铁路的潜力主要是为了大英帝国在不列颠群岛内的利益,很快就清楚,它们可以用来开拓美洲最难以进入的地区,在俄罗斯的平原和草原上,在澳大利亚大部分地区,非洲和亚洲,反过来,这些地区的资源变得容易获取和可利用。

铁路是迄今为止最便宜的货物运输方式,尤其是大宗商品,矿石和煤炭等。随着城市和国家通过这种方式获得资源而变得富有,很明显,最便宜的通勤方式也是沿着铁路可以提供的高密度走廊。

19世纪以前,英国海军的能力也有了很大的发展,但是布鲁内尔在其他中,开发新技术和新材料,包括钢和铆接铸铁,可用于制造更大的船舶,使用新的电源,高压蒸汽,to replace wind power.

第一艘现代轮船,大不列颠,1843年开发的横渡大西洋,仍然可以在布里斯托尔参观,差不多100米长,铁做的,船用新材料,and driven by propeller using coal/steam as a new primary source of power.仅仅15年后,东方汽船,210米长,was able to go to India and Australia from England and carry 4,000名乘客。能力和能力的巨大转变是显而易见的,again through the harnessing of a new source of energy,煤动力蒸汽,移动人和货物,在这种情况下,人们会穿越海洋。

我们研究了这些运输技术的直接发展,但反过来,他们推动了相关的发展。The need for steel to manufacture the railway termini as well as the rails,the buildings and structures that were needed in turn allowed the development of multi-storey steel structures,facilitating the development of cities of much higher densities such as London and New York than had ever been seen in world history.

And so the British Empire founded on coal/steam as a new energy source and linked through mobility to the development of railways and shipping,成为19世纪的主导经济力量。

美利坚帝国


点击放大图4:2017年主要社交网络

但很快,大英帝国被美国帝国所超越,从1900年开始。It is an empire unlike the British Empire in that it continues to be primarily a trading economic and cultural empire,而不是军事帝国,但它也是世界上占主导地位的全球军事力量。图4显示了美国影响的合理替代物,Facebook/Twitter国家对美国的文化和经济影响很大。

美国经济增长并超过了英国经济,因为它开发了新的能源和新的交通/流动形式,1900年,美国拥有丰富的煤炭和钢铁资源,并率先开发了电力作为照明源,供暖和供电。Thomas Edison,灯泡和许多其他发明的开发商在19世纪80年代/19世纪90年代在美国开发了直流(DC)电源。特斯拉,一个移民到美国,最初与爱迪生合作,但后来发展出交流(AC)作为发电站的标准电力形式,两者都在狭小的时间和地理空间内工作,以在能源领域产生巨大的改进和创新。

By 1900,电力通过水力发电和燃煤发电大量发电,在美国的大城市和小省市都有大量的电力供应。

约翰·洛克菲勒是发现一种新能源的关键鼓动者,这种新能源将在20世纪改变地球。在加工天然油以产生加热和照明用煤油的过程中,他意识到蒸馏过程中有许多副产品没有被使用,并试图找到这些副产品的其他用途,从而带动了当今石油和石化工业的发展。188betsport

认识到汽油和柴油“副产品”可以与德国柴油和内燃机一起作为连接公路和铁路车辆的新能源,这是一个变革性的启示。亨利·福特他是爱尔兰人,是一个创新者,他通过整合和开发装配线来加快制造过程,打破了模具,产生巨大的效率。

1926,福特自己每年生产150万辆汽车,and this in conjunction with the other major US manufacturers became the basis for a new phenomenon,全球科技的新动力,汽车。突然之间,交通部门出现了竞争,公路网对铁路网来说是一个巨大的挑战,因为它有很多优点:

  • 空间范围,
  • Flexibility of use,,
  • A range of different vehicle types and costs,,
  • 经济实惠的车辆,,
  • 通过石油公司很容易获得的能源,,
  • 有能力用同一辆车挨家挨户,不可能有铁路,最重要的是,,
  • 个人选择自由。

And so,随着世界各地的人们认识到道路行业和汽车行业可以带来的好处,拥有机动车的愿望成为现实。

So the car industry as we know it really developed in the United States,同时,开发了一种全新的美国运输技术。The ability to move relatively light but high value goods over large distances quickly created an underlying basis for the development of the air industry.规模,在第二次世界大战期间,飞机的运载能力和航程得到了极大的发展。

今天,我们熟悉能够以1000公里/小时的速度在数千公里外移动数百人的大型飞机。这项令人难以置信的新运输技术进一步支持了美国在经济和军事方面的全球领先地位。

在美国发展的另一项20世纪转型技术是核能,它既是发电的动力来源,也是为美国海军提供新潜艇的动力来源。Widespread adoption in other countries has resulted in nuclear energy being 11% of the global electricity supply but with large variations from region to region.

在欧盟,例如,在法国,约30%的电力来自核能,80%的电力供应来自核能。这种20世纪末的创新能源驱动,并将继续推动全球经济在21世纪的增长和扩张。

中华帝国


点击放大图5:丝绸之路倡议

最后,我们转向21世纪的帝国,从20世纪的美国和19世纪的英国工业革命开始。中国已迅速成为一个贸易和经济帝国,人口大大超过美国,比英国大15亿。

中国军事能力有限,有限的本土能源和有限的本土矿产资源。However,China has identified the same factors that we have seen in the historic development of the great empires,基础设施投资巨大,能源采购重点明确,全球矿产和运输资源。

如果我们看看中国在交通基础设施方面创造了什么,2016年底建成高速公路网130条,与美国的77公里相比,000公里。中国有120条铁路网,000公里,美国铁路网长度的一半。However,在高速铁路(HSR)中,there are 60,目前在中国的高铁有000公里;世界上高铁总长度的三分之二在中国,计划再增加16个,到2025年达到1000公里。

西班牙和大英帝国研究的另一种关键运输形式是航运。In 2017,全球约67%的集装箱运量通过中国所有或中国投资的港口。在空中,20世纪的美国创新,北京大兴机场将于2019年开通,客流量1亿人次。seven runways and the largest passenger terminal in the world.中国正在大量投资交通运输,也在大量投资能源。

检查图5,绘制丝绸之路倡议,显示一个与西班牙人相似的图形,英国和美国帝国。我们可以看到,这一地区跨越中亚,延伸到欧洲,across central and Southern Africa,通过东南亚进入印度尼西亚,在澳大利亚有着非常重要的影响。

这些建立在交通基础设施和能源基础上的经济联系,作为经济驱动力,其发展规模和速度超过了迄今为止任何一个帝国所设想的任何东西。

检查表1,显示全球财富500强中按国家划分的公司数量,说明中国经济和企业的快速增长,全球500强企业数量在七年内增长了119%,与C的典型下降相比。20% in most of the established large Western economies.

CLICK TO ENLARGE Table 1: Global Fortune 500 companies 2010-2016

点击放大表2:2017年前32家公司,《财富》全球500强

表2列出了2017年收入排名前32位的公司。前32名公司中有16家主要从事能源或运输。另外四个是基于技术的,另外两个是电信业。

未来发展


能量,运输和技术是世界主要经济体中的主要公司。我们需要如此专注于这一能源/流动空间,因为这一领域至少在过去200年中推动了经济增长,没有停止的迹象。

Very many of the concepts and technology that are discussed in the second part of this paper are at prototype or early-stage development.目前还不清楚这些技术中的某些或任何一项是否最终会占上风,但正在进行中,large-scale involvement is essential.能源效率和新能源形式应用于交通运输和机动性将在未来50年推动经济增长,当地会有赢家和输家,regional and national scale.

到2020年底,中国将在可再生能源领域投资3600亿美元。在美国,清洁能源产业创造250万个就业岗位,太阳能行业目前创造的所有新工作岗位中,80个中有一个是新工作岗位,a very recent newcomer to the energy market.目前,在联网和自主车辆(CV/AV)方面正在进行重大研究。在车辆网络的中央控制和大数据的使用上进行辅助和改进。

阿什托美国国家公路与运输官员协会,已经确定了一些立即进行研究的领域,这些领域对于调动和促进能源和运输领域的新技术至关重要。从制度政策的角度来看,work is underway exploring the business models to allow the deployment of infrastructure.制定新的车辆代码,对安全的影响,统一联邦政府的规章制度,国家和地方两级是必不可少的。

必须不断修改和更新基础设施设计和实施标准和指南,以跟上技术的发展。道路几何设计标准,cv/av专用车道,资产管理系统,车辆导航系统都需要更新。

对混合交通系统的监管和控制,其中由人操作的车辆与不同复杂程度和能力的CV/AV车辆在一系列车辆传感器和中央系统监控中相互作用,将是一个巨大的工程和通信挑战。

这些新的和改进的运输系统的整合和影响,both public and private,将对城乡社会运行产生巨大影响。这在2017年爱尔兰尤为及时,随着国家规划框架即将推出,旨在制定爱尔兰城市发展的综合土地利用方法,2040年以前的城镇和农村地区。

新交通方式的影响,公共和私人对社会贫困地区流动的影响,对老年人和残疾人有着巨大的影响,potentially positive and negative,on how our society will function in the coming years.

final article in this two-part series,Kieran Feighan博士概述了与储能有关的运输技术的一些惊人进展,替代燃料,autonomous vehicles and road surfacing.

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爱尔兰工程师协会主席Kieran Feighan博士在该组织位于克莱德路22号的总部发表了总统讲话,巴斯布里奇Dublin 4 on Thursday,9月21日。Here we provide a transcript of his speech.阅读这两部分系列文章的第二部分。我将研究如何利用能量来提高机动性…