世界当代科技史-第23章
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动太阳能节能房30万平方米，太阳灶12万台。
美国于1980年开始研制太阳能卫星电站，并计划在2000年建造约60
颗太阳能动力卫星。它们的总发电量可满足美国全部的能量需求。
（2）水能
20世纪中期以来水力发电发展很快。五六十年代，美国在西北部哥伦比
亚河中下游集中建电站，已建成11座大型水电站。原苏联50年代开始在叶
尼塞河建设了4座水电站。巴西和巴拉圭合建的伊泰浦水电站，总装机容量
为1260万千瓦，是目前世界上最大的水电站。新中国建立以后，已建造了几
十座大中型水电站，比较著名的有黄河刘家峡水电站、长江葛洲坝电站等。
1991年底，长江三峡工程开始兴建。这是一项集水电、水利、航运等于一体
的跨世纪的世界大工程。
海洋蕴藏着极大的能量。当代在海洋能的开发利用方面已取得突破性的
进展。海洋能源主要有潮汐、波浪能和温差能。
1913年，法国古塔德斯特兰德岛附近建造了第一座试验性潮汐发电站。
中国于1956年兴建潮汐动力站。1958年，沿海相继建起一批小型潮汐能电
站40余座。1980年，在浙江温县建成了居世界第二位的江厦双向潮汐电站，
其装机容量为3000千瓦。法国、英国、美国、加拿大、原苏联和阿根廷等国
都建造了潮汐电站，其中最大、最为先进的是法国60年代建造的朗斯潮汐电
站，其装机总容量达24万千瓦。
1964年，日本制造出世界上第一个海浪发电装置，它是一个航标灯，带
有发电能力为60瓦的发电机。70年代末，日本研制成了“海明”号大型海
浪能发电船。它能发出100—150千瓦的电能。英国在90年代初在艾莱岛上
建成了一座发电能力为75千瓦的海浪发电站，并正在研制5万千瓦的海浪发
电装置。目前世界上已有几百台海浪发电装置投入运行，但发电功率都比较
小。一些技术问题尚待进一步解决。
海水温差发电的研究始于20—30年代。此后一度沉寂。70年代的石油
危机，使海水温差能的开发研究再度兴起。美国、日本、法国都在政府倡导
下展开大规模研究。1979年，美国在夏威夷附近海面利用温差发电首次试验
成功，输出功率50千瓦；1982年，又在瓦湖岛建造了岸式和海上试验电站，
输出功率均为4万千瓦。全世界蕴藏的海水温差能为600亿千瓦，开发前景
十分诱人，但它的利用尚有许多问题没有解决。
（3）地热能、风能、生物能、氢能
从本世纪60年代开始，人们利用地热能来发电。1960年，美国在加利
福尼亚州建成一座地热蒸汽发电站，装机容量为1万千瓦。中国从1970年开
始，先后在广东顺丰、河北怀来、江西温汤、湖南灰场、山东招远、辽宁熊
岳、福建南清和西藏羊八井等地建成了地热电站。羊八井地热电站装机容量
为1万千瓦，为中国最大的地热电站。迄今已有30多个国家建立了不同规模
的地热电站150座左右，装机总容量达320万千瓦。
利用风力发电，以丹麦最早、最为普遍。在1910年，丹麦就有数百个5
—25千瓦的风力发电站。到50年代，丹麦有上千个村庄利用风力发电提供
所需的电力。1984年初，美国开始安装当今世界上最大的风力发电机，其装
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机容量为3200千瓦。中国现有小型风力发电机12万台，中、小型风力发电
厂9个，装机总容量为20万千瓦。到1992年，全世界风力发电装机容量达
2700万千瓦。随着风能利用技术日臻成熟，其经济性将进一步提高，应用将
更普遍。
生物能中已广泛应用的是沼气。第二次世界大战后，沼气利用进入实用
阶段。1972年，英国伦敦有15个污水处理生产沼气工厂，每天生产沼气24
万立方米，中国至今已兴建沼气池400多万个，沼气集中供应站1580处。全
国1800多个县的2000多万农民用上了这种新能源。近年来，美国、日本、
瑞典等国进行了能源林木、能源作物的种植试验，种植生长快、产量高、可
提炼优质燃料的植物。利用淡水藻、海藻等藻类植物产能的技术研究也取得
很大进展。
氢能从70年代初开始用于发电及各种机动车和飞行器的燃料。1976年，
美国研制出一种以氢气作燃料的汽车。在氢的制取方面，科学家们在水中放
入催化剂，用阳光分解水来制取氢。用钛酸锶作光电极，金属铂作暗电极，
将它们连在一起放入水中。通过阳光的照射，电极上就释放出氢气。此外，
人们还研究出热化学法、离子体法、细菌法等制氢方法。在氢的贮存、运输
和利用方面，近年来也取得较多研究成果。科学家预言，氢能源在21世纪将
成为最理想的能源之一。
4。交通运输的发展
当代交通运输，出现了向多样化发展的趋势。50年代后，公路运输在中、
短途运输中占了主导地位，飞机逐渐成为远程客运的主要运输工具。目前已
形成了铁路、公路、水路、航空、管道等多种运输方式的立体交通运输系统。
（1）铁路运输
50年代以来，高速铁路的发展非常迅速，成为铁路运输的主要潮流。随
着电力工业、石油工业的发展。内燃机车及电力机车逐渐取代了效率低的蒸
汽机车。到70年代，几个主要工业化国家基本淘汰了蒸汽机车。1964年，
电力机车时速已达200公里。1981年，英国制成时速达270公里的高速柴油
机车。
新型的磁悬浮列车和气垫列车成为各国竞争的目标。1961年，英国制造
的气垫列车，悬浮12毫米，时速达160公里；70年代则提高到400多公里。
磁悬浮列车利用超导体电阻为零和抗磁特性，使用少量电能便可获得强磁场
而使列车悬浮起来。磁悬浮列车优点是：受气候影响小，振动轻微，噪声小，
对环境污染程度很轻，速度很快。1965年，日本制成第一辆磁悬浮列车模型，
时速达400—500公里。原联邦德国、加拿大、英国等都在开发磁悬浮列车。
目前，磁悬浮列车和气垫列车尚未进入实用阶段。
日本于1965年试制了采用喷气机原理的喷气列车。此外，燃气轮机机
车、单轨飞行火车和“子弹火车”，也于70年代在日本、法国等国开始研制。
1964年，日本在东京一大阪间建成世界上第一条高速铁路，长515公里，
列车速度达210公里/小时。此后，法国建成巴黎—里昂高速铁路，长424。6
公里，列车时速达270公里。1990年，法国又建成巴黎—勒芒、图尔的大西
洋线，推出了时速为300公里的第二代高速列车。到目前为止，已有日本、
法国、德国、意大利、西班牙、瑞典等国建成了时速200公里以上的高速铁
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路近1万公里。预计21世纪中国也将拥有高速铁路。
当代大城市人口密集，客运量较大。利用地下空间发展城市地铁成为重
要交通方式。目前世界上有30多个国家的60多个城市修建了地下铁路，中
国的北京、上海都有了地铁。
（2）公路运输
本世纪40年代美国出现高速公路系统。50年代以后世界性的高速公路
运输开始形成。高速公路一般能适应汽车120公里的时速，采用沥青混凝土
或水泥混凝土高级路面。目前全世界有公路2000万公里，其中高速公路13
万多公里。美国高速公路有8。3万公里。德国有8600多公里，居第二位。四
通八达的公路网络为公路运输发展提供了必要条件。
40年代中期以后，内燃机技术的不断改进，石油产量的迅猛增长，促进
了汽车工业的突飞猛进。1948年，资本主义国家的汽车总数比 1900年增加
5590倍，达 5590万辆，1960年比 1948年增加 117％。目前全世界共有汽
车约为 5亿辆，其中美国有1。7亿辆。
从60年代起，大型汽车基本上实现了柴油机化。近十几年来，不少轻型
汽车包括部分小客车也开始使用柴油机。柴油机在动力性、经济性和环境保
护方面都优于汽油机。如今的内燃机汽车时速可达100多公里甚至超过200
公里。随着汽车化程度的不断提高，能源和生态问题日趋尖锐，内燃机所用
的石油制品终将枯竭。所以人们在探索其他动力。以电为动力的电动车已问
世多年。70年代国外已出现氢燃料汽车。70年代末，原联邦德国研制的氢气
汽车，用5千克氢行驶了110千米。太阳能汽车在80年代也已研制成功。但
这些新型汽车的实用还有待于技术的不断完善。
当今汽车的制造应用了大量的电子技术和新材料，改善了汽车的操作性
能，又能起到节能和保护环境的作用，这已成为汽车制造业的一个发展方向。
中国的公路运输发展也很快，目前已有汽车600多万辆，1992年，中国
公路里程为104。11万公里，列世界第6位。沈大、京津塘等高速公路的建成
通车，结束了中国大陆无高速公路的历史。
（3）水路运输
水路运输历史悠久，有运量大、运价低的独特优点，所以长盛不衰。第
二次世界大战后，世界海上货运量年均递增8—9％，70年代后期转入低速增
长时期，航运技术的发展也转入相对稳定阶段。
40年代以后，美国对汽轮机作了重大技术改进，大力发展汽轮机大型舰
船。1945年后出现增压柴油机，使货船的准推进效率从1900年的50％提高
到1950年的80％，燃料消耗率比汽轮机和三级膨胀式蒸汽机都要低。但因
产生很大功率会遇到原理和结构上的限制，所以大多用在中小型舰船上。1956
年，萨金特研制成第一艘商业运输用的燃气机船。它的热效率虽不比柴油机
高，但有可用余热提高进气温度和在高转时工作平稳等优点，很快在中小船
只上出现取代柴油的趋势。核动力舰船在50年代出现，具有功率大、续航时
间长和燃料重量轻等优点。由于技术复杂、热效率低和成本高，目前只用于
军用和特殊民用的大型舰船。
70年代的海洋船舶，在大型化、自动化方面取得了重大进展。1972—1973
年，出现了37万吨和48吨的油轮。70年代中期，日本建造了55万吨级的
油轮“海上巨人”号。到80年代，最大散货船载重达36。5万吨。船舶营运
与管理自动化体现在航行与驾驶自动化、机舱自动化、装卸与系泊自动化、
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管理与事务自动化等各个方面。80年代，船舶的质量明显提高。为了节能，
船上采用新型节能主机，改进推进装置，改善船体线型。在安全技术方面，
采用全球船舶定位系统、驾驶室集成系统、全球海上救助与安全系统、船舶
故障诊断专家系统等。在防污染方面，也采用了一系列新技术，特别是对油
轮溢油采用了应急处理技术。
50年代以后，出现了气垫船、水翼船和飞翼船。气垫船是英国科克雷尔
于1959年首先研制成功的。六七十年代，英国、美国、日本、原苏联和瑞士
制造了几百艘气垫船，在内河和浅海作渡船。英国的气垫船最大速度达 148
公里/小时，可载30吨货物或250个人。水翼船是意大利于1956年首先制成
的，时速达80公里。到1974年，世界上已有水翼船1000多只。其中80％
是原苏联造的。近些年来出现了一种仿效飞机飞行原理而研制的飞翼船。它
靠飞行时翼与水面间形成的动态气垫将船托起，与水面保持一定高度，航行
速度可达280公里／小时以上。
50年代到70年代中期，发生了以货物运输的集装化、散装化、滚装化
和船舶及码头大型化、专业化为主要标志的“第二次航运技术革命”。1956
年，美国将一些油轮改装成早期的半集装箱船。70年代各国普遍采用集装
箱。它的应用使货物运输系统发生了根本性的变革。1970年，世界集装箱海
运量为316万TEU（换算箱），集装箱运力为23万TEU。到1990年，这两个
指标分别达到3799万和174万。
第二次世界大战后，港口建设取得很大进展。目前全世界海港总数已超
过1万个，年吞吐量总计超过100亿吨。港口装卸设备的能力有了大幅度提
高，广泛采用系统工程思想、计算机辅助设计等新技术手段，港口管理更加
完善。
（4）航空运输
航空运输的独特优点是速度快、机动性好。第二次世界大战前后，飞机
和民航事业得到重大发展。50年代，出现了喷气式运输机；70年代时出现了
宽体机，飞机票价下降到50年代的1／10。近20年来，国际航空客运量增
加了8倍，货运量增加了13倍。
喷气式飞机最早是英国和德国在40年代发明的，50年代它才开始用于
航空运输。1950年，英国研制成第一架涡轮螺旋桨喷气式运输机“子爵号”，
以57分钟从伦敦飞到巴黎，开辟了喷气式客机的第一条航线。1952年，英
国设计制造的涡轮喷气式运输机“慧星号”投入定期航班，时速约为 800公
里。 1956年，原苏联将图—16喷气式轰炸机改装成图—104客机，投入使
用。这些运输机的运行，揭开了世界喷气式运输机航运史上的第一页。1958
年，美国制成了由韦尔斯（CE。C。Weills）和马丁（G。Martin）领导设计的波
音707—120涡轮喷气式客机。第二年波音707—321型喷气式飞机从纽约飞
越大西洋直达伦敦，航程5000多公里。60年代，美国制成DC—9涡轮喷气
式客机，至1975年已生产870架，用于57个国家。这些客机都属于亚音速
型，座位数在56—200之间。1969年2月，第一架宽体民航机波音747首次
试飞。它的机身很宽，可并排坐10人，有500多个座位，航程可达1万公里，
于1970年投入航线使用。
1947年，美国研制成XS—1型实验用喷气飞机，在12800米高空水平飞
行时速为1078公里，首次超过音速。超音速喷气式客机的出现，使航空运输
进入超音速阶段。超音速客机目前有两种。一种是原苏联1968年制造的图—
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144型，时速2300—2500公里。另一种是1969年英法联合研制的“协和号”，
最高时速为2180公里。
50年代前后，在一些空运繁忙的城市兴建起航空港，包括机场、候机楼、
货运站等。70年代以来，航空港发展成为拥有先进科技设施的综合体，许多
设施都由电子计算机控制。
中国于1982年设计定型“运—7”机种，1988年交付使用，1986年转为
客运，结束了外国飞机一统中国民航天下的历史。此外，中国已建设了 90
个大小不等的飞机场和航空港。
（5）管道运输
