能源进化：从木柴到人造能源
从木柴到时下的清洁可再生能源，驱动能源产品变迁的根本动力是人类社会的进步。
从木头到煤，从煤到石油，再到天然气和核能，人类所用能源的转变，经历了漫长的时间。这一过程中，人类对能源需求总量越来越大，能源密度也越来越高。
“任何革新都不是发生在真空之中，一种革新总是与现存的技术交织，因此其成长的轨迹必然会改变当前的技术、经济和社会的特征，这种转变大都需要几十年甚至更长的时间来实现。”
对于这一过程，一位环境史学家曾这样评述道。
能源的转变也是如此，每一次能源的转换都对文明形态带来了深远影响，甚至塑造了我们的生活。
顽固的木柴
第一种能源的转变，从木柴到煤炭，这一过程代表性的发生在英国。
应该承认，能源替换本身是很简单的，但要改变人类对能源产品的使用习惯却是非常缓慢和漫长的。以煤代替木头这一过程为例，尽管煤炭深刻地触发了工业革命但仍然十分艰难促变人类的习惯。
此前，人类使用煤已经有3000多年的历史，不过一直不是主流。在主要用木头作燃料的时代，煤看起来非常不合时宜，因为获取煤炭需要特殊的技术来开采和运输，同时煤炭燃烧后的烟毒性很大。
在都铎时代的英国，人们认为木柴的烟是无害的，甚至可以加固房梁，因此，当时烟囱很少见，燃烧的黑烟直接从房间窗户冒出来。但是16世纪的伦敦，遇到了城市发展必然遇到问题：城市越来越庞大，附近的林木被砍伐殆尽，另外再加上运费增加，木柴变得非常昂贵。于是穷人们转而开始使用煤，而富人们依然抵制煤炭。
即使到了伊丽莎白时代，贵族们还是强烈反对使用煤，拥有良好教养的淑女会拒绝进入有煤炉的屋子，拒绝吃用煤做熟的食物。煤炭的囧境一直维持到伊丽莎白女王死后，煤炭才渐渐被贵族们接受。
1603年，王位传到了苏格兰国王詹姆斯一世手里。苏格兰比英格兰更早面对木柴短缺的问题，所以已经开始逐渐使用煤。当詹姆斯一世搬到伦敦的时候，王宫里就开始用煤取暖了。慢慢的，煤变得流行起来。
到了18世纪初，英格兰和威尔士的煤产量达到了每年300万吨，人均年消费量达到了半吨。一百年后，煤的产量翻了三倍。煤产量和消费量的增加得益于两种技术革新。一种是穿透深层煤矿地下水和防止矿井被水淹没的技术。在开采煤的过程中，地下水必须被抽出，为了这一目的，蒸汽机抽水机也出现了。从1561年到1668年，英国申请的专利中四分之三与煤炭工业相关，而七分之一涉及到排水技术。另一种是交通技术。相对来说，木柴很分散，可以用小拖车或者水路船只来运输，但是煤往往都集中在矿井，大规模运输需要更高效的方式。一开始，煤炭都是通过附近的港口走海运，比如，从纽卡斯尔煤矿到伦敦，在17世纪初大约有400艘运煤船，到了18世纪初增加到1400艘，而且船的规模更大。
为了运输煤，英国各地开凿了很多运河。英国铁路的建设与煤炭的运输也分不开。最初的铁路，都是为了把煤运到港口修建的，一开始是由马拉火车头，后来蒸汽机车出现。有历史学家认为，铁路完全是为了运煤而发明出来的。
在中国，利用煤炭的历史同样悠久。
第一次记录煤炭的文献是先秦时期的地理著作《山海经》，其中就有3处记录了煤炭的存在。到了西汉至魏晋南北朝，出现了一定规模的煤井和相应的采煤技术，煤的用途，不仅用作生产燃料，而且还用于冶铁。古人不仅能够利用原煤，而且还把粉煤进行成型加工成煤饼，从而提高了煤炭的使用价值。
到了隋、唐至元代，煤炭开发更为普遍，用途更加广泛，冶金、陶瓷等行业均以煤作燃料，煤炭成了市场上的主要商品，地位日益重要，人们对煤的认识更加深化。
一位西渡中国的日本和尚圆仁，在其《入唐求法巡礼行记》一书中，有一段专门关于太原西山矿区采煤及用煤的记载：“太原府.......出城西门，向西行三、四里，到石山，名为晋山。遍山有石炭，近远诸州人尽来取烧。料理饭食，极有火势。”
尽管，煤炭在中国广泛被使用，但受制于煤炭的分布和开采成本，昂贵的煤炭往往都被用于手工业生产，以及被用作其他非燃烧用途，例如煤雕艺术品、墓葬用的防水填充物。木柴也一直是中国古代能源的主要形式。真正大规模开采和使用，也是进入近代之后的事情。相比英国，中国大规模使用煤炭的历史晚了近两个世纪。
回顾煤炭取代木柴的历程，我们可以看出，在人类社会刚刚从农耕社会跨入工业化社会后，煤炭之所以能够取代木柴，是因为它能够满足“已经起飞的能源需求”，同时煤炭也相对容易获取。
短暂的“石油之变”
第二种能源的转变，从煤到石油，代表性的发生在美国。
一开始，煤的用途是代替家庭用的木柴，随后才转变成蒸汽动力，被广泛用于采矿、运输和制造业。西方学者用了一个生态学上的词来形容这一过程，既“前适应”（preadaptation）。
像煤一样，石油也有一个前适应过程。一开始，石油可以作鲸油的替代品，可以以煤油的形式用于照明。1860年的一份小册子上说：石油发出耀眼的光芒是世界上最明亮最便宜的照明，这光芒适合王宫贵族，自然也配得富商巨贾。
一开始，煤油是石油最主要的形态，也就是说用于照明，还有很少一部分石油用来提炼汽油（当时汽油主要是用于溶剂或者气化之后用于照明），另外石油的用途还包括用于润滑油、燃料油、凡士林油和石蜡。
20世纪初的美国，人们所用的燃料93%是煤。在城市里电灯取代了煤油灯，到1902年，美国共有180万盏电灯（用煤发电）。从能量密度上来说，石油比煤要大很多。不过因为石油是液体，所以煤炭更容易运输。即使到了上世纪50年代，通过油罐车或者管道运输1吨石油也比通过火车运输一吨煤要贵15%。
20世纪初，美国在得克萨斯和加利福尼亚发现了大油田。于是，美国西部和西南部的铁路立刻转向以石油为燃料，因为当地的石油比远距离运输到的煤更便宜。从1900年到1920年，美国总体的能量消耗增加了一倍，为石油提供了广阔的空间，因此也不用和煤炭工业争抢市场。