У початковий і дуже тривалий період розвитку суспільства людина сама виконував енергетичні функ-ції в процесі виробництва, будучи єдиним дві-гатель інструментів, знарядь і найпростіших технологиче-ських і транспортних машин. Пізніше в тих випадках, коли це уявлялося здійсненним за характером виробниц-ного процесу і було економічно доцільно, функції двигуна були покладені на тварин. Таким чином, початковий період розвитку енергетики характеризується виключним використанням, так на-зване мускульної сили або, точніше, біологічної енергії людини і тварин. Це - перший щабель раз-витку енергетики - період біологічної енергетики, або біоенергетики.
Наступною, другий, щаблем у розвитку енергетики стало застосування енергії неживої природи. Перший-ми джерелами цієї енергії, залученими до енергоснаб-ню виробничих процесів, були водні, а трохи пізніше - повітряні потоки, які призводили в дей-ствие водяні і вітрові колеса. Ця два види енергопостачання - і вітро-і гідроенергетика - характеризу-ють один і той же історичний період розвитку способу виробництва. Вони не тільки збігаються за часом переважно, але і однорідні за своєю фізичною суті-сти, представляючи собою безпосереднє використання наявних в природі джерел механічної енергії для приведення в рух виконавчих машин. По-цьому при, виділення якісно відмінною ступені роз-тая енергетики доцільно об'єднати споріднені за часом, характером і фізичному змісту гідро- і вітроенергетику, позначивши їх терміном механічна енергетика.
Наступна, третя, ступінь розвитку енергетики нача-лась з використання теплоти як джерела механічної роботи. Теплоенергетика виникла на початку XVIII в. в приватній формі водопідйомних двигунів і стала швидко розвиватися з кінця XVIII ст. в зв'язку з впровадженням в про-мислення і транспорт універсального парового дви-гатель.
В кінці XIX ст теплоенергетика, що є і в на-варте час кількісно переважає, отримала, так само як і гідроенергетика, значний стимул до уско-ренному розвитку завдяки виробництву електричної енергії. Електрична енергія не береться безпосередньо з природи, а виробляється на теплових, гидравли-чеських та інших електростанціях. Тому електроенергії-тика як вторинна енергетика, залучена завдяки своїй транспортабельности і трансформований в дру-Гії види енергії, не з'явилася самостійної, неза-мій формою енергетики. Вона не замінила первинні теп-лоенергетіку і гідроенергетику, а навпаки, стимулювала їх подальше, вельми прискорений розвиток, знаменуючи вме-сте з ними наступний, четвертий, період розвитку когось комплексної енергетики.
Новим етапом у розвитку енергетики стала виник-Шая в середині ХХ ст атомна енергетика, джерелом ко-торою може служити штучно викликаний розпад важких або з'єднання легких ядер атомів.
Послідовні якісні ступені розвитку енер-гетики можуть бути представлені таким коротким пе-річковий:
1. Біоенергетика - використання в якості джерела механічної роботи біологічної енергії людини і тварин.
2. Механічна енергетика - використання механи-чеський енергії потоків води і повітря.
3. Теплоенергетика - використання в якості дже-ника механічної роботи теплоти, що виділяється при спалюванні палива.
4. Комплексна енергетика - переважно-ного використання в якості первинної енергії теп-ловой і гідравлічної, а в якості вторинної - електрич-чеський енергії.
5. Атомна енергетика - використання енергії ядер-них реакцій.
Для перерахованих ступенів розвитку енергетики ха-рактер деякий кількісний показник, свойст-венний кожному з окремих форм енергії. Таким поки-ників є питома вагова енергоємність носія енергії, що виражається відношенням кількості механічної роботи до одиниці ваги енер-гоносітеля, т. Е. В Дж / кг.
Для живих двигунів подоб-ний показник непридатний внаслідок особливих форм восполняемость живого енергоносія за рахунок біологічної енергії. Проте, в окремих випадках в непрямій формі енергоємність живих двигунів може бути ус-пешно залучена для оцінки історичних ступенів раз-витку енергетики. Так, наприклад, якщо для сучасного океанського судна водотоннажністю 80 000 т залучити в якості двигуна людей, як це робилося в античному світі, то для необхідної потужності 70 000 л. с. буде потрібно понад 2 млн. веслярів. Вага цих веслярів без багажу і запасів продовольства в не-скільки разів перевищить вага самого судна.
Що стосується енергоносіїв неживої природи, то тут показник питомої енергоємності виражається до статочно точними цифрами і дозволяє не тільки пояснити його-нить історичні факти, а й зробити прогнози на бу-дущее.
Носій гідроенергії - вода - має запас енергії в залежності від можливої висоти падіння. Так, 1 кг води при падінні, наприклад, з висоти 100м може розташовувати роботою в 981Дж / кг (F = m # 8729; g = 1 # 8729; 9,81 = 9,81H; A = F # 8729; l = = 9,81 # 8729; 100 = 981 Дж). Ще меншою енергоємністю володіє носій вітрової енергії - повітря, енергоємність якого до то-му ж постійно і безсистемно змінюється в залежності від швидкості вітру.
Носій теплової енергії - паливо - має досить високою енергоємністю. Так теплота згоряння вуглеводневого палива в середньому становить 30 МДж / кг (30000000 Дж / кг). Навіть якщо врахувати, що ККД теплових установок в середньому приблизно в 3 рази нижче, ніж гідравлічних, висока енергоємність палива дає ви-хід практично реалізованої енергії в десятки тисяч разів більший, ніж енергоємність води.
Енергоємність електричної енергії є поня-ством дещо умовним, оскільки ця енергія вторинний-ва, перетворюються з інших видів енергії. У всіх слу-чаях отримання електроенергії її кількість, що відносяться до ваги генеруючого пристрою (паротурбогенератор, дизельгенератор, гідрогенератор, гальванічна або акумуляторна батарея), незначно. Тому з пози-цій питомої енергоємності електрична енергія не иг-рает такої ролі, як теплова. Теплова енергія в силу високої енергоємності палива є монопольною для водного і повітряного транспорту і переважної для наземного.
Використання ядерної енергетики з позицій питомої енергоємності, безумовно, знаменує величезний стрибок до нової якісної щаблі розвитку енергетики. Обчислена питома енергоємність ядерного пального виражається в середньому в 10 13 Дж / кг, що в мільйони разів перевищує середню енергоємність звичайного пального.
Звідси випливає ряд нових якостей виняткової ваги. Тисячі вагонів вугілля, споживаного щорічно теплової електростанцією, можуть бути замінені неяк-кими десятками кілограмів ядерного пального, і, таким чином, енергоємний і дорогий транспорт великої кількості палива може бути практично виключений.