一、能源的概念
自然資源（能源）指在一定時期和地點，在一定條件下具有開發(fā)價值、能夠滿足或提高人類當前和未來生存和生活狀況的自然因素和條件，包括氣候資源、水資源、礦物資源、生物資源和能源等。
能是物質做功的能力，能量是指能的數(shù)量，其單位是焦耳（J）。 能量是考察物質運動狀況的物理量，是物體運動的度量。如物體運動的機械能、分子運動的熱能、電子運動的電能、原子振動的電磁輻射能、物質結構改變而釋放的化學能、粒子相互作用而釋放的核能等。
能量的來源即能源，自然界中能夠提供能量的自然資源及由它們加工或轉化而得到的產(chǎn)品都統(tǒng)稱為能源。也就是說，能源就是能夠向人類提供某種形式能量的自然資源，包括所有的燃料、流水、陽光、地熱、風等，它們均可通過適當?shù)霓D換手段使其為人類生產(chǎn)和生活提供所需的能量。例如煤和石油等化石能源燃燒時提供熱能，流水和風力可以提供機械能，太陽的輻射可轉化為熱能或電能等。
二、能源的分類
在能源的獲取、開發(fā)和利用的過程中，為了表達的需要，可以根據(jù)其生成條件、使用性能、利用狀況等進行分類，能源的分類方式多種多樣。
1.按生成條件分類
按生成條件分類，可以把能源分為一次能源與二次能源。
一次能源又稱自然能源，指以天然形態(tài)存在于自然界中（現(xiàn)成存在），可直接取得而不需改變其基本形態(tài)的能源，如煤炭、石油、太陽能、風能及地熱能等。對于一次能源來說， 各種燃料的熱值是不同的，在統(tǒng)計能源的生產(chǎn)和消費，特別是在計算能耗指標時，常定義一種假想的標準燃料，即標準煤。標準煤的熱值為2. 9x104kJ/kg，各種燃料均可按平均發(fā)熱量折算成標準煤。
自然界中一次能源的初始來源，大致有3種情況。
第一類能源是來自地球以外天體（主要是太陽）的能量，側如能以光和熱的形式直接利用的太陽能，能以化石或生物體等物質形式存儲的能量，能以風流、波浪等形式體現(xiàn)的能量。
二類能源是來自地球內部的能源，主要是核能和地熱能，還包括地需火山噴發(fā)和溫泉等自然呈現(xiàn)的能量。
3）第三類能源是地球與其他天體相互作用產(chǎn)生的能量，例如月亮、太陽引為變化形成的潮汐能。
為工滿足生產(chǎn)和生活的需要，有些能源通常需要經(jīng)過加工進行直接或間接的轉換才能使用。由一次能源經(jīng)加工轉換而獲得的另兩種形態(tài)的能源即頭二次能版。如電能、沼氣、酒精、汽油以及氫能等，其中電能是最重要的二次能源。
按發(fā)展應用狀況分類
按發(fā)展應用狀況分類，可把能源分為常規(guī)能源與新能源。
常規(guī)能源是在當前的技術水平和利用條件下，已被人們廣泛應用了較長時間的能源，這類能源使用較普遍，技術比較成熟，現(xiàn)階段主要有煤炭、石油、天然氣、水能、核（裂變）能等。它們的工業(yè)化程度非常高，在總耗能量中占據(jù)絕對優(yōu)勢和份額。
新能源是由于技術、經(jīng)濟或能源品質等因素的限制而未能大規(guī)模使用的能源，有的甚至還處于研發(fā)或試用階段如太陽能、風能、海洋能、地熱、生物質和氫能等。
常規(guī)能源與新能源的分類是相對的，在不同歷史時期會有變化，這取決于應用歷史和使用規(guī)模。例如在 20世紀 50年代，核（裂變）能屬于新能源，現(xiàn)在有些國家已把它歸為常規(guī)能源。有些能源雖然應用的歷史很長，但正經(jīng)歷著利用方式的變革，而那些較有發(fā)展前途的新型應用方式尚不成熟或規(guī)模尚小，也被歸為新能源，例如太陽能、風能。在中國，新能源指除常規(guī)化石能源和大中型水力發(fā)電、核裂變發(fā)電之外的一次能源，包括生物質能、太陽能、風能、地熱能，以及海洋能。
按循環(huán)恢復能力分類
按循環(huán)恢復能力分類，能源分為非再生能源和可再生能源。非再生能源又稱不可再生能源，指用完后不可重新生成的能源，這類能源總有－天會枯竭，如化石燃料和核燃料均為非再生能源。據(jù)估計，按照現(xiàn)有的探明儲量和開采程度，地球上的化石燃料最多還可使用幾百年。
而可再生能源則可以循環(huán)使用，能夠有規(guī)律地不斷得到補充、沒有使用期限，也不會因長期使用而減少，如太陽能、水能、風能、海洋能、地熱能和生物質能，均為可再生能源。
按能源存在和轉移形式分類
能源按其能源存在和轉移形式可以分為能體能源和過程性能源。能體能源包含能量的物質或實體。這類能源可以直接存儲和運輸，例如化石燃料、核燃料、生物質、地熱水和地熱蒸汽。
過程性能源是隨著物質運動而產(chǎn)生、并且僅以運動過程的形式存在的能源。這類能源無法直接存儲和運輸。如風、水、海潮、波浪和地熱等。
5.按環(huán)境污染程度分類
按環(huán)境污染程度分類，能源分為清潔能源和非清潔能源。
清潔能源是指對環(huán)境沒有污染或污染較小的能源，有時也叫綠色能源，如太陽能、鳳能、海洋能、垃圾發(fā)電和沼氣等。
非清潔能源是指可能對環(huán)境造成較大污染的能源，例如煤炭等化石燃料。清潔與非清潔能源的劃分也是相對的。
能源分類
三、能源的品質
各種能源均有優(yōu)點，也各有不足。從開發(fā)、利用的角度考慮，可以從以下幾個方面對其進行評價和比較。
1.能流密度
能流密度是指在單位空間或單位面積內，能夠從某種能源獲得的功率�；剂吓c核燃料的能流密度大，各種可再生能源的能流密度一般都比較小。 能流密度太小，經(jīng)濟性就會過差，不利于開發(fā)利用。
開發(fā)費用和設備造價
對于化石能源與核燃料，探、采、加工、運輸均需投入大量人力和物力，而其發(fā)電設備單位容量的初期投資較小。而可再生能源的開發(fā)費用主要是開發(fā)能源的一次性投資，其設備造價比較高，而運營費用很低。開采和利用的成本與能源的轉化和利用的技術難度關系很大。隨著技術的發(fā)展、政策的傾斜、污染代價的計人，對于需要能源規(guī)模不是很大的場合，可再生能源發(fā)電的初期投資相對成本正在不斷降低。
3.存儲的可能性與供能的連續(xù)性
在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和人們的日常生活中，對能量的需求都存在著高峰、低行、間歇等規(guī)律，有時要求持續(xù)很長時間不同斷地供能，這就要求所使用的能源在不需要的時候能夠存儲起來，需要時能立即輸出。在這方面，化石燃料都比較容易存儲，也便于連續(xù)供應：而太陽能、風能等可再生能源則不易保存，能量供應也可能有波動性和間歇性。
4.運輸費用與損耗
運輸過程本身也要投資并消耗能源，遠距離運輸?shù)某杀竞蛽p耗會影響能源的使用。太陽能、風能、地熱能難以運輸，但可以就地利用，無需運輸。而化石燃料可以運輸，但要考慮運輸?shù)某杀竞秃哪堋?/p>
5.對環(huán)境的影響
隨著環(huán)保呼聲的提高和可持續(xù)發(fā)展概念的提出，人類對環(huán)境的重視會進一步加強，對排污指標的限制也將增加。化石燃料燃燒過程中會排放CO2等溫室氣體，甚至還有一些有毒或腐蝕性物質，對環(huán)境影響較大。核燃料有放射性污染及廢料處理的問題。即使是水力發(fā)電，也會對生態(tài)平衡、土地鹽堿化、灌溉與航運造成不利影響，需要加以考慮。而可再生能源大多對環(huán)境的影響較小。
6.蘊藏量
蘊藏量是能源品質評價的一個重要方面，儲量少的能源就沒有開發(fā)利用的價值，與蘊藏量有關的評價還應考慮其可再生性和地理分布情況。像化石燃料等非再生能源，蘊藏量是有限的，總有用完的時候。而太陽能、風能等可再生能源可以循環(huán)使用，不斷地得到補充，即使每年更新的數(shù)量有限，長期來看，也是無窮無盡的。
7.能源品位
能源品位反映的是能源利用的方便程度。其中，二次能源要比一次能源品位高。而能直接變成機械能和電能的能源（如水力和風能），要比那些必須先經(jīng)過熱利用環(huán)節(jié)的能源（如化石燃料）的品位高。
從以上幾個方面評價能源的品質，應以動態(tài)的觀點來衡量。隨著科學技術的進步和應用的發(fā)展，其各項指標都可能發(fā)生變化，也許會得到改善。
四、能源與社會發(fā)展
1.能源利用與人類文明
能源是人類賴以生存的物質基礎，是國民經(jīng)濟發(fā)展的命脈。天然能源的原始利用起源非常早，幾十萬年以前人類就學會了用火，這是利用能源的第一次大突破。在漫長的歲月里，人類一直以柴草為生活能量的主要來源，燃火用于燒飯、取暖和照明，這一時期也被稱為柴草時期。后來人類逐漸學會將畜力、風力、水力等自然動力用于生產(chǎn)和交通運輸。
2000多年以前人類就知道煤炭可以作為燃料。14 世紀的中國、17世紀的英國采煤業(yè)都已相當發(fā)達，但煤炭長期未能在能源消費結構中占據(jù)主導地位。在1860年的世界能源消費結構中，薪柴和農(nóng)作物秸稈仍占能源消費總量的73.8%，煤炭僅占25. 3%。
18世紀70年代，英國的瓦特制成了以煤炭作為燃料的改良型蒸汽機，這種蒸汽機得到迅速推廣，大大推動了機器的普及和發(fā)展。人類社會由此進入了“蒸汽時代”。蒸汽機的廣泛應用使煤炭迅速成為第二代主體能源，煤炭時期即從此時開始。煤炭在世界一次能源消費結構中所占的比重，從1860年的25%，上升到1920年的62%。煤炭的大量使用，使人類進入了機械化時代。
之后便是石油時代。人類很早就發(fā)現(xiàn)了石油，《漢書》（夢溪筆談）中都有描述。直到19世紀，石油工業(yè)才逐漸興起。1854 年，美國賓夕法尼亞州開采出了世界上第一口油井，是現(xiàn)代石油工業(yè)的開端。1886 年，德國人本茨和戴姆勒研制出第一輛以汽油為燃料、由內燃機驅動的汽車，從此進入大規(guī)模使用石油的汽車時代。石油和天然氣逐漸取代煤炭，在世界能源消費構成中占據(jù)主要地位。1965 年，在世界能源消費結構中，石油首次超過煤炭占據(jù)首位，成為第三代主體能源。到1979年，石油所占的比重達到54%，相當于煤炭的3倍。
原始能源最廣泛的利用方式是轉化為電能。1881 年，美國建成了世界上第一個發(fā)電站，同時還研制出電燈等實用的用電設備。從此以后，電力的應用領域越來越廣，發(fā)展規(guī)模也越來越大，人類社會逐步進入電氣化時代。石油、煤炭、天然氣等化石燃料被轉換成更加便于輸送和利用的電能，進步推動了工業(yè)革命， 帶來了巨大的技術進步。
1973年西方世界爆發(fā)了石油危機，宣告了石油時代的結束。核能利用迅速發(fā)展起來，在世界能源結構中占據(jù)了重要位置。到20世紀90年代，核能發(fā)電所提供的電力已占全世界發(fā)電總量的17%左右。
進入21世紀以來，太陽能、風能、海洋能、生物質能等可再生能源發(fā)展很快，并且逐漸走向成熟化和規(guī)�；嫉谋戎匾灿型蠓忍岣�，為人類解決能源和環(huán)保問題開辟了新的天地。
2.全球能源發(fā)展現(xiàn)狀
根據(jù)英國石油公司（ Brish Petroleum, BP) 發(fā)布的（BP世界能源統(tǒng)計年鑒2017版，截至2016年化石能源探明可采儲量分別為，全球石油2407億噸、天然氣186.6萬億立方米，以及煤炭193.31億噸，折合1.72萬億噸標準煤，其中煤炭占66. 1%。這些化石能源在全球分布不均勻，48%的石油資源分布在中東地區(qū)73%的天然氣資源分布在中東地區(qū)和歐洲及歐亞大陸，47%的煤炭資源分布在亞太地區(qū)。中國化石能源以煤炭為主，其可采儲量為2440.1億噸，上95.3%；石油可采儲量為36億噸，占2%；天然氣5.4萬億立方米，占2.7%。
全球他源消費持續(xù)增長，2016 年全球一次能 源消耗達到189.6億噸標準煤，增長1.3%。其中石油消費量為63億噸標準煤，占33%，為消費量最大的能源品種。其次為煤炭，占28%，天然氣占24%�；茉疵媾R枯竭、污染排放嚴重等現(xiàn)實問題，占比逐步降低，而清潔能源不僅總量豐富，而且低碳環(huán)保，可以再生，消費量逐步增多。水電及可再生能源的消費量持續(xù)增長，2016年水電消費量達到了13億噸標準煤，同比增長3.0%，近十年增長約32%，占一次能源消費量的6.86%; 2016 年可再生能源消費量達到了6億噸標準煤，同比增長14.4%，近十年增長約350%，占一次能源消費量的3.16%。
目前，石油是全球一次能源消費量最大的能源品種。中東地區(qū)和俄羅斯石油產(chǎn)量合計占46.8%，而其石油消費量只占全球消費總量的12.8%。與此相反，北美、歐洲和亞太地區(qū)石油產(chǎn)量合計占全球總產(chǎn)量的35.9%，而消費量卻占75.6%。
隨著產(chǎn)業(yè)轉移和人口比重的變化，發(fā)達國家在全球一次能源消費中的占比重下降，發(fā)展中國家占比上升。2016年亞太地區(qū)一次能源消費達到79.7億噸標準煤，同比增長2.4%，進10年增長42%。