什么是可再生能源

1、一次能源：在自然界现成存在的能源，如煤炭、石油、天然气、水能等。

2、二次能源：由一次能源加工转换而成的能源产品，如电力、煤气、蒸汽及各种石油制品等。

3、可再生能源：凡是可以不断得到补充或能在较短周期内再产生的能源，风能、水能、海洋能、潮汐能、太阳能和生物质能等是可再生能源。

4、不可再生能源：不能够不断得到补充或能在较短周期内再产生的能源，煤炭、石油、天然气、核能等属于非再生能源。

扩展资料

能量转化

各种能源形式可以互相转化，在一次能源中，风、水、洋流和波浪等是以机械能（动能和位能）的形式提供的，可以利用各种风力机械（如风力机）和水力机械（如水轮机）转换为动力或电力。

煤、石油和天然气等常规能源一般是通过燃烧将燃烧化学能转化为热能。热能可以直接利用，但大量的是将热能通过各种类型的热力机械（如内燃机、汽轮机和燃气轮机等）转换为动力，带动各类机械和交通运输工具工作；或是带动发电机送出电力，满足人们生活和工农业生产的需要。发电和交通运输需要的能源占能量总消费量的很大比例。

据预测，20世纪末仅发电一项的能源需要量将大于一次能源开发量的40%。一次能源中转化为电力部分的比例越大，表明电气化程度越高，生产力越先进，生活水平越高。

参考资料来源：百度百科-能源 （向自然界提供能量转化的物质）

一次能源可以进一步分为再生能源和非再生能源两大类型。再生能源包括太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能、地热能等。

可再生能源在自然界可以循环再生。是取之不尽，用之不竭的能源，不需要人力参与便会自动再生，是相对于会穷尽的非再生能源的一种能源。

扩展资料：

人类使用再生能源的原因主要有以下几点：

1、科技的进步让此类能源更加“好用”；

2、化石能源是有限的，不仅其价格会日渐增涨，而且终会有枯竭的时候；

3、某些再生能源（如风能、水力、太阳能）不会排放温室气体（如二氧化碳），因此不会增加温室效应的风险；

4、为了增进能源供应安全，减少对进口化石能源的依赖，并满足对可持续性能源的需求。

在19世纪中叶煤炭发展之前，所有使用的能源都是可再生能源。除了核能、潮汐能、地热能之外，人类活动的基本能源主要来自太阳光。

像生物能和煤炭、石油、天然气等化石能源，主要通过植物的光合作用吸收太阳能储存起来。其它像风力，水力，海洋潮流等等，也都是由于太阳光加热地球上的空气和水的结果。

参考资料来源：百度百科——可再生能源

可以分为再生能源和非再生能源。

有的书上写的是可再生能源和不可再生能源，其实都是一样的。

一次能源可以进一步分为再生能源和非再生能源两大类型。再生能源包括太阳能、水力、风力、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能等。它们在自然界可以循环再生。

我来给你简明扼要吧。美国东西两大洋，太平洋和大西洋，南是墨西哥，北是加拿大，所以整个外部环境对它而言是没有压力的，不像中国，周边民族冲突，宗教冲突，边界冲突，历史冲突……所以它只需要把经济发展起来，战争什么的是很难烧到它本土的。现在是美国的统治地位时期，他需要长期保持这种优势，就需要把世界的经济和自己联系起来，而发展新能源正好可以从两方面解决这个问题：1、新能源代替传统能源是必然趋势，这是美国把握住又一个新的经济制高点，这无疑扩大了美国在相关领域和扩展领域的影响力。2、看以后的世界，谁主宰能源谁就主宰世界，美国有精力和实力来发展新能源产业，这和美国这种优良的外部地理环境是相互映照的。看一下最近的日本核电站泄露，为什么搞得那么夸张，就因为日本地少，污染一片是一片，又只能靠海吃海，还不能污染海。哪像美国，放弃一片还有一篇，所以总的来说，是地理影响美国能源产业，能源产业来体现地理优势。

在全球变暖趋势不断加剧，传统化石能源供应日趋紧张的形势下，各国政府在制定能源发展战略时纷纷提出要进一步开发和加大可再生能源的利用比例。但美国科学家的最新研究分析表明，可再生能源也许并不如想象的那样环保，发展可再生能源需要耗费大量的土地资源，最终的代价可能是环境遭到破坏。可再生能源是否是把“双刃剑”再次成为科学家们争论的焦点。 反对者：占地过多侵蚀自然 纽约洛克菲勒大学的杰西·奥索贝尔带领的研究小组在最新出版的《核能管理、经济和生态》杂志上发表论文称，他们对每一种可再生能源所占用的土地资源以及相对应的电力产出进行了考察分析。根据测算，生物质能和风能每生产1瓦或者2瓦电需要占用1平方米土地，要想改变全球能源供应格局，就需要兴建足够多的风电场以及拦河大坝，种植足够多的生物燃料作物，这势必会给自然带来巨大的侵蚀。 以美国为例，如果要满足2005年全美国的电力需求，必须在相当于得克萨斯州面积（约26.7万平方公里）大小的地方安装风力发电设施，并保持昼夜不停运转，才能保证供应。而纽约市所有的电力设备要想正常工作，也需要一个面积相当于康涅狄格州（约1.3万平方公里）的巨大风力发电场。 赞成者：所需土地其实有限 有些科学家则不认同奥索贝尔的分析结论，认为他采用能源密度（即每单位土地上的能源产出）作为唯一的衡量标准有失偏颇，不能够全面估算可再生能源对环境产生的影响。 美国国家可再生能源实验室主任研究员约翰·特纳表示，利用能源密度作为评估标准，不足以涵盖各种不同可再生能源的发展潜力。他说，如果用转换效率为10%的太阳能电池来为整个美国提供电力保障，那么只需要在亚利桑那州或者内华达州这种阳光充沛的地方安装1万平方英里（约合2.6万平方公里）的太阳能板就足够了，而整个美国大陆面积有370万平方英里，占用的土地面积不过是九牛一毛。而且，这仅仅只是采用了其中一种可再生能源技术。 是否环保：思路不同结论迥异 根据奥索贝尔的分析报告，如果美国以生物质能作为主要能源，那么爱荷华州965平方英里（约合2500平方公里）的可耕地都将被占用。如果利用太阳能，仅太阳能面板覆盖的土地面积就达到58平方英里（约合150平方公里），此外还要考虑兴建配套的储存工厂所占用的土地。因此他认为，太阳能和生物质能等可再生能源是“不环保的”。 对此，特纳表示，完全不必要在新的土地上建太阳能工厂，只需在现有建筑或房屋的屋顶上支起太阳能板，就能够满足全美国年电力需求的25%%。至于占地面积很大的风力发电场，实际上有95%%的地面是闲置的，可以合理利用土地，用来耕种农作物。 未来趋势：核能也是绿色能源？ 奥索贝尔认为，核能具有排放污染小的优势，是未来能源发展与利用的方向。他解释说，强调环保理念的能源政策有三大支柱，一是增进能源效率，二是利用碳捕获和封存技术，逐渐加大对天然气的依赖，第三就是发展核能。 特纳也赞同核能的发展潜力，但他提醒，核废料的处理不容忽视，应该在确保安全的前提下逐步推广。

2011年5月9日，美国能源部称已经停止接受新建太阳能、风能或其他可再生能源设施的贷款担保申请，并暗示已经提交申请的企业也未必能全部获得担保。美能源部至今已通过贷款担保支持了20个清洁能源项目，总金额超过180亿美元。

美国的可再生能源发展的支持体系十分完善，甚至比公认的可再生能源领袖欧盟更为全面和成体系。美国对可再生能源的支持体系可以分为政策层面和经济层面，其中政策层面主要包括各种法律法规；经济层面主要有税收抵免、对生产侧和消费侧直接补贴、债券和贷款担保等。

除了联邦政府层面的政策和经济支持外，州政府对于可再生能源也有很多补贴和优惠政策，尤其是加州等资源和经济条件较好的地方。

事实上，美国政府非常期望通过政策支持为可再生能源发展创造新市场空间，为其发展扫除体制和政策障碍；并通过经济支持使可再生能源技术产业化，调动起各方投资和应用可再生能源的积极性。

本次美国能源部停止接受新建太阳能、风能或其他可再生能源设施的贷款担保申请，并不能理解为美国可再生能源支持政策的拐点，但可以看出美国官方对于可再生能源态度的调整。

之所以会出现这种调整，源自于美国政府对传统能源的重视。今年3月30日，美国政府发布了《能源安全未来蓝图》，把本土传统化石能源的地位再次提高。

《蓝图》认为，美国目前应该尽可能开发本土化石能源，这包括墨西哥湾和阿拉斯加的石油、非传统的油气资源，比如页岩气、致密气等，甚至连加拿大的油砂也可以包括在内。

美国本土的油气储量非常丰富，根据美国地质调查局2009年公布的数据，美国外海大陆架拥有高达1150亿桶的技术可采原油储量，565万亿立方英尺的天然气储量，这还不不包括BP和雪佛龙公司最近在墨西哥湾深海的新发现。

过去两年，美国积极鼓励国内石油、天然气等资源的开发和生产，在开采本土油气资源方面取得了巨大进步，美国政府一方面为本土资源开采解禁——奥巴马去年3月宣布部分取消在美国近海开采石油的禁令，另一方面，美国的油气开采技术这两年不断获得突破，使过去无法开采的非传统油气资源获得了有效利用。

在页岩气开采上，美国预计页岩气产量占天然气总产量的比例将从2007年的12%上升至2013年的35%，2030年这一比例将进一步上升至55%，非常规天然气的成功开发，使美国跃居2009年世界第一大天然气生产国，基本实现了自给自足。2010年，美国国内的石油产量达到自2003年以来的最高值，进口石油量占所消耗液体燃料的比例十多年来首次低于50%。

坐拥如此庞大的油气资源储备，美国自然不必像欧洲人一样将能源安全全部寄托在非常昂贵的可再生能源上，并且目前美国和欧洲一样，都还未完全走出金融危机的泥潭，政府财政收入捉襟见肘。欧洲各国鉴于财政因素，最近已经削减了对于各种可再生能源的补贴，而美国停止接受新建太阳能、风能或其他可再生能源设施的贷款担保申请也可以看作是对欧洲各国做法的效仿。

同时，美国虽然放缓了国内对于可再生能源的支持力度，但是另辟蹊径，通过国际合作的方式，来为本国的可再生能源的发展寻找动力。近年来，美国不断同各新兴国家签订可再生能源发展合作计划，如与中印等国签订了合作协议，共同发展可再生能源，美国此举是希望利用新兴国家的资源和财政收入，以及美国本身的研发实力来共同开发可再生能源，真可谓是借力发展的高招，这对中国的可再生能源发展有一定借鉴意义。

一、前言 美国，是矿产资源大国，也是世界重要的矿产品生产国和消费国。美国的矿产资源与矿业管理制度，在西方发达国家中具有一定的代表性。 美国作为世界资源消耗大国,被称为"车轮上的国家"，虽然也是资源大国，但它高度发达的经济消耗了太多的资源，造成了美国的"能源危机"，经常为了能源而以这样或那样的借口发动对外战争。 在经历资源破坏、环境污染所带来的一系列灾难及能源危机给经济造成的重创后,美国开始在节约能源、合理利用资源方面采取了一些举措,并取得显著成效。开源节流，使美国逐步改变其资源使用方式,走上了资源节约型社会发展之路。 美国在节约能源及合理利用资源方面积累的经验值得借鉴。 二、矿产资源概况 美国矿产资源丰富。据美国地质调查局2006年和BP世界能源统计回顾2006年提供的最新资料数据，美国目前探明的矿产储量为：石油3600百万吨，煤炭246643百万吨，天然气192.5万亿立方英尺，铁矿石6900百万吨，钼270万吨，铜3500万吨等。 其中，美国的煤炭、稀土、铁矿石、钼、铜、铅、锌、金、银、硼、硅藻土、天然碳酸钠、重晶石等矿产储量分别占世界总储量的27.1％（煤炭）、14.8％（稀土）、4.3％（铁矿石）、31.4％（钼）、7.4％（铜）、12.1％（铅）、13.6％（锌）、6.4％（金）、9.3％（银）、23.5％（硼）、27.2％（硅藻土）、95.8％（天然碳酸钠）和12.5％（重晶石）。分别列居世界第1、3、7、2、2、3、3、5、6、2、1、1和3位。 此外，美国的石膏、滑石（和叶腊石）、高岭土、膨润土等矿产储量或资源量，也在世界上处于领先位置。 美国油气资源主要分布在全国5大油气区30多个油气盆地中。5大油气区分别为：墨西哥湾含油气区、北美地台含油气区、加利福尼亚含油气区、落基山含油气区和阿拉斯加含油气区。 目前探明的石油储量主要集中在德克萨斯、路易斯安纳、阿拉斯加和加利福尼亚等4个州。其中，得克萨斯州的石油储量占美国总储量的22％，路易斯安那州占20％；阿拉斯加占20％；加利福尼亚州占18％。 美国煤炭资源则主要分布在蒙大拿州、伊利诺斯州、怀俄明、西弗吉尼亚、堪萨斯、宾西法尼亚、德克萨斯和印第安那等州，其中，蒙大拿州和伊利诺斯州是美国煤炭资源最丰富的两个州，蒙大拿州煤炭资源量占美国煤炭总资源量的24％，而伊利诺斯州占美国煤炭总资源量的21％。 美国金属矿产资源如铜、铅、锌、金、银、钼、铀等主要分布在西部地区，包括内华达、犹他、亚利桑那、蒙大拿、爱达荷、加利福尼亚、阿拉斯加、科罗拉多和新墨西哥等州。 铁矿资源则主要分布在苏必利尔湖区一带。美国非金属矿产资源则遍布全美各地，但以东部和西部地区居多。 三、石油与金属消费状况 2005年，美国石油消费为每天20660千桶，煤炭消费为1023.4百万吨，天然气消费量为219780亿立方英尺，分别占世界总消费量的25.0％、19.6％和23.0％。 在2000年到2005年的6年中，美国石油年消费量最高为2005年的每天20660千桶，最低为2004年的每天19625千桶，平均为每天19907千桶。煤炭消费量则变化在961.4－1023.4百万吨之间，平均年消费量为988.2百万吨。天然气消费量变化在219780－233330亿立方英尺之间，平均年消费量为225420亿立方英尺。 在消费发展趋势上，从2000年到2005年，美国石油消费量年均增长率为1.0％，煤炭消费量年均增长率为0.8％，而天然气消费量则成负增长，即减少趋势2005年，美国精炼铝消费量为611.4万吨，精炼铜消费量为233.6万吨，精炼铅消费量为146.9万吨，精炼锌（锌锭）消费量为101.8万吨，精炼镍消费量为13.3万吨，精炼锡消费量为4.21万吨，钨消费量为1.16万吨，钼消费量为3.42万吨。 前六种金属（铝、铜、铅、锌、镍和锡）的消费量占世界总消费量的比例分别为19.3％、13.5％、19.5％、9.8％、10.1％和12.1％。2005年美国钨和钼的消费量在世界总消费量中的比例，目前无可得数据进行计算。 在2000年到2005年的6年中，精炼铝的消费量变化在523.0－616.1万吨之间，平均每年消费量为574.7万吨；精炼铜的消费量变化在229.0－301.0万吨之间，平均每年消费量为250.5万吨；精炼铅消费量变化在146.9－169.4万吨，平均年消费量为158.0万吨；精炼锌消费量变化在101.8－131.5万吨之间，平均年消费量为116.6万吨；精炼镍消费量变化在11.8－14.7万吨之间，平均年消费量为13.0万吨；精炼锡消费量变化在4.21－5.72万吨之间，平均年消费量为4.88万吨；钨消费量变化在1.01－1.45万吨之间，平均年消费量为1.25万吨；钼消费量变化在1.96－3.42万吨之间，平均年消费量为2.65万吨。 四、资源节约型社会的建设经验 (一)以节约能源为重点。美国对资源的节约使用始于节能,并始终视为重点。从总体上看,美国的节能政策和措施可分为两类:一是在政府管理下,通过法律等形式施行,属于政策性手段二是通过财税等经济手段鼓励节能,属于市场行为。 1.实施能源管理。美国政府设有专门的节能机构,同时允许非政府组织参与能源管理。这些机构的职责主要是为节能工作创造一个有规则的市场环境,同时对政策的实施起到监督和调控作用。美国负责能源管理的政府机构分为国家(联邦)和地方(州政府)两个主要层次。其中,美国能源部(DOE)是最主要的政府机构,负责能源政策的制定和执行。美国环保署(EPA)和联邦能源管理机构(FERC)是推动节能工作的辅助部门。此外,大部分州政府设有相应的能源管理部门,负责抓各州的节能工作和执行国家的能源政策。美国节能机构的另一个重要组成部分是非政府机构,美国能源效率经济委员会(ACEEE)和美国自然资源保护委员会(NRDC)是其中最重要的两个组织。 2.制定节约能源的法律法规。美国在能源管理方面十分重视法制建设,注重用法律手段加强节能管理,形成了完善的节能法律法规体系。美国能源立法大体经历三个阶段。第一,能源危机紧急应对阶段。为应对1973年以来的两次石油危机,美国于1975年颁布《能源政策和节能法案》,于1978年颁布《国家节能政策法案》和《公用电力公司管理政策法案》。第二,降低电器设备耗能阶段。美国于1987年制定了国家设备能源保护法,颁布《国家家用电器节能法案》。第三,制定国家能源综合战略阶段。美国于1992年颁布《能源政策法案》,于1998年公布了《国家能源综合战略》,并于2005年颁布《国家能源政策法》。 3.重视能效标准的制定。制定并执行能源效率标准是美国节能工作的重要一环。美国颁布和实施的能源效率标准分为强制性和自愿性两类。在全国范围内实施的强制性标准需经过国会讨论和批准,具有法律效力。自愿性标准则由企业界自行制定和实施,若实施后得到政府、企业界和公众的认可,则有可能被改为强制性标准。能效标准的具体应用归功于"能源之星"项目的推行。"能源之星"是美国政府推出的一项旨在指导企业和个人提高能源利用效率,从而保护环境的节能项目。它是美国环保局20世纪90年代推出的商品节能标识体系,凡符合节能标准的商品会贴上带有绿色五角星的标签,并进入美国环保局的商品目录得到推广。 4.对节能行为进行现金补贴。现金补贴是直接刺激节能行为的一种有效方式。在美国,联邦政府、州政府及电力公司等公用事业组织每年均会给予大量经费补贴用予鼓励用户购买节能产品。此外,美国在节能研发方面也采取多种融资方式提供现金支持,并以多种形式进行资金资助和补贴。 5.减免节能项目的税收。税收减免是节能财税政策的一项重要举措。如,在2001年美国财政预算中,对新建的节能住宅、高效节能建筑设备等实行了减免税收政策,规定在2001年1月1日~2005年12月31日期间,凡在美国国家节能标准(IECC标准)基础上再节能50%的新建建筑,每幢减免税收2 000美元,对各种节能型设备,根据能效指标分别减税10%或20%。 6.提供抵押贷款服务。美国一些官方和商业贷款机构对节能型产品提供抵押贷款服务,对此类产品提供优惠的低息贷款以鼓励节能产品的开发。此外,还采取返还现金、低利息等措施鼓励居民购买"能源之星"认证的住宅等。 (二)推动循环经济发展。早在20世纪70年代,美国就开始提出循环经济概念。由于政府措施得当,加之产业界和公众的支持,美国正在向循环型社会发展。美国制定一系列以循环利用为目标的资源使用政策,主要内容有:一是促进可再生资源的开发利用,二是充分合理利用现有资源,三是鼓励节能。 1.回收利用废弃物。经过几十年的发展,废弃物的回收利用在美国取得了很大发展。据美国环保局公布的数据,1999年美国回收利用的固体废弃物高达6 400万吨,废弃物的回收利用率比15年前提高一倍,达28%。 2.鼓励发展可再生资源。美国政府采取一系列调控手段培育与可再生资源相关的市场。如,1993年克林顿总统签署行政令,要求再生产品在所有政府机构的办公用品中应占20%,1999年将这一比例提高到30%,这一行政令的实施使再生产品在联邦政府的采购物品中两年内增加到35%。在政府的带动下,各州和地方政府也相继制定政策,鼓励人们购买使用再生物质的产品,推动了美国可再生资源的开发。 (三)实施资源节约战略 1.通过立法管理资源。美国政府注重用法律手段来管理资源。迄今为止,美国已制定了一系列严格的资源保护法律、法规,主要有《多重利用、持续产出法》、《森林、牧场可更新资源规划法》、《联邦土地利用和管理法》、《濒危物种法》、《海岸带管理法》及国家公园管理法规系列。这些资源保护法和控制资源开发活动的各类经济法,加上有关国际公约,共同构成完整的资源保护法律法规体系,大大增强了对资源开发利用和保护效应。 2.利用经济手段管理资源。美国经济以市场为导向,注重充分利用经济手段管理资源。为改变资源短缺与资源大量耗用并存的矛盾,美国政府着力完善资源产权制度,调动各方保护资源、节约资源的积极性,实现资源产业化管理,改变了资源无偿或低价使用的状况。此外,美国正逐步建立完善统一的资源市场及合理的资源价格体系,利用经济杠杆推动资源的高效利用。 五、能源资源利用的现状 (一)能源利用效率明显提高。由于节能政策的不断调整和技术上的不断进步,美国的能源利用效率长期处于世界领先水平,能源利用效率不断提高,节能取得显著成效,GDP单位能耗逐年下降,从1970~2005年,全美GDP单位能耗下降了将近50%。目前美国的能源利用效率仍然很高:2007年美国单位GDP能耗为8.8百万BTU/美元(BTU:英制热单位),比1973年下降了98%。 (二)能源消费结构得到优化。美国能源消费以石油、煤炭和天然气为主。二战后,美国的石油进口量逐年增加,石油进口依存度极高。随着美国政府出台的一系列相应措施,其能源消费结构得到优化。据美国能源部统计,2005年全美一次能源消费中,石油占40%,煤炭占23%,天然气占23%,核能占8%,可再生能源占6%发电消耗的一次能源中,煤炭占49.8%,核电占19.9%,天然气占17.9%,可再生能源约占9.1%。这表明美国石油消费比例已大大降低。 (三)可再生能源发展成效显著。美国是世界上最大的可再生能源生产国,并实现了可再生能源的多元化利用。美国联邦政府还制定许多经济激励政策,以降低可再生能源产品及服务的成本和价格,培育和扩大可再生能源的市场需求。近年来对几种不同的可再生能源利用现状如下:风力发电方面,美国的风电装机容量处于世界领先地位,2002年累计装机容量达467万千瓦太阳能光伏发电方面,美国已开展100万套屋顶光伏计划美国是世界上生物质发电装机最多的国家,目前拥有350多座生物质发电站美国还非常重视氢能,2003年投资17亿美元启动氢燃料开发计划,2004年建立了第一座氢气站。 六、经验启示 (一)建立基于市场的节能政策调节机制。美国在充分发挥市场对节能的激励、约束作用基础上,灵活采用财税政策,引导不同群体出于自身利益去自发节能。完善相关的配套政策,使市场机制能够发挥作用。 (二)出台资源节约的法律、法规,制定能效标准。进行节能立法,制定能效标识和节能监督等法律法规,形成完备的节能法律法规体系；制定和实施能效标准体系,为节能工作提供依据和衡量标准。 (三)提高资源利用效率,开发可再生资源。坚持节能与开发并举,在加强技术研发、提高能源利用效率的同时,开发和利用我国丰富的可再生能源,如风能、地热能,等等,实现能源利用多元化。借鉴循环经济的做法,提高资源整体利用效率,并着力开发各类可再生资源,鼓励消费者使用可再生资源生产的产品。 (四)加强节约型社会理念的宣传。美国在制定每项政策措施的同时注重宣传,公众的积极参与是推动美国节约型社会建设的重要动力。利用各类媒体进行宣传,建立长效宣传机制,在全社会形成科学消费、循环节约的理念

人类生存和发展的三要素

物质、能量与信息。

因此，能源的发展史直接影响人类的发展史。

我们人类生存与发展中最具有决定性意义的要素是三个：¾¾ 物质、能量和信息。

组成我们的世界是物质；人类生存活动决定于对信息的认知和反应；而维持生命，从事发展的活动又地要通过消耗能量来进行。

一切能量来自能源，人类离不开能源。能源是人类生存、生活与发展的主要基础。能源科学与技术，能源利用的发展在人类社会进步中一直扮演着及其重要的角色。

能源发展的里程碑可以这么说，每一次能源利用的里程碑式发展，都伴随着人类生存与社会进步的巨大飞跃。几千年来，在人类的能源利用史上，大致经历了这样四个里程碑式的发展阶段：原始社会火的使用，先祖们在火的照耀下迎来了文明社会的曙光；18世纪蒸汽机的发明与利用，大大提高了生产力，导致了欧洲的工业革命；19世纪电能的使用，极大地促进了社会经济的发展，改变了人类生活的面貌；20世纪以核能为代表的新能源的利用，使人类进入原子的微观世界，开始利用原子内部的能量。

未来对能源的要求

有足够满足人类生存和发展所需要的储量，并且不会造成影响人类生存的环境污染问题。

未来对能源的需求 未来的人类社会依然要依赖于能源，依赖于能源的可持续发展。因此，我们须现在就很清楚地了解地球上的能源结构和储量，发展必须开发的能源利用技术，才能使人类的生存得于永久维持。

而我们赖于生存的能源是取之不尽用之不完的吗？回答是：不是，也是。事实上，进入21世纪后，人类目前技术可开发的能源资源已将面临严重不足的危机，当今煤、石油和天然气等矿石燃料资源日益枯竭，甚至不能维持几十年。因此，必须寻找可持续的替代能源。而近半世纪的核能和平利用，已使核能已成为新能源家属中迄今为止能替代有限矿石燃料的唯一现实的大规模能源。而且，未来如能实现核能的彻底利用，人类的能源将是无穷的。

除了物质、能量和信息三大因素外，人类对安全的要求也越来越重要了。安全包括社会安全、健康安全和环境安全等。它们同能源的关系也是非常密切的。现在利用的能源已造成了大量的环境污染问题，严重影响了人类的生存。因此，未来对能源的要求将不仅是储量充足，而且还必须是清洁的能源。相对其它化石能源而言，核能的和平利用已充分证明了核能是清洁的能源之一。

u 能源的定义与源头

究竟什么是“能源”呢？《科学技术百科全书》是这样说的：“能源是可从其获得热、光和动力之类能量的资源”；《大英百科全书》说：“能源是一个包括着所有燃料、流水、阳光和风的术语，人类用适当的转换手段便可让它为自己提供所需的能量”。可见，能源是呈多种形式的、可以相互转换的能量的源泉。简而言之，能源是自然界中能为人类提供能量的物质资源。

能源的源头

来自地球以外天体的能源（如太阳能）、地球本身蕴藏的能源（如地热、核能）、地球与其它天体相互作用产生的能源（如潮汐）。

而能源是产生能量的源头。

人们通常按形态与应用方式对能源进行分类。一般分为：固体燃料、液体燃料、气体燃料、水能、电能、太阳能、生物质能、风能、核能、海洋能和地热能。其中，前三类统称化石燃料或化石能源。已被人类认识的这些能源，在一定条件下可以转换为人们所需的各种形式的能量。比如薪柴和煤炭，加热到一定温度，能和氧气化合并放出大量热能，可以直接用来取暖，也可用来产生蒸汽推动汽轮机，再带动发电机，使热能变成机械能，再变成电能。把电送到工厂、机关和住户，又可以转换成机械能、光能或热能。

在我们生活的地球上，能源形形色色。总起来说有三个初始来源。

太阳能

地球

来自地球外部天体的能源（主要是太阳能）人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。

地球本身蕴藏的能量 通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。

与地球内部的热能有关的能源，我们称之为地热能。温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的表现。地球可分为地壳、地幔和地核三层，它是一个大热库。地壳就是地球表面的一层，一般厚度为几公里至70公里不等。地壳下面是地幔，它大部分是熔融状的岩浆，厚度为2900公里。火山爆发一般是这部分岩浆喷出。地球内部为地核，地核中心温度为2000度。可见，地球上的地热资源贮量也很大。

与原子核反应有关的能源正是本书要介绍的核能。原子核的结构发生变化时能释放出大量的能量，称为原子核能，简称核能，俗称原子能。它则来自于地壳中储存的铀、钚等发生裂变反应时的核裂变能资源，以及海洋中贮藏的氘、氚、锂等发生聚变反应时的核聚变能资源。这些物质在发生原子核反应时释放出能量。目前核能最大的用途是发电。此外，还可以用作其它类型的动力源、热源等。

来自星球引力的能量指由于地球与月球、太阳等天体相互作用的形成的能源。地球、月亮、太阳之间有规律的运动，造成相对位置周期性的变化，它们之间的引力随之变化使海水涨落而形成潮汐能。与上述二类能源相比，潮汐能的数量很小。全世界的潮汐能折合成煤约为每年30亿吨，而实际可用的只是浅海区那一部分，每年约可折合为6000 万吨煤。

u 能源结构与储量

地球上有哪些能量资源可供我们使用？它们还能维持多久？我们该怎么办？

能源的种类

一次能源：煤炭、石油、核能等自然界天然能量资源；

二次能源：汽油、电力、蒸汽等人工制造的能量资源，

一次能源和二次能源能源按其生成方式，分为天然能源（一次能源）和人工能源（二次能源）两大类。天然能源是指自然界中以天然形式存在并没有经过加工或转换的能量资源，如煤炭、石油、天然气、核燃料、风能、水能、太阳能、地热能、海洋能、潮汐能等；人工能源则是指由一次能源直接或间接转换成其他种类和形式的能量资源，如煤气、汽油、煤油、柴油、电力、蒸汽、热水、氢气、激光等。

常规能源和新能源其中，已被人类广泛利用并在人类生活和生产中起过重要作用的能源，称为常规能源，通常是指煤炭、石油、天然气、水能等四种。而新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量资源称为新能源，相对于常规能源而言，在不同的历史时期和科技水平情况下，新能源有不同的内容。当今社会，新能源通常指核能、太阳能、风能、地热能、氢气等。

煤的时代

能源结构的变迁历史上，伴随着新的化石资源的发现和大规模开采与应用，世界的能源消费结构经历了数次变革。18世纪的以煤炭替代柴薪，到19世纪中叶煤炭已经逐渐占主导地位。20世纪20年代，随着石油资源的发现与石油工业的发展，世界能源结构发生了第二次转变，即从煤炭转向石油与天然气，到20世纪60年代，石油与天然气已逐渐称为主导能源，动摇了煤炭的主宰地位。但是，20世纪70年代以来两次石油危机的爆发，开始动摇了石油在能源中的支配地位。以此同时，大部分化学能源的储量日益减少，并伴随着许多环境污染问题。

而人类对能源的需求却在与日俱增。例如主要能源形式 地球能源的储量估计

煤炭：～200年

石油、天然气：～50年

核能：无穷多

之一的电力消耗逐年增加。根据统计，人口若每30年增加一倍，电力的需求量每八年就要增加一倍。

于是，20世纪末，能源结构开始经历第三次转变，即从以石油为中心的能源系统开始向以煤、核能和其它再生能源等多元化的能源结构转变。特别是随着时间的推移，核能的比例将不断增长，并将逐步替代石油和天然气而成为主要的大规模能源之一。

化学能的储存量煤炭、石油、天然气还有多少年可以让人类开采利用？据世界能源会议统计，世界已探明可采煤炭储量共计15980亿吨，预计还可开采200年。探明可采石油储量共计1211亿吨，预计还可开采30～40年。探明可采天然气储量共计119万亿立方米，预计还可开采60年。必须指出的是，煤炭、石油等直接燃烧用来生产电能与热能实在太可惜了，且不说可能带来的环境污染，它们还是很好的化工原料呢！

水能及新能源的潜力那么水能呢？我们知道，水力是可以长期开发利用的。但是，在那些大面积缺水、水力资源不丰富的国家和地区怎么办？再说，水能还有个季节性的问题。这些都使水能无法成为世界能源结构中唯一的主力军。新能源中，太阳能虽然用之不竭，但代价太高，并且就目前的技术发展情况来看，在一代人的时间里不可能迅速发展和广泛使用。其它新能源也是如此。其它一些能源与水能相似，它们的规模受到环境、季节、地理位置等条件的限制，如风能、潮汐能、地热能等等。

易裂变核素

易发生裂变的原子只有铀-235（U235）、钚-239（Pu239）、铀-233（U233）三种。而天然存在的易裂变元素只有铀-235，钚-239可由铀-238生成，铀-233可由钍-232（Th232）生成。

易聚变核反应

氘（D2）-氚（D3）反应。氘和氚都是氢原子的同位素。氘天然存在，而氚极少，必须由人工生成（如由锂制造）。

核能--无穷的能源 核能分为裂变能和聚变能两种。目前人类能正在用于和平利用的只有裂变能。可控聚变能利用技术正在攻克。

天然铀的成份

天然铀中占99.3%为难裂变的铀-238，仅有0.714%为易裂变的铀-235。铀-238可通过吸收一个中子变成易裂变的钚-239。

作为发展核裂变能的主要原料之一的铀，世界上已探明的铀储量约490万吨，钍储量约275万吨。如果利用得好，可用2400～2800年。

聚变反应主要来源于氘-氚的核反应，氘来可大量自海水，氚可来自锂。因此聚变燃料主要是氘和锂，海水中氘的含量为0.03克／升，据估计地球上的海水量约为138亿亿米3，所以世界上氘的储量约40亿万吨；地球上的锂储量虽比氘少得多，也有2000多亿吨，用它来制造氚，足够满足人类对聚变能的需求。这些聚变燃料所释放的能量比全世界现有能源总量放出的能量大千万倍。按目前世界能源消费的水平，地球上可供原子核聚变的氘和氚，能供人类使用上千亿年。如果人类实现了氘-氚的可控核聚变，核燃料就可谓“取之不尽，用之不竭了”，人类就将从根本上解决能源问题，这正是当前核科学家们孜孜以求的所以。聚变能源不仅丰富，而且安全、清洁。聚变产生的放射性比裂变小的多。

专家们预测，核能在未来将成为人类取之不尽的持久能源。

1.2 变脏的地球与干净的核电

本节要点：回答的问题以下问题：现有的能源还能维持多久？能源利用可以不污染环境吗？核能真是可持续能源吗？

u 能源的可持续发展

必须寻找一些既能保证有长期足够的供应量又不会造成环境污染的能源。

而目前人类面临的问题正是：能源资源枯竭；环境污染严重。

能源利用与环境的可持续发展

能源危机

目前世界上常规能源的储量有的只能维持半个世纪（如石油），最多的也能维持一、二百年（如煤）人类生存的需求。

今天，几乎所有的工业化国家都面临着两个关系到可持续发展的紧密相连的挑战：保证令人满意的长期能源供应和减少人类活动带给环境的影响。能源利用与环境的可持续发展已成为关系到人类未来生存与文明延续的一个重要问题。

能源供应危机今天的世界人口已经突破60亿，比上个世纪末期增加了2倍多，而能源消费据统计却增加了16倍多。无论多少人谈论“节约”和“利用太阳能”或“打更多的油井或气井”或者“发现更多更大的煤田”，能源的供应却始终跟不上人类对能源的需求。当前世界能源消费以化石资源为主，其中中国等少数国家是以煤炭为主，其它国家大部分则是以石油与天然气为主。按目前的消耗量，专家预测石油、天然气最多只能维持不到半个世纪，煤炭也只能维持一二百年。所以不管是哪一种常规能源结构，人类面临的能源危机都日趋严重。

浓烟滚滚的火电厂

能源对环境的污染 另一方面，特别是利用化石能源的过程也直接影响地球的环境，使大气和水资源遭受严重污染。大气中主要的五种污染物是：氮氧化物（如NO与NO2）、二氧化硫（SO2）、各种悬浮颗粒物、一氧化碳（CO） 大气污染的主要源头

目前世界上最严重的大气污染来自化石能源燃烧造成的大气中二氧化碳量的增加。带来的主要后果是：酸雨、温室效应和臭氧层破坏。

和碳氢化合物（如CH4、C2H6、C2H4等）。其来源主要有三个方面：① 煤、石油等化石燃料的燃烧；② 汽车排放的废气；③ 工业生产（如各种化工厂、炼焦厂等）产生的废气。而其中燃烧化石燃料的火力发电厂是最大的固定污染源。

1. 多元化

世界能源结构先后经历了以薪柴为主、以煤为主和以石油为主的时代，现在正在向以天然气为主转变，同时，水能、核能、风能、太阳能也正得到更广泛的利用。可持续发展、环境保护、能源供应成本和可供应能源的结构变化决定了全球能源多样化发展的格局。天然气消费量将稳步增加，在某些地区，燃气电站有取代燃煤电站的趋势。未来，在发展常规能源的同时，新能源和可再生能源将受到重视。在欧盟2010年可再生能源发展规划中，风电要达到4000万千瓦，水电要达到1.05亿千瓦。2003年初英国政府公布的《能源白皮书》确定了新能源战略，到2010年，英国的可再生能源发电量占英国发电总量的比例要从目前的 3%提高到10%，到2020年达到20%。

2. 清洁化

随着世界能源新技术的进步及环保标准的日益严格，未来世界能源将进一步向清洁化的方向发展，不仅能源的生产过程要实现清洁化，而且能源工业要不断生产出更多、更好的清洁能源，清洁能源在能源总消费中的比例也将逐步增大。在世界消费能源结构中，煤炭所占的比例将由目前的26.47%下降到2025年的21.72%，而天然气将由目前的23.94%上升到2025年的28.40%，石油的比例将维持在37.60%～37.90%的水平。同时，过去被认为是“脏”能源的煤炭和传统能源薪柴、秸杆、粪便的利用将向清洁化方面发展，洁净煤技术（如煤液化技术、煤气化技术、煤脱硫脱尘技术）、沼气技术、生物柴油技术等等将取得突破并得到广泛应用。一些国家，如法国、奥地利、比利时、荷兰等国家已经关闭其国内的所有煤矿而发展核电，它们认为核电就是高效、清洁的能源，能够解决温室气体的排放问题。

3. 高效化

世界能源加工和消费的效率差别较大，能源利用效率提高的潜力巨大。随着世界能源新技术的进步，未来世界能源利用效率将日趋提高，能源强度将逐步降低。例如，以1997年美元不变价计，1990年世界的能源强度为0.3541吨油当量/千美元，2001年已降低到0.3121吨油当量/千美元，预计 2010年为0.2759吨油当量/千美元，2025年为0.2375吨油当量/千美元。

但是，世界各地区能源强度差异较大，例如，2001年世界发达国家的能源强度仅为0.2109吨油当量/千美元，2001～2025年发展中国家的能源强度预计是发达国家的2.3～3.2倍，可见世界的节能潜力巨大。

4. 全球化

由于世界能源资源分布及需求分布的不均衡性，世界各个国家和地区已经越来越难以依靠本国的资源来满足其国内的需求，越来越需要依靠世界其他国家或地区的资源供应，世界贸易量将越来越大，贸易额呈逐渐增加的趋势。以石油贸易为例，世界石油贸易量由1985年的12.2亿吨增加到2000年的21.2 亿吨和2002年的21.8亿吨，年均增长率约为3.46%，超过同期世界石油消费1.82%的年均增长率。在可预见的未来，世界石油净进口量将逐渐增加，年均增长率达到2.96%。预计2010年将达到2930万桶/日，2020年将达到4080万桶/日，2025年达到4850万桶/。世界能源供应与消费的全球化进程将加快，世界主要能源生产国和能源消费国将积极加入到能源供需市场的全球化进程中。

5. 市场化

由于市场化是实现国际能源资源优化配置和利用的最佳手段，故随着世界经济的发展，特别是世界各国市场化改革进程的加快，世界能源利用的市场化程度越来越高，世界各国政府直接干涉能源利用的行为将越来越少，而政府为能源市场服务的作用则相应增大，特别是在完善各国、各地区的能源法律法规并提供良好的能源市场环境方面，政府将更好地发挥作用。当前，俄罗斯、哈萨克斯坦、利比亚等能源资源丰富的国家，正在不断完善其国家能源投资政策和行政管理措施，这些国家能源生产的市场化程度和规范化程度将得到提高，有利于境外投资者进行投资。

三、启示与建议

1. 依靠科技进步和政策引导，提高能源效率，走高效、清洁化的能源利用道路

中国有自己的国情，中国能源资源储量结构的特点及中国经济结构的特色，决定在可预见的未来，我国以煤炭为主的能源结构将不大可能改变，我国能源消费结构与世界能源消费结构的差异将继续存在，这就要求中国的能源政策，包括在能源基础设施建设、能源勘探生产、能源利用、环境污染控制和利用海外能源等方面的政策应有别于其他国家。鉴于我国人口多、能源资源特别是优质能源资源有限，以及正处于工业化进程中等情况，应特别注意依靠科技进步和政策引导，提高能源效率，寻求能源的清洁化利用，积极倡导能源、环境和经济的可持续发展。

2. 积极借鉴国际先进经验，建立和完善我国能源安全体系

为保障能源安全，我国一方面应借鉴国际先进经验，完善能源法律法规，建立能源市场信息统计体系，建立我国能源安全的预警机制、能源储备机制和能源危机应急机制，积极倡导能源供应在来源、品种、贸易、运输等方式的多元化，提高市场化程度；另一方面应加强与主要能源生产国和消费国的对话，扩大能源供应网络，实现能源生产、运输、采购、贸易及利用的全球化.