一、能源分類
能源是指提供可用能量的資源,其種類繁多,從大類說,一類是比較集中且較易轉化的含能物質,稱含能體燃料(燃料能源),如煤炭、石油、天然氣、沼氣、氫等;另一類是可以利用的能量過程,稱過程能源(非燃料能源),如太陽輻射、風力、潮汐等。還可從不同的角度對能源進一步分類。一般可按來源、可再生性、利用方式、利用後對環境的影響、利用的曆史狀況等分類。
1.三類不同來源的能源。第一類能源,來自地球以外,主要來自太陽輻射,也包括太陽能轉化而成的礦物能源(煤炭、石油、天然氣);第二類能源,來自地球內部,如地熱、核能;第三類能源,來自地球和其他天體的運動作用,如風能、潮汐能、水能。
2.可再生能源和不可再生能源。可再生能源是指水能、生物質能、風能、地熱能、潮汐能等,在消耗後可從自然界較易得到補充的能源。這類能源的利用往往不產生或很少產生汙染物,它們可能成為未來能源結構的基礎。不可再生能源是指人類開發利用後在現階段不能再生的能源物質。如煤炭、石油、天然氣等。現在我們使用的這些煤炭、石油、天然氣是經曆了漫長的地質年代儲存下來的太陽的能量,人們開采利用後難以恢複。不可再生能源是一種相對的概念。
3.按能源的利用方式分類可分為:一次能源,指自然界天然存在的、未經加工和轉化的能源;二次能源,由一次能源經加工、轉化而成的能源產品。
除上述三種分類外,按能源和環境的關係分類,能源可稱為清潔能源和非清潔能源。按利用的曆史狀況分類,能源分為常規能源,已經得到大規模利用、技術成熟的能源;新能源,尚處於研究開發階段或僅有少量利用的能源。
二、能源發展的曆史軌跡
人類利用能源的曆史可追溯到兩萬年以前古猿人的鑽木取火,從那時起人類學會了以薪柴為燃料來取暖和煮熟食物。後來,隨著能源技術的不斷提高,能源利用推動了人類文明的發展。這種進程開始是緩慢的。1個世紀以後,非商品能源(薪柴、農業廢料和動物糞便等)占全部使用能源的52%,隨後其份額即日趨下降。19世紀末20世紀初,西方國家的工業迅猛發展起來,煤炭成為其主要能源。20世紀中葉以後,進入了以石油、天然氣為主要能源的時代,核能也得到一定發展。到1970年,石油、天然氣占商品能源消費總量的64%。20世紀70年代以後,由於石油價格的上漲,石油的份額從1970年的46%降至1990年的36%,但石油仍是主要的商品能源之一,同時核能在能源利用中的比例正在進一步提高。
20世紀70年代的能源危機,標誌著廉價能源的時代已經結束,能源(尤其是礦物燃料)的有限性明顯地顯現出來,世界各國都不得不以較貴的價格獲得煤炭、石油和天然氣能源。據聯合國環境署的報告,到1989年底,預計已證實的全世界的石油儲量為1390萬億噸石油當量,煤炭資源約為5340億噸石油當量,天然氣為1040億噸石油當量。按照1990年的消費水平,石油儲量將夠用約46年,煤炭約205年,天然氣約67年,而且礦物燃料分布很不均衡。在已發現的油氣資源中,75%的石油和78%的天然氣分布在中東、前蘇聯和北美地區。尤其是中東,它占有全球一半以上的探明儲量。這種不均衡的分布使世界各國的能源利用存在著明顯差異。
三、能源與環境
1.能源利用與公害事件。生產力是社會進步的動力,而生產力的進步在很大程度上依靠能源利用的不斷進步。近200年來的工業化進程使世界發生了翻天覆地的變化。但是,能源利用的規模加大和深度不斷提高明顯地破壞了環境。在近代工業化革命短短的一二百年中,工業生產增長了50倍,礦產燃料的消耗也增加了30倍。更重要的是,人類創造物質財富能力的80%是20世紀50年代之後產生的,人類消耗礦物燃料能力的60%也是在20世紀50年代以後產生的。
中國能源研究所的專家將人類對能源利用的認識,分為以下四個階段:(1)在較低水平上的可持續使用階段。這一階段指人類在進入工業化時代以前,能源的消耗還比較少,盡管也存在局部的能源短缺和環境破壞,但總體上不存在全球性的能源與環境問題,人類對能源的開發和利用還限製在較低的水平上的可持續發展階段。(2)廉價能源。毫不節製的消耗階段。工業革命之後,人類對能源的開發和利用有了巨大的變化,原始森林的急劇減少、大規模開發利用煤炭以及價格低廉的石油,有力地支持了二戰之後一大批老牌工業化國家的複興和一批新興工業化國家的興起。這一時期人類對能源的開發和利用可以說是掠奪性的,給全球生態環境造成了無可挽回的損害。隻不過這種損害被世界經濟的空前繁榮與工業化帶來的物質文明所掩蓋。(3)珍惜使用即將枯竭的能源資源階段。1973年和1979年兩次石油危機,導致了世界性的經濟危機,人類突然意識到礦物燃料總會有枯竭的那一天,西方工業化國家開始節省能源、提高能效並積極尋求替代能源。(4)即使能源資源不會枯竭,環境容量也要求人類對自然的能源消費行為加以限製階段。人們對氣候變化的不斷關注,從而意識到能源與環境協調發展的重要性。如果人類不對毫無節製的能源消費行為加以控製,環境容量將先於能源資源而枯竭。因此,對能源的利用應該首先限製在環境容量允許的範圍之內,否則發展將難以為繼。