第一節 何謂能源
所謂能源，是指能夠直接或經過轉換而獲取某種能量的自然資源。“能源”這一術語，過去人們談論得很少，正是兩次石油危機使它成了人們議論的熱點。能源是整個世界發展和經濟增長的最基本的驅動力，是人類賴以生存的基礎。自工業革命以來，能源安全問題就開始出現。在全球經濟高速發展的今天，國際能源安全已上升到了國家的高度，各國都製定了以能源供應安全為核心的能源政策。在此後的二十多年裏，在穩定能源供應的支持下，世界經濟規模取得了較大增長。但是，人類在享受能源帶來的經濟發展、科技進步等利益的同時，也遇到一係列無法避免的能源安全挑戰，能源短缺、資源爭奪以及過度使用能源造成的環境汙染等問題威脅著人類的生存與發展。
那麼究竟什麼是“能源”呢？關於能源的定義，目前約有二十多種。例如：《科學技術百科全書》說：“能源是可從其獲得熱、光和動力之類能量的資源”；《大英百科全書》說：“能源是一個包括著所有燃料、流水、陽光和風的術語，人類用適當的轉換手段便可讓它為自己提供所需的能量”；《日本大百科全書》說：“在各種生產活動中，我們利用熱能、機械能、光能、電能等來作功，可利用來作為這些能量源泉的自然界中的各種載體，稱為能源”；我國的《能源百科全書》說：“能源是可以直接或經轉換提供人類所需的光、熱、動力等任一形式能量的載能體資源。”可見，能源是一種呈多種形式的，且可以相互轉換的能量的源泉。
確切而簡單地說，能源是自然界中能為人類提供某種形式能量的物質資源。
第二節 能源的分類
能源的形式多種多樣，可以根據其存在和產生的形式、來源、能源本身的性質、能源利用的時間和普及的程度等進行分類。
1.按存在和產生的形式分類
根據能源存在和產生的形式可分為兩大類：一類是自然界存在的，可以直接利用的能源，如煤、石油、天然氣、植物燃料、水能、風能、太陽能、原子能、地熱能、海洋能、潮汐能等，稱為一次能源；另一類是由一次能源經過加工轉換而成的能源產品，如電、蒸汽、煤氣、焦炭、石油製品、沼氣、酒精、氫、餘熱等，稱為二次能源。
2.按來源分類
按能量的來源不同，可將能源分為三大類：
第一類是來自地球以外天體的能量，其中主要是太陽輻射能，此外，還有其他恒星或天體發射到地球上的各種宇宙射線的能量。太陽輻射能是地球上能量的最主要來源，它除了直接向地球提供光和熱外，還是其他一次能源的來源。例如，靠太陽的光合作用促使植物生長，形成植物燃料；煤炭、石油、天然氣、油頁岩等礦物燃料（又稱化石燃料）都是古代生物接受太陽能後生長，又長久沉積在地下形成的；另外，水能、風能、海洋能等，歸根結底也都源於太陽輻射能。
第二類是地球自身蘊藏的能量，主要有地熱能和原子核能。地熱能是地球內以熱能形式存在的能源，包括地下熱水、地下蒸汽和熱岩層，以及尚無法利用的火山爆發能等。原子核能是地殼內和海洋中的核裂變燃料（鈾、釷）和核聚變燃料（氘、氚）等發生核反應時釋放的能量。
第三類能源來自地球與其他天體間的相互作用。例如，太陽和月球對地球表麵海水的吸引作用而產生的潮汐能就屬此類。
3.按是否再生分類
在自然界中可以不斷再生並有規律地得到補充的能源，稱為可再生能源，如太陽能、水能、風能、潮汐能、生物質能等等。它們都可以循環再生，不會因長期使用而減少。經過億萬年形成的、短期內無法恢複的能源，稱之為非再生能源，如煤、石油、天然氣以及各種核燃料等。它們隨著大規模的開采和使用將會逐漸減少。
4.按使用性能分類
按照能源是否能作為燃料使用可分為燃料能源和非燃料能源。可作為燃料使用的能源包括礦物燃料（煤、石油、天然氣等），生物燃料（柴禾、沼氣、有機廢物等）、化工燃料（酒精、乙炔、煤氣、石油液化氣等），以及核燃料（鈾、釷、鈈、氘、氚等）。不可作為燃料使用的能源包括機械能（風能、水能、潮汐能等）、電能、熱能（地熱能、海洋溫差能等）和光能（太陽輻射能、激光等）。
按能源的儲存性質可分為含能體能源和過程性能源。前者可直接儲存，本身就是可提供能量的物質，如煤、石油、天然氣、核燃料等；而後者是由可提供能量的物質的運動所產生的能源，其特點是無法直接儲存，如風能、水能、電能、海洋能等。
5.按技術利用狀況分類
從能源被開發利用的程度、生產技術水平是否成熟及應用程度等方麵考慮，常將能源分為常規能源和新能源兩類。常規能源是當前廣泛使用、應用技術比較成熟的能源，如煤、石油、天然氣、蒸汽、煤氣、電等。新能源是指開發利用較少或正在開發研究，但很有發展前途，今後將越來越重要的能源，如太陽能、海洋能、地熱能、潮汐能等。新能源有時又叫非常規能源或替代能源。
常規能源與新能源是相對而言的，例如核裂變能應用於核電站，在我國核電站較少，核電所占比例較小，核能是新能源，但在國外除快中子反應堆與核聚變外，許多國家已把核能作為常規能源。即使對於常規能源，目前也正在研究新的利用技術，如磁流體發電，就是利用煤、石油、天然氣作燃料，使氣體加熱成高溫等離子體，再通過強磁場時直接發電。另外，風能、生物質能以及某些地方的地熱水（如溫泉）等能源，使用雖然已有多年曆史，但過去未被重視，近年來又開始重視並加以利用，各國現在一般也把它們當做新能源。
6.按對環境的影響分類
從使用能源時對環境汙染的大小，把無汙染或汙染小的能源稱為清潔能源，如太陽能、風能、水能、氫能等；對環境汙染較大的能源稱為非清潔能源，如煤炭、油頁岩等。
第三節 煤是怎樣形成的
煤的形成過程又叫做植物的成煤過程。一般認為，成煤過程分為兩個階段，即泥炭化階段和煤化階段。前者主要是生物化學過程，後者是物理化學過程。煤正是由植物殘骸經過複雜的生物化學作用和物理化學作用轉變而成的。
在泥炭化階段，它形成了泥炭或腐泥，植物殘骸是經過了既分解又化合的過程而形成的。所以泥炭和腐泥都含有大量的腐殖酸，但它的組成與植物的組成卻有很大的不同。
煤化階段首先要經過成岩作用，即是泥炭層在地熱和壓力的作用下，發生壓實、失水、肢體老化、硬結等各種變化而成為褐煤。其密度比泥炭大，碳含量相對增加，腐殖酸含量減少，氧含量也減少。
其次要經過變質作用。隨著褐煤的覆蓋層的加厚，地殼繼續下沉。而褐煤在地熱和靜壓力的作用下，再繼續進行物理、化學變化而被壓實、失水。形成了煙煤。煙煤對褐煤而言其碳含量增高，氧含量減少，腐殖酸已不存在了。
煙煤繼續由低變質程度向高變質程度變化。從而出現了低變質程度的長焰煙、氣煤，中等變質程度的肥煤、焦煤和高變質程度的瘦煤、貧煤。其中碳含量也隨著變質程度的加深而增大。
在成煤過程中的化學反應過程中，溫度有著決定性的作用。煤的變質程度隨著地層加深，地溫升高，而逐漸加深。並且高溫作用的時間越長，煤的變質程度越高，反之亦然。如果在溫度和時間的同時作用下，煤的變質過程基本上隻是化學變化過程。但其化學反應卻是多種多樣的，包括脫水、脫羧、脫甲烷、脫氧和縮聚等。
在煤的形成過程中壓力也是一個重要因素。其中反應速度就會隨著煤化過程中氣體的析出和壓力的增高，而變得越來越慢，但卻能促成煤化過程中煤質物理結構的變化，能夠減少低變質程度煤的孔隙率、水分和增加密度。
隨著氣候和地理環境的改變，處於不同地質年代的生物也在不斷地發展和演化。單就植物而言，從無生命一直發展到被子植物。這個演變過程的植物在相應的地質年代中形成了大量的煤。就其在整個地質年代中，全球範圍內有三個大的成煤期：
古生代的石炭紀和二疊紀，孢子植物是主要成煤植物。煙煤和無煙煤是主要煤種。
中生代的侏羅紀和白堊紀，裸子植物是主要成煤植物。褐煤和煙煤是主要煤種。
新生代的第三紀，被子植物是主要成煤植物。褐煤是主要煤種。其次為泥炭，也有部分年輕煙煤。
第四節 煤的類型有哪些
隨著社會的發展和科學的進步，煤的用途愈來愈廣泛，人們對煤的性質、組成結構和應用等方麵的認識也越來越深入，根據煤的各種需要，以及針對各種煤的側重點，煤的分類有以下3種方法：
1.煤的成因分類。是按照成煤的原始物料和堆積環境分類；
2.煤的科學分類。是按照煤的元素組成等基本性質分類；
3.煤的實用分類。又稱煤的工業分類，是按煤的工藝性質和用途分類。
我國和各主要工業國的煤炭分類均屬於實用分類，在我國根據煤的煤化度，將所有的煤分為褐煤、煙煤和無煙煤三大煤類。又根據煤化度和工業利用的特點，將褐煤分成2個小類，無煙煤分成3個小類。
煙煤比較複雜，按揮發分可分為低、中、中高和高四個檔次。按黏結性可分為不黏結或弱黏結煤、中等偏弱黏結煤、中等偏強黏結煤、強黏結煤４個或５個檔次。各類煤的基本特征如下：
無煙煤。無煙煤密度大，硬度大，燃點高，固定碳含量高，揮發分產率低，燃燒時不冒煙。
貧煤。貧煤具有不黏結或微黏結性。在層狀煉焦爐中不結焦。燃燒時火焰短，耐燒，是煤化度最高的一種煙煤。