第七章 能源和能源的利用
第一节 能源概述
能源概念 人们在日常生产和生活中，需要各种形式的能量。例如，在高炉中熔化铁矿石需要热能，开动机器需要机械能，使电子计算机工作需要电能，绿色植物生长需要光能，等等。凡是能够提供某种形式能量的物质，或是物质的运动，统称为能源。
自然界的能源资源按其形成和来源，一般可分为三大类：第一类是来自太阳辐射的能量。人类所使用的能量，绝大部分是过去和现在太阳辐射的能量，简称太阳能。地球上的绿色植物通过光合作用把太阳能转变成植物体内的化学能储存起来，为人类和各种动物提供了生存所需的能源。煤、石油、天然气等能源，实质上是地质历史时代生物固定以后积累下来的太阳能。第二类是来自地球内部的能量，如地热、核能资源等。第三类是由月球、太阳对地球的引力而形成的潮汐能。
煤、石油、天然气、水能以及生物能等是多年来大规模使用的能源，称为常规能源。20世纪中叶以来，随着科技的不断发展，才开始被人类利用的能源，如核能、地热、海洋能、太阳能、沼气等，或者过去被利用过，后来被代替了，现在又有新的利用方式的能源，如用以发电的风能，都称为新能源。
常规能源中的石油、煤、天然气等燃料，是经过地质作用在亿万年中形成的，开采消耗以后，短期内无法恢复。这种能源资源是非可再生的。太阳能、水能、风能、生物能等则可以持续利用。
能量的转换和传递 能量可以从一种形式转换成另一种形式，人们利用能源的过程，离不开能量转换和传递的过程。河流的水力带动水轮机，把机械能传递给人们作动力。我国古代很早就使用水力，利用水碓春（chōng）米。当代，水力多用来发电，简称水电。把机械能转换为电能，就能长距离输送。煤、石油、天然气通过燃烧，把化学能转换为热能，供给人们使用；煤、石油、天然气在发电厂内或内燃机组内经过燃烧，转换为电能或机械能，就可以做功。
从自然界中直接取得的天然能源，叫做一次能源。一次能源经过加工，转换成人们需要的另一种形式的能源，叫做二次能源。例如用煤炭、石油发电，得到的电能，就属于二次能源。汽油、焦炭、煤气、蒸汽也属于二次能源。
煤、石油、天然气以热的形式供给人们需要的能量，但是它们的发热量不等。为了计量方便起见，就采取它们发热量的一定值计算，例如把原煤每千克发热量定为5000千卡，石油每千克发热量定为10000千卡，天然气每立方米发热量定为9310千卡。为了使它们可以对比，好从总量上研究能源，我国还把含7000千卡热量的燃料，定为1千克标准煤。各种燃料均可按平均发热量折算成标准煤。折算成标准煤的比率是：原煤为0.714，石油为1.429，天然气为1.33，生物燃料柴草约为0.6。水电每千瓦时电力按当年火力发电的实际耗煤量折算成标准煤。