能源利用

能源的分类

一、按来源分类

按来源可分为地球外部能源和地球内部能源。

1）地球外部天体，主要来自太阳。太阳直接辐射形成太阳能、风能、水能、生物质能、波浪能等；储存于地球的太阳能，如化石类能源（石油、天然气、煤炭和天然气水合物等）。

2）来自于地球内部，如地热能、核燃料。

3）与其他球体相互作用形成的能量，如潮汐能。

二、按形态分类按形态可分为燃料型能源和非燃料型能源。

1）燃料型如石油、天然气、煤炭、生物质等。

2）非燃料型：如水能、风能等

三、按可否再生分类按可否再生可以分为可再生能源与不可再生能源。

1）可再生能源：在自然界中可以不断产生，并有规律地得到补充的能源，如太阳能和由太阳能转变而成的水能、风能、生物质能等，都可以循环再生，不会因长期使用而减少。

2）不可再生能源：经过亿万年形成的、短期内无法恢复的能源，如化石类能源（煤炭、石油、天然气）、核燃料等。

不可再生能源随着大规模的开采，储量将越来越少，总有枯竭之时。

四、按转换层次分类按转换层次可分为一次能源与二次能源。

1）一次能源：从自然界取得的未经任何改变或转换的能源,如原油、原煤、天然气、生物质能、水能、核燃料，以及太阳能、地热能、潮汐能等。

2）二次能源：一次能源经过加工或转换得到的能源,如煤气、焦碳、汽油、煤油、电力、热水、氢能等。

五、 按对环境影响程度分类按对环境影响程度可分为清洁能源与非清洁能源。

1）清洁能源：使用能源过程中不产生CO2、SO2等污染环境的能源，如太阳能、风能、地热能、氢能等。

2）非清洁能源：如煤炭、石油、天然气等。

六、按开发技术成熟度分类按开发技术成熟度可分为常规能源与新能源。

1）常规能源：在相当长的历史时期和一定的科学技术水平下被人类长期广泛利用的能源，如煤炭、石油、天然气、水力、电力等。

2）新能源（替代能源）：一些虽属古老的能源，但只有采用先进的方法才能加以利用，或采用新的科学技术手段才能开发利用的能源；或有些能源近期才被人们所重视而开发利用，而且目前在能源中使用的比例很小，但很有发展前景的能源。如太阳能、地热能、潮汐能、氢能等。

常规能源与新能源是相对的。

未来发展战略能源的分类

能源发展的战略问题能源是人类文明和社会经济发展的重要物质基础，是国家可持续发展、国家安全和环境质量的根本保障，是每个国家都必须高度重视的战略资源。

能源的短缺，无论是数量上还是结构性的，都直接和显著地影响国家经济与社会发展。能源的消耗直接或间接反映出一个国家的发达程度和人民的生活水平。

一、中国能源生产与消费面临的主要问题

1）工业结构不合理，高耗能产业比例大，初级产品多（包括外商来料加工的外资型企业）。

2）能源生产结构不合理，煤炭比例大；电力生产以煤电为主（80%以上）；能源分布与消费布局不合理。

3）石油消费自给比例低（小于50%），进口依赖大，石油运输安全存在不确定性，石油储备低。。

4）化石类能源消费比例高，尤其是相对清洁的能源消费比例低，二氧化碳等大气污染严重，环境保护压力大。

5）能源利用效率低，浪费严重。

二、化石类能源对环境的影响

2005年2月生效的《京都议定书》以法规形式限制二氧化碳等6种温室气体排放。温室气体（Greenhouse Gas, GHG）或温室效应气体是指大气中促成温室效应的气体成分。部份温室气体自然存在于大气中，另外一些是人为造成，例如燃烧化石燃料-煤产生的CO2等。

温室气体包括水汽（H2O），水汽所产生的温室效应大约占整体温室效应的60-70%，其次是二氧化碳（CO2）大约占26%，其他还有臭氧（O3）、甲烷（CH4）、一氧化二氮（又称笑气，N2O）、含氯氟碳化合物等。

世界化石燃料高消费导致每年排放巨量二氧化碳气体，严重超出了大自然的平衡能力，大气层中二氧化碳浓度增加，全球气候变暖在继续。

有希望的未来能源一、未来石油天然气的替代能源——可燃冰可燃冰又称天然气水合物，是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰”或者“固体瓦斯”和“气冰”。

可燃冰中甲烷含量占80%～99.9%，燃烧污染比煤、石油、天然气都小得多，而且储量丰富，全球储量足够人类使用1000年，因而被各国视为未来石油天然气的替代能源。

可燃冰燃烧产生的能量比煤、石油、天然气要多出数十倍，而且燃烧后不产生任何残渣，避免了最让人们头疼的污染问题。科学家们如获至宝，把可燃冰称作“属于未来的能源”。

可燃冰这种宝贝可是来之不易，它的诞生至少要满足三个条件：第一是温度不能太高，如果温度高于20℃，它就会“烟消云散”，所以，海底的温度最适合可燃冰的形成；第二是压力要足够大，海底越深压力就越大，可燃冰也就越稳定；第三是要有甲烷气源，海底古生物尸体的沉积物，被细菌分解后会产生甲烷。所以，可燃冰在世界各大洋中均有分布。中国东海、南海都有相当数量分布。

我国相继在南海和东海探测到了大量天然气水合物矿藏。中德双方联合在我国南海北部陆坡执行“太阳号”科学考察船合作开展的南中国海天然气水合物调查中，首次发现据称目前世界最大的可燃冰区。其水深范围分别为550~650米和750~800米，并将区中最典型的一个构造体命名为“九龙甲烷礁”。

二、页岩气革命页岩气是从页岩层中开采出来的天然气,成分以甲烷为主,是一种重要的非常规天然气资源。页岩气的形成和富集有着自身独特的特点,往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。较常规天然气相比,页岩气藏具有自生自储特点,页岩既是烃源岩,又是储层,不受构造控制,无圈闭、无清晰的气水界面。页岩气埋藏深度范围大,埋深从200米到深于3000米。大部分产气页岩分布范围广、厚度大,且普遍含气,这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气,具有开采寿命长和生产周期长的优点。

页岩气地质赋存状况

全球页岩气资源非常丰富。据预测,世界页岩气资源量为 456 万亿立方米,主要分布在北美、中亚和中国、中东和北非、拉丁美洲、前苏联等地区。与常规天然气相当,页岩气的资源潜力可能大于常规天然气。近年来,随着社会对清洁能源需求不断扩大,天然气价格不断上涨,人们对页岩气的认识迅速提高。特别是水平井与压裂技术水平不断进步,人类对页岩气的勘探开发正在形成热潮。

世界上对页岩气资源的研究和勘探开发最早始于美国。依靠成熟的开发生产技术以及完善的管网设施,美国的页岩气成本仅仅略高于常规气,这使得美国成为世界上唯一实现页岩气大规模商业性开采的国家。数据显示,2010年美国页岩气产量已经超过了1000亿立方米。在过去的5年里,美国页岩气产量增长超过20倍——从2006年仅为其天然气总产量的1%,到2010年增长至美国天然气总产量的20%。有关专家指出,依靠页岩气的开发利用,在未来的10年里,美国不仅可以一改天然气大举进口的局面,实现全面的自给自足,还有望成为液化天然气出口国。

页岩气的开发,特别是美国页岩气产量的急剧增加,使这个大多数人还十分陌生的能源话题成为热门。悄然降临的“页岩气革命”开始对全球天然气供需关系变化和价格走势产生重大影响,并引起天然气生产和消费大国关注。页岩气的开发利用,成为低碳经济战略发展机遇的推动力,成为世界能源发生结构性调整的催化剂。

 全球页岩气盆地及储量最多的11个国家

总结：能源存在于自然界并随着人类智力的发展而不断地被发现，被开发利用。每一种新能源的发现和利用，又强有力地推动了人类文明的发展，因此能源的变迁史是同人类社会文明发展史紧紧联系在一起的。能源是人类社会发展的动力，它推动并困扰着人类文明向前发展。

能源发展的历史表明，能源开发利用的每一次飞跃，都引起了生产技术的变革，大大推动了生产力的发展。都曾使几近停滞的文明开始新的发展。可见能源对人类的物质文明有着巨大的影响。我们对自己使用能源需要了解和关心，如果无限制的浪费能源，并且对能源依赖性越来越强，这是一种很糟糕的情况。世界自然基金会应对全球气候变化，发起“地球一小时”活动，倡仪世界各城市在特定时间熄灯一小时，以表明对环保行动的支持，减轻环境自净负担。让我们在使用能源时没有忧虑，没有恐惧，同时增加舒适感和幸福感。为我们和我们的孩子留下一个没有污染，景观优美，生态健全，有多种多样资源可供利用的高质量的生存环境。

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