能源、材料和信息——人类社会发展三大支柱

·按能源的储存和输送性质划分：含能体能源和过程性能源。 ·按能源使用性质划分：燃料性能源和非燃料性能源。 ·按能源的形成和再生性划分：再生能源和非再生性能源。 ·按能源的技术开发程度划分：常规能源和新能源。 ·按能源的实物形态划分：固体能源、液体能源和气体能 源。 ·按能源的商品性划分：商品能源和非商品能源。 ·按能源对环境的污染程度化分：清洁能源和非清洁能源。
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能源——能量的来源或源泉，是可以从自然 界直接取得的具有能量的物质，或从这些物 质中再加工制造出的新物质。 能源是能够提供某种形式能量的物质，即能 够产生机械能、热能、光能、电磁能、化学 能等各种能量的资源。
根据各个历史阶段所使用的主要能源，可以分为 柴草时期、煤炭时期和石油时期
煤炭及其综合利用
煤化作用： 植物——泥炭（腐蚀泥）——褐煤——烟煤——无烟煤
煤为不可再生能源
煤在我国能源消费结构中位居榜首（约占70％），年消 费量在10亿吨以上，其中30％用于发电和炼焦，50％ 用于各种工业锅炉、窑炉，20％用于人民生活。
煤的大部分是直接燃烧掉的，热效率的利用不高，如煤 球热效率只有20％～30％；蜂窝煤可达50％，而碎煤 则不到20％。至于工业锅炉用煤的热效率不仅与炉型结 构有关，而且与煤的质量、形状、颗粒大小都有关系。
2006年能源消费状况
能源的分类 ·按能量的原始来源划分： 1. 来自地球以外天体的能量，最主要的是太阳辐射能， 2. 来自地球自身的能量。一种是以热能形式储藏于地球内 部的热能和重力能；另一种是海洋和地壳中储藏的核燃料 所包含的原子能。 3. 来自地球及其它天体的相互作用所产生的能量
· 按能源的成因划分：一次能源(亦称天然能源)和二次能源(亦称人 工能源)。
直接烧煤对环境污染相当严重，二氧化硫（SO2）， 氮的氧化物（NOx）等是造成酸雨的罪魁，大量CO2 的产生是全球气温变暖的祸首。此外还有煤灰和煤渣 等固体垃圾的处理与利用问题等。 合理利用和综合利用煤资源的办法： 一，使煤转化为清洁的能源； 二，提取分离煤中所含宝贵的化工原料。
煤的气化 是让煤在氧气不足的情况下进行部分氧化， 使 煤 中 的 有 机 物 转 化 为 可 燃 气 体 （ H2 ， CO2 ， CH4 等），以气体燃料的方式经管道输送到车间、实验室、 厨房等，也可以作为原料气体送进反应塔。 煤的焦化 也叫煤的干馏。这是把煤置于隔绝空气的 密闭炼焦炉内加热，煤分解生成固态的焦炭、液态的 煤焦油和气态的焦炉气。随加热温度不同，产品的数 量 和 质 量 都 不 同 ， 有 低 温 （ 500 ～ 600℃ ） 。 中 温 （75～800℃）和高温（100～1100℃）干馏之分。
石油和天然气 石油有“工业的血液”、“黑色的黄金”等美誉。 自本世纪50年代开始，在世界能源消费结构中，石 油跃居首位。石油产品的种类已超过几千种。石油 是国家现代化建设的战略物资，许多国际争端往往 与石油资源有关。现代生活中的衣、食、住、行直 接地或间接地与石油产品有关。
石油和天然气的成因 石油是由远古海洋或湖泊中的动植物遗体在地下经过漫长的复 杂变化而形成棕黑色粘稠液态混合物，其沸点范围从室温到 500℃以上。 未经处理的石油叫原油，它分布很广，世界各大洲都有石油的 开采和炼制。就目前已查明的储量看，重要的含油带集中在北 纬20～48之间，世界上两个最大的产油带，一个叫长科迪勒地 带，北起阿拉斯加和加拿大经美国西海岸到南美委内瑞拉、阿 根廷；另一个叫特提斯地带，从地中海经中东到印度尼西亚。 这两个地带在地质变化过程中曾都是海槽，因此曾有“海相成 油”学说。
柴草时期 从火的发现到18世纪产业革命期间， 树枝杂草一直是人类使用的主要能源。
柴草不仅能烧烤食物，驱寒取暖，还被用来烧 制陶器和冶炼金属。
煤炭时期 煤炭的开采始于13世纪，18世纪中叶大规 模开采并成为世界的主要能源。
第一次产业革命期间，冶金工业、机械工业、交通 运输业、化学工业等的发展，使煤炭的需求量与日 俱增，直至20世纪40年代末在世界能源消费中煤炭 仍占首位。
石油时期 第二次世界大战之后，在美国、中东、北 非等地区相继发现了大油田及伴生的天然气，每吨 原油产生的热量比每吨煤高一倍。石油炼制得到的 汽油、柴油等是汽车、飞机用的内燃机燃料。世界 各国纷纷投资石油的勘探和炼制，新技术和新工艺 不断涌现，石油产品的成本大幅度降低，发达国家 的石油消费量猛增。到60年代初期，在世界能源消 费统计表里，石油和天然气的消耗比例开始超过煤 炭而居首位。
低温干馏所得焦炭的数量和质量都较差，但焦油产率较 高，其中所含轻油部分，经过加氢可以制成汽油，所以 在汽油不足的地方，可采用低温干馏。中温法的主要产 品是城市煤气，而高温法的主要产品则是焦炭。
煤的液化 煤炭液化油也叫人造石油。煤和石油都是由 C，H，O等元素组成的有机物，但煤的平均表现分子 量大约是石油的10倍，煤的含氢量比石油低得多。所 以煤加热裂解，使大分子变小，然后在催化剂的作用 下加氢（450～480℃，12 MPa～30 MPa）可以得到 多种燃料油。
天然气的主要成分是甲烷CH4，有少量乙烷C2H6和丙 烷C3H8，它和石油伴生，但一般埋藏部位较深。据国 际经验，每吨石油大概伴有1000 m2的天然气，所以 能源工作机构及能源结构统计往往把石油和天然气归 并在一起。
天然气是最“清洁”的燃料，燃烧产物CO2和H2O， 都是无毒物质，并且热值也很高（56KJ/g），管道输 送也很方便。我国最早开发使用天然气的是四川盆地。
一次能源 是指自然界中以现成形式存在，不经任何改变 或转换的天然能源资源，即从自然界直接取得并不改变 其形态和品位的能源。 二次能源 是指为了满足生产工艺和生活的特定需要以及 合理利用能源，将一次能源直接或间接加工转换产生的 其它种类和形式的人工能源。 常规能源 也叫传统能源，就是指已经大规模生产和广泛 利用的能源。 新能源 指以新技术为基础，系统开发利用的能源。其中 最引人注目的是太阳能的利用。