在現代社會中,能源可是件大事. 關乎我們每個人日常生活的起居與出行,涉及一個國家的發展與安危,影響國際政治的起落與平衡,是一個不可忽視的話題.因而對一個生活在現代社會中的社會人來說,對其不可熟視無睹.
例如,能源對一個國家來講,它是國民經濟的糧食,是社會前進的動力. 能源短缺,經濟就會面黃飢瘦,社會就會止步不前,因此能源關係一個國家的社會穩定與國家安危. 在國際上,有目共睹,能源影響外交,弄不好還會引發戰爭,導致地區的不穩定,是關乎國際政治的一個重要因素.
能源如此重要,作為開篇,我們先介紹幾個能源中的基本概念,以便為今後的敘述打下個基礎.
首先,所有能源最初都來自於大自然. 例如原煤,石油,天然氣,生物質(比如木削與乾草等),風能,水能,太陽能等.這些統稱為一次能源或初始能源(PRIMARY ENERGY). 原煤,石油,天然氣等又可統稱為化石能. 與此相對應的是可再生能源,包括風能,水能,太陽能,與生物質能等. 這樣劃分的主要出發點是考慮能源對環境或生態的影響. 例如化石能,其形成需要幾萬年乃至幾億年,所以可認為是不可再生的,會越用越少,因此價格也就會越來越高.化石能的獲取需要通過開採,而其轉換與使用需要通過燃燒來實現,所以會影響生態與污染大氣.但是由於歷史與技術等原因,目前化石能在世界範圍內仍是主導能源.這種形勢的轉變可能至少需要幾十年的工夫.
一次能源還可按其物理形態來劃分,即固體能源,液體能源,或氣體能源.人類在利用能源的進程中,大致的趨勢是從固體,到液體,再到氣體這樣一個進化過程.例如古代的木頭,與工業革命時期的煤,後來到本世紀發現並利用石油,到現在的天然氣與未來的氫能.
展望未來的能源發展趨勢,強調的是能源的可再生性與清潔性,因此風能,太陽能,氫能將逐漸走到我們的生活中來,這可以稱為能源的綠色革命.對我們的生活與社會將會產生深遠的影響.
在一個國家國民經濟的運行中,能源結構非常重要.所謂能源結構就是指在在一個國家裡每年所消耗的所有一次能源中,各種形式的一次能源所占的比重. 這和一個國家的資源秉賦,能源價格,技術水平,能源政策,能源利用方式與習慣,甚至國家實力都有密切的關係. 例如,在中國的能源結構中,是以煤為主的國家,以前煤能約占70%到80%, 現在大約為60%多一些. 主要因素是中國的煤能豐富而石油,天然氣相對短缺. 而日本與南韓等國家的能源主要靠進口,煤,氣,油大約各占1/3.美國在能源結構上,天然氣與石油的比重相對大得多,因為發電主要靠天然氣,大量的汽車要用很多油,因此石油產地的中東對美國很重要.顯而易見,在一個國家裡,能源結構的優化非常重要,關繫到經濟運行與社會發展的可持續性.一般靠可以靠能源政策與稅收政策來調節.
與一次能源相對應的是終端能源,既最終用戶所使用的能源.對終端能源的最基本要求是其方便性與清潔性.目前最常用的終端能源就是我們日常生活中司空見慣的電,熱,汽油,與天然氣等.主要用途是用來為工業與交通等提供動力,為諸如鋼鐵業,化工業,造紙業,食品業等提供所需要的熱能,為日常生活提供採暖,空調,照明,與燒飯等所需要的熱與電.
從一次能源到終端能源,一般要經過開採,加工,轉換,與輸送而最終達到用戶手中加以利用. 在這些能源轉換,傳遞,與利用的過程中,最重要的就是效率. 特別是轉換效率,不但關繫到能源經濟,還直接影響到環境質量.能源轉換效率的高低與一個國家的工業水平有直接的關係,例如目前在中國普遍使用的發電技術是用煤的燃燒通過蒸汽輪機帶動發電機來發電,目前這種發電技術的平均效率大約是30%多一點,即在燃燒三噸煤的情況下,只有一噸煤才真正直接轉變成為了電能,其它兩噸都變成廢氣去污染大氣了. 而在美國與歐洲普遍使用的是靠天然氣燃燒通過燃氣輪機帶動發電機來發電,其效率可達40%,污染大大降低.而最先進的燃氣-蒸汽聯合循環發電效率可達60%之多,更進一步提高了發電效率且大大減少了污染.
能源效率的另一種表述方式是所謂的能源強度(ENERGY INTENSITY),即在國民經濟中每單位GDP產值的輸出需要多少一次能源的消耗來支持. 能源強度反映了能源的開採效率,轉換效率,利用效率,與國家產業結構的綜合水平. 能源強度高,說明能源綜合效率好,國家產業結構偏重低能耗的行業, 因此國民經濟不需要消耗太多的一次能源來支持. 按目前的比價來計算,中國的能源強度大約是日本的1/10,是美國的1/5.即使按購買力來算,也是日本的1/5左右,美國的1/3到1/2左右,反映了中國能源效率還有待提高,產業結構偏重於高耗能的製造業.