一、能源分类
能源是指提供可用能量的资源，其种类繁多，从大类说，一类是比较集中且较易转化的含能物质，称含能体燃料（燃料能源），如煤炭、石油、天然气、沼气、氢等；另一类是可以利用的能量过程，称过程能源（非燃料能源），如太阳辐射、风力、潮汐等。还可从不同的角度对能源进一步分类。一般可按来源、可再生性、利用方式、利用后对环境的影响、利用的历史状况等分类。
1．三类不同来源的能源。第一类能源，来自地球以外，主要来自太阳辐射，也包括太阳能转化而成的矿物能源（煤炭、石油、天然气）；第二类能源，来自地球内部，如地热、核能；第三类能源，来自地球和其他天体的运动作用，如风能、潮汐能、水能。
2．可再生能源和不可再生能源。可再生能源是指水能、生物质能、风能、地热能、潮汐能等，在消耗后可从自然界较易得到补充的能源。这类能源的利用往往不产生或很少产生污染物，它们可能成为未来能源结构的基础。不可再生能源是指人类开发利用后在现阶段不能再生的能源物质。如煤炭、石油、天然气等。现在我们使用的这些煤炭、石油、天然气是经历了漫长的地质年代储存下来的太阳的能量，人们开采利用后难以恢复。不可再生能源是一种相对的概念。
3．按能源的利用方式分类可分为：一次能源，指自然界天然存在的、未经加工和转化的能源；二次能源，由一次能源经加工、转化而成的能源产品。
除上述三种分类外，按能源和环境的关系分类，能源可称为清洁能源和非清洁能源。按利用的历史状况分类，能源分为常规能源，已经得到大规模利用、技术成熟的能源；新能源，尚处于研究开发阶段或仅有少量利用的能源。
二、能源发展的历史轨迹
人类利用能源的历史可追溯到两万年以前古猿人的钻木取火，从那时起人类学会了以薪柴为燃料来取暖和煮熟食物。后来，随着能源技术的不断提高，能源利用推动了人类文明的发展。这种进程开始是缓慢的。1个世纪以后，非商品能源（薪柴、农业废料和动物粪便等）占全部使用能源的52％，随后其份额即日趋下降。19世纪末20世纪初，西方国家的工业迅猛发展起来，煤炭成为其主要能源。20世纪中叶以后，进入了以石油、天然气为主要能源的时代，核能也得到一定发展。到1970年，石油、天然气占商品能源消费总量的64％。20世纪70年代以后，由于石油价格的上涨，石油的份额从1970年的46％降至1990年的36％，但石油仍是主要的商品能源之一，同时核能在能源利用中的比例正在进一步提高。
20世纪70年代的能源危机，标志着廉价能源的时代已经结束，能源（尤其是矿物燃料）的有限性明显地显现出来，世界各国都不得不以较贵的价格获得煤炭、石油和天然气能源。据联合国环境署的报告，到1989年底，预计已证实的全世界的石油储量为1390万亿吨石油当量，煤炭资源约为5340亿吨石油当量，天然气为1040亿吨石油当量。按照1990年的消费水平，石油储量将够用约46年，煤炭约205年，天然气约67年，而且矿物燃料分布很不均衡。在已发现的油气资源中，75％的石油和78％的天然气分布在中东、前苏联和北美地区。尤其是中东，它占有全球一半以上的探明储量。这种不均衡的分布使世界各国的能源利用存在着明显差异。
三、能源与环境
1．能源利用与公害事件。生产力是社会进步的动力，而生产力的进步在很大程度上依靠能源利用的不断进步。近200年来的工业化进程使世界发生了翻天覆地的变化。但是，能源利用的规模加大和深度不断提高明显地破坏了环境。在近代工业化革命短短的一二百年中，工业生产增长了50倍，矿产燃料的消耗也增加了30倍。更重要的是，人类创造物质财富能力的80％是20世纪50年代之后产生的，人类消耗矿物燃料能力的60％也是在20世纪50年代以后产生的。
中国能源研究所的专家将人类对能源利用的认识，分为以下四个阶段：（1）在较低水平上的可持续使用阶段。这一阶段指人类在进入工业化时代以前，能源的消耗还比较少，尽管也存在局部的能源短缺和环境破坏，但总体上不存在全球性的能源与环境问题，人类对能源的开发和利用还限制在较低的水平上的可持续发展阶段。（2）廉价能源。毫不节制的消耗阶段。工业革命之后，人类对能源的开发和利用有了巨大的变化，原始森林的急剧减少、大规模开发利用煤炭以及价格低廉的石油，有力地支持了二战之后一大批老牌工业化国家的复兴和一批新兴工业化国家的兴起。这一时期人类对能源的开发和利用可以说是掠夺性的，给全球生态环境造成了无可挽回的损害。只不过这种损害被世界经济的空前繁荣与工业化带来的物质文明所掩盖。（3）珍惜使用即将枯竭的能源资源阶段。1973年和1979年两次石油危机，导致了世界性的经济危机，人类突然意识到矿物燃料总会有枯竭的那一天，西方工业化国家开始节省能源、提高能效并积极寻求替代能源。（4）即使能源资源不会枯竭，环境容量也要求人类对自然的能源消费行为加以限制阶段。人们对气候变化的不断关注，从而意识到能源与环境协调发展的重要性。如果人类不对毫无节制的能源消费行为加以控制，环境容量将先于能源资源而枯竭。因此，对能源的利用应该首先限制在环境容量允许的范围之内，否则发展将难以为继。
2．能源利用与酸雨。矿物燃料作为人类的主要能源一直被广泛利用。工业革命以来，大气中的硫和氮的氧化物深度显著增加。1852年，英国污染检查团的一位早期成员在《科学》杂志上报道说，他发现在曼彻斯特附近地区的降雨中有硫酸。1872年，他在撰写的调查报告中使用了“酸雨”这一词。100年后，酸雨现象作为全球环境问题受到全世界的关注。对“酸雨”一词，不同学者有不同的看法，有的辞典这样写道：“酸雨是表示pH值低于与大气中二氧化碳相平衡的蒸馏水pH值（5．6）的降水。”20世纪60年代后，随着人们对酸雨的认识逐步扩大，“酸雨”、“酸沉降”、“酸沉降物”等说法也被广泛地使用。硫和氮的氧化物一旦与空气中的水蒸气结合，就会形成高腐蚀性的硫酸和硝酸。这些氧化物主要是从燃煤和燃油发电厂、冶炼厂和工业锅炉中以气体形式排出的，一部分氮氧化物来自汽车尾气。这些酸又以雨、雪、雾的形式返回地球，形成“酸沉降”，而且污染物可随风而长程输送给别国造成危害。欧洲、北美及东亚地区是酸雨危害严重的地区。
3．能源利用与全球变暖。全球变暖是人们关注的另一个全球性环境问题，它不仅涉及地球变暖这一自然变化，还涉及其他领域，严重制约人类活动。对温室效应变化的贡献，水汽占60％～70％，二氧化碳占25％左右。由于水汽量是由自然所决定的，因此，影响温室效应的是二氧化碳等正在持续增长的大气微量成分，而不包括水汽。全球变暖的机理是，地球表面将来自太阳的辐射能以4～100cm波长的热辐射形式向外释放。大气吸收了其中的一部分，然后再向宇宙和地面放射出去，其中，向下释放的热量就会产生温室效应。二氧化碳并不是惟一造成温室效应的气体（称“温室气体”），甲烷、CFC（11下标）、CFC（12下标）以及氧化亚氮（NO（2下标））等气体也同样会产生温室效应，但在空气中的浓度相对较少。如果把大气比做一个游泳池，相应地只有一桶多的二氧化碳，8L的甲烷，30茶勺的氧化亚氮，1滴CFC（12下标）和半滴CFC（11下标）。但后例的几种微量气体的温室效应比二氧化碳要大得多，如甲烷是二氧化碳的21倍、CFC（11下标）是15～800倍。因其在大气中寿命较短，所以温室效应很快就会消失。从长远看，危害不大。总的来看，气候变暖有一半以上原因在于过量的二氧化碳，而矿物燃料产生的二氧化碳又占了人为产生的CO（2下标）总量的2／3。使用煤、天然气和石油为工业、商业、住房及其他目的的能源服务，导致了二氧化碳的大量排放。近200年的西方国家的工业化进程是空气中二氧化碳增加的主要原因。
在过去的100年中，全球平均气温的上升幅度在0．3℃～0．612之间（海平面随之平均上升了10～200cm）。如果不采取行动来控制二氧化碳的排放，全球地表平均温度将继续以每10年平均0．3℃的速度上升。即使地球温度提高1℃～2℃，也会带来严重的后果：降雨方式改变、旱灾增多、海平面上升、水灾和风暴频繁，影响农业、粮食和人体健康。各国把温室问题视为政府的首要问题之一。经过长达3年的谈判，1992年6月9日联合国环境与发展大会期间，《联合国气候变化框架公约》开始签订。到1995年10月，有95个缔约方，36个发达国家开始建立相应的政策，控制温室气体的排放。
