在现代社会中,能源可是件大事. 关乎我们每个人日常生活的起居与出行,涉及一个国家的发展与安危,影响国际政治的起落与平衡,是一个不可忽视的话题.因而对一个生活在现代社会中的社会人来说,对其不可熟视无睹.
例如,能源对一个国家来讲,它是国民经济的粮食,是社会前进的动力. 能源短缺,经济就会面黄饥瘦,社会就会止步不前,因此能源关系一个国家的社会稳定与国家安危. 在国际上,有目共睹,能源影响外交,弄不好还会引发战争,导致地区的不稳定,是关乎国际政治的一个重要因素.
能源如此重要,作为开篇,我们先介绍几个能源中的基本概念,以便为今后的叙述打下个基础.
首先,所有能源最初都来自于大自然. 例如原煤,石油,天然气,生物质(比如木削与干草等),风能,水能,太阳能等.这些统称为一次能源或初始能源(PRIMARY ENERGY). 原煤,石油,天然气等又可统称为化石能. 与此相对应的是可再生能源,包括风能,水能,太阳能,与生物质能等. 这样划分的主要出发点是考虑能源对环境或生态的影响. 例如化石能,其形成需要几万年乃至几亿年,所以可认为是不可再生的,会越用越少,因此价格也就会越来越高.化石能的获取需要通过开采,而其转换与使用需要通过燃烧来实现,所以会影响生态与污染大气.但是由于历史与技术等原因,目前化石能在世界范围内仍是主导能源.这种形势的转变可能至少需要几十年的工夫.
一次能源还可按其物理形态来划分,即固体能源,液体能源,或气体能源.人类在利用能源的进程中,大致的趋势是从固体,到液体,再到气体这样一个进化过程.例如古代的木头,与工业革命时期的煤,后来到本世纪发现并利用石油,到现在的天然气与未来的氢能.
展望未来的能源发展趋势,强调的是能源的可再生性与清洁性,因此风能,太阳能,氢能将逐渐走到我们的生活中来,这可以称为能源的绿色革命.对我们的生活与社会将会产生深远的影响.
在一个国家国民经济的运行中,能源结构非常重要.所谓能源结构就是指在在一个国家里每年所消耗的所有一次能源中,各种形式的一次能源所占的比重. 这和一个国家的资源秉赋,能源价格,技术水平,能源政策,能源利用方式与习惯,甚至国家实力都有密切的关系. 例如,在中国的能源结构中,是以煤为主的国家,以前煤能约占70%到80%, 现在大约为60%多一些. 主要因素是中国的煤能丰富而石油,天然气相对短缺. 而日本与南韩等国家的能源主要靠进口,煤,气,油大约各占1/3.美国在能源结构上,天然气与石油的比重相对大得多,因为发电主要靠天然气,大量的汽车要用很多油,因此石油产地的中东对美国很重要.显而易见,在一个国家里,能源结构的优化非常重要,关系到经济运行与社会发展的可持续性.一般靠可以靠能源政策与税收政策来调节.
与一次能源相对应的是终端能源,既最终用户所使用的能源.对终端能源的最基本要求是其方便性与清洁性.目前最常用的终端能源就是我们日常生活中司空见惯的电,热,汽油,与天然气等.主要用途是用来为工业与交通等提供动力,为诸如钢铁业,化工业,造纸业,食品业等提供所需要的热能,为日常生活提供采暖,空调,照明,与烧饭等所需要的热与电.
从一次能源到终端能源,一般要经过开采,加工,转换,与输送而最终达到用户手中加以利用. 在这些能源转换,传递,与利用的过程中,最重要的就是效率. 特别是转换效率,不但关系到能源经济,还直接影响到环境质量.能源转换效率的高低与一个国家的工业水平有直接的关系,例如目前在中国普遍使用的发电技术是用煤的燃烧通过蒸汽轮机带动发电机来发电,目前这种发电技术的平均效率大约是30%多一点,即在燃烧三吨煤的情况下,只有一吨煤才真正直接转变成为了电能,其它两吨都变成废气去污染大气了. 而在美国与欧洲普遍使用的是靠天然气燃烧通过燃气轮机带动发电机来发电,其效率可达40%,污染大大降低.而最先进的燃气-蒸汽联合循环发电效率可达60%之多,更进一步提高了发电效率且大大减少了污染.
能源效率的另一种表述方式是所谓的能源强度(ENERGY INTENSITY),即在国民经济中每单位GDP产值的输出需要多少一次能源的消耗来支持. 能源强度反映了能源的开采效率,转换效率,利用效率,与国家产业结构的综合水平. 能源强度高,说明能源综合效率好,国家产业结构偏重低能耗的行业, 因此国民经济不需要消耗太多的一次能源来支持. 按目前的比价来计算,中国的能源强度大约是日本的1/10,是美国的1/5.即使按购买力来算,也是日本的1/5左右,美国的1/3到1/2左右,反映了中国能源效率还有待提高,产业结构偏重于高耗能的制造业.