能源也稱作能量資源，是指自然界中能為人類提供某種形式能量的物質(zhì)資源。我國《能源百科全書》，對(duì)能源含義作了進(jìn)一步闡述，指出：“能源是可以直接或經(jīng)轉(zhuǎn)換提供人類所需的光、熱、動(dòng)力等任一形式能量的載能體資源。”這表明，能源不僅具有多種存在狀態(tài)，而且是一些可以相互轉(zhuǎn)換能量的源泉，它能夠通過直接或間接的方式，滿足人們某一方面的能量需求。

一、世界能源發(fā)展概述

人類社會(huì)發(fā)展離不開能源這個(gè)重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，它對(duì)人類的文明有著巨大的影響。人們常說：石油是工業(yè)的血液，煤炭是黑色的金子。能源利用的每次飛躍，都引起生產(chǎn)技術(shù)的變革，從而推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展。現(xiàn)代世界，自從電氣時(shí)代取代蒸汽時(shí)代以來，依靠充足的能源供給，經(jīng)濟(jì)獲得高速發(fā)展。然而，20世紀(jì)70年代后期開始，先后出現(xiàn)的兩次石油危機(jī)，對(duì)能源保障敲響了警鐘，國際能源安全已上升到國家高度，各國都制定了以能源供應(yīng)安全為核心的能源政策。

（一）能源的重要性

能源是國民經(jīng)濟(jì)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，它的開發(fā)和有效利用程度，以及人均消費(fèi)量，是生產(chǎn)技術(shù)和生活水平的重要標(biāo)志。能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系，可以通過能源消費(fèi)彈性系數(shù)的變動(dòng)，獲得一個(gè)側(cè)面的反映。能源消費(fèi)彈性，是指一個(gè)國家或一個(gè)地區(qū)在一定時(shí)期內(nèi)，能源消費(fèi)量隨國民經(jīng)濟(jì)總量增減而升降的情況。能源消費(fèi)彈性系數(shù)，等于能源消費(fèi)量與上年比較的增長率，除以國內(nèi)生產(chǎn)總值與上年比較的增長率。

（二）能源分類方式

能源種類，是隨著人們對(duì)世界認(rèn)識(shí)的加深而不斷增多的。今天，越來越多的新型能源，走出實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)入推廣應(yīng)用市場，開始與常規(guī)能源一起滿足人們的需求。由于能源種類日漸增多，其分類方式也在不斷完善。其中常見的有下述幾種：

1.按照能源來自何處劃分

可分為：（1）來自地球外部天體的能源，如太陽能等；（2）地球本身含有的能量，如原子核能和地?zé)崮艿龋唬?）地球和其他天體相互作用而產(chǎn)生的能量，如潮汐能等。

2.按照能源如何產(chǎn)生劃分

可分為：（1）一次能源，即自然存在、可直接利用的能源。它包括已廣泛利用的常規(guī)能源和尚等推廣的新能源。常規(guī)能源又可分為水力、生物能（木材、秸稈）等可再生能源，化石燃料即石油、煤炭、天然氣、核裂變?nèi)剂系炔豢稍偕茉础Ｐ履茉纯煞譃樘柲堋L(fēng)能、潮汐能、地?zé)崮艿瓤稍偕茉矗司圩內(nèi)剂系炔豢稍偕茉础＃?）二次能源，是指經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換形態(tài)而獲得的能源。主要包括：電力、汽油、煤油、柴油、焦炭、煤氣、潔凈煤、激光、氫能、沼氣、熱水、余熱、余能等。

3.按照能源能否燃燒劃分

可分為：（1）燃料型能源，如煤炭、石油、天然氣、泥炭、木材等；（2）非燃料型能源，如水能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒊毕艿取?

4.按照能源消耗后是否造成環(huán)境污染劃分

可分為：（1）污染型能源，包括煤炭、石油等內(nèi)容；（2）清潔型能源，包括水力、電力、氫能、太陽能、風(fēng)能以及核能等。

5.按照能源形態(tài)特征劃分

可分為：固體燃料、液體燃料、氣體燃料；水能、電能、氫能、太陽能、生物質(zhì)能、風(fēng)能、核能、海洋能和地?zé)崮艿取＿@是世界能源委員會(huì)推薦的能源類型劃分方式。

（三）新能源開發(fā)出現(xiàn)的重要成果

20世紀(jì)90年代以來，世界許多國家大力倡導(dǎo)和推廣清潔、干凈的新能源，以求在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)。各國政府對(duì)新能源的開發(fā)利用給予大力支持，重點(diǎn)推進(jìn)新能源采集、存儲(chǔ)、調(diào)節(jié)、分配和傳輸技術(shù)的開發(fā)，加強(qiáng)新型發(fā)電技術(shù)等方面的研究，從而促使能源領(lǐng)域的創(chuàng)新活動(dòng)獲得不少突破性的進(jìn)展。

電池開發(fā)方面，在大力發(fā)展含鋰電池特別是鋰離子電池的同時(shí)，加強(qiáng)研發(fā)固體氧化物燃料電池、氫燃料電池、生物燃料電池和太陽能電池，還著手探索鈉電池、鋁電池、鎂電池、鈣電池等輕金屬電池，鎳電池、含銅電池、含銻電池等重金屬電池，以及貴金屬和金屬氧化物電池。

氫能開發(fā)方面，在制氫方法、儲(chǔ)氫技術(shù)和用氫設(shè)備等探索中取得了一系列新突破。

太陽能開發(fā)方面，在太陽能電池研制、太陽能電站建設(shè)、太陽能設(shè)備制作，以及太陽能綜合利用等領(lǐng)域，迅速加快了推進(jìn)步伐。

生物質(zhì)能開發(fā)方面，獲取了提煉乙醇、丁醇、生物柴油和“生態(tài)石油”的各種新方法，大大拓展了制造生物燃料技術(shù)和原料的范圍。

風(fēng)能開發(fā)方面，風(fēng)車質(zhì)量不斷提高，數(shù)量成倍增長，風(fēng)力發(fā)電裝置產(chǎn)生了不少新樣式。

核能開發(fā)方面，已經(jīng)開始建設(shè)國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆，并積極推進(jìn)第四代高溫氣冷核反應(yīng)堆建設(shè)。另外，在海洋能、地?zé)崮堋?dòng)能與熱能等方面的開發(fā)利用，也出現(xiàn)了一些令人驚嘆的新成果。

二、本書的框架結(jié)構(gòu)

本書以21世紀(jì)國外科技創(chuàng)新活動(dòng)為考察對(duì)象，集中分析其在能源開發(fā)領(lǐng)域取得的創(chuàng)新成果。本書以國外能源開發(fā)方面的發(fā)明創(chuàng)造事實(shí)為依據(jù)，采用取精用宏的方法，對(duì)搜集到的各類消息報(bào)道和成果介紹材料統(tǒng)一匯總，通過對(duì)比分析，細(xì)加考辨，實(shí)現(xiàn)同中求異，異中求同，精心設(shè)計(jì)成研究國外能源創(chuàng)新信息的分析框架。本書分10章，其內(nèi)容梗概如下：

第一章 電池領(lǐng)域的創(chuàng)新信息。主要分析鋰電池和鋰離子電池、燃料電池，以及其他金屬材料電池、無機(jī)材料電池和有機(jī)材料電池等研制成果。

第二章 氫能開發(fā)領(lǐng)域的創(chuàng)新信息。主要考察二硫化鉬等制氫催化劑、太陽能制氫催化劑和燃料電池制氫催化劑、制氫技術(shù)與設(shè)備，以及儲(chǔ)氫和用氫材料和裝置等方面的創(chuàng)新進(jìn)展。

第三章 生物質(zhì)能開發(fā)領(lǐng)域的創(chuàng)新信息。主要描述用含油或含糖植物、草類或藻類原料、含纖維素和木質(zhì)素植物、生產(chǎn)或生活廢棄物等制造生物燃料，開發(fā)生物電能，及其出現(xiàn)的相關(guān)新技術(shù)等內(nèi)容。

第四章 太陽能開發(fā)領(lǐng)域的創(chuàng)新信息。主要分析研制無機(jī)太陽能電池、有機(jī)太陽能電池，以及非電池領(lǐng)域開發(fā)利用太陽能的新成果。

第五章 風(fēng)能開發(fā)領(lǐng)域的創(chuàng)新信息。主要考察風(fēng)力發(fā)電建設(shè)項(xiàng)目、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和利用風(fēng)能建造節(jié)能環(huán)保房屋等方面的創(chuàng)新進(jìn)展。

第六章 核能開發(fā)領(lǐng)域的創(chuàng)新信息，主要闡述研制新一代核裂變反應(yīng)堆的新舉措，開發(fā)核聚變清潔能源的新進(jìn)展，同時(shí)闡述核輻射污染防治領(lǐng)域的研究成果。

第七章 開發(fā)地?zé)崮芘c海洋能的創(chuàng)新信息。先考察開發(fā)新型地?zé)岵膳到y(tǒng)、建立以干熱巖技術(shù)為基礎(chǔ)的地?zé)岚l(fā)電站等地?zé)崮荛_發(fā)新成果。再考察開發(fā)海洋燃油資源和可燃冰資源，探索利用海洋能發(fā)電，利用波浪動(dòng)能為船舶提供動(dòng)力等海洋能開發(fā)新成果。

第八章 開發(fā)動(dòng)能與熱能的創(chuàng)新信息。先分析利用人體動(dòng)能、車輛動(dòng)能和重力運(yùn)動(dòng)發(fā)電，研制把動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能的材料和動(dòng)能采集裝置等動(dòng)能開發(fā)新進(jìn)展。接著分析開發(fā)人體熱能資源、余熱或廢熱資源，研制熱電材料和微型熱電裝置等熱能開發(fā)創(chuàng)新信息。

第九章 多種能源綜合開發(fā)的創(chuàng)新信息。這里的考察對(duì)象，是上面各章尚未涉及或者難以涵蓋的一些能源形式。主要分析優(yōu)化開發(fā)石化燃料資源，運(yùn)用二氧化碳制造燃料，用水開發(fā)燃料，以及利用電子自旋、磁流體、摩擦能和壓縮空氣發(fā)電等方面創(chuàng)新信息。

第十章 高效節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品領(lǐng)域的創(chuàng)新信息。研制高效節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品，可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約原材料消耗，降低人力成本，特別是可以減少能源消耗，所以也是能源創(chuàng)新領(lǐng)域的重要內(nèi)容。這里主要分析研究高效節(jié)能電器設(shè)備、節(jié)能環(huán)保型交通工具，以及高效先進(jìn)電力設(shè)施建設(shè)等方面的新進(jìn)展。

張明龍 張瓊妮

2016年8月12日