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資源。我國《能源百科全書》，對能源含義作了進一步闡述，指出：“能源是可以直接或經轉換提供人類所需的光、熱、動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，而且是一些可以相互轉換能量的源泉，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、世界能源發展概述

人類社會發展離不開能源這個重要的物質基礎，它對人類的文明有著巨大的影響。人們常說：石油是工業的血液，煤炭是黑色的金子。能源利用的每次飛躍，都引起生產技術的變革，從而推動社會生產力的發展。現代世界，自從電氣時代取代蒸汽時代以來，依靠充足的能源供給，經濟獲得高速發展。然而，20世紀70年代后期開始，先后出現的兩次石油危機，對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安全為核心的能源政策。

（一）能源的重要性

能源是國民經濟的重要物質基礎，它的開發和有效利用程度，以及人均消費量，是生產技術和生活水平的重要標志。能源消費與經濟發展的關系，可以通過能源消費彈性系數的變動，獲得一個側面的反映。能源消費彈性，是指一個國家或一個地區在一定時期內，能源消費量隨國民經濟總量增減而升降的情況。能源消費彈性系數，等于能源消費量與上年比較的增長率，除以國內生產總值與上年比較的增長率。

（二）能源分類方式

能源種類，是隨著人們對世界認識的加深而不斷增多的。今天，越來越多的新型能源，走出實驗室，進入推廣應用市場，開始與常規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，如原子核能和地熱能等；（3）地球和其他天體相互作用而產生的能量，如潮汐能等。

2.按照能源如何產生劃分

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能源和尚等推廣的新能源。常規能源又可分為水力、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、核裂變燃料等不可再生能源。新能源可分為太陽能、風能、潮汐能、地熱能等可再生能源，核聚變燃料等不可再生能源。（2）二次能源，是指經過加工轉換形態而獲得的能源。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、風能、地熱能、潮汐能等。

4.按照能源消耗后是否造成環境污染劃分

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

5.按照能源形態特征劃分

可分為：固體燃料、液體燃料、氣體燃料；水能、電能、氫能、太陽能、生物質能、風能、核能、海洋能和地熱能等。這是世界能源委員會推薦的能源類型劃分方式。

（三）新能源開發出現的重要成果

20世紀90年代以來，世界許多國家大力倡導和推廣清潔、干凈的新能源，以求在促進經濟發展的同時加強環境保護。各國政府對新能源的開發利用給予大力支持，重點推進新能源采集、存儲、調節、分配和傳輸技術的開發，加強新型發電技術等方面的研究，從而促使能源領域的創新活動獲得不少突破性的進展。

電池開發方面，在大力發展含鋰電池特別是鋰離子電池的同時，加強研發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。

氫能開發方面，在制氫方法、儲氫技術和用氫設備等探索中取得了一系列新突破。

太陽能開發方面，在太陽能電池研制、太陽能電站建設、太陽能設備制作，以及太陽能綜合利用等領域，迅速加快了推進步伐。

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

風能開發方面，風車質量不斷提高，數量成倍增長，風力發電裝置產生了不少新樣式。

核能開發方面，已經開始建設國際熱核聚變實驗堆，并積極推進第四代高溫氣冷核反應堆建設。另外，在海洋能、地熱能、動能與熱能等方面的開發利用，也出現了一些令人驚嘆的新成果。

二、本書的框架結構

本書以21世紀國外科技創新活動為考察對象，集中分析其在能源開發領域取得的創新成果。本書以國外能源開發方面的發明創造事實為依據，采用取精用宏的方法，對搜集到的各類消息報道和成果介紹材料統一匯總，通過對比分析，細加考辨，實現同中求異，異中求同，精心設計成研究國外能源創新信息的分析框架。本書分10章，其內容梗概如下：

第一章 電池領域的創新信息。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、無機材料電池和有機材料電池等研制成果。

第二章 氫能開發領域的創新信息。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、制氫技術與設備，以及儲氫和用氫材料和裝置等方面的創新進展。

第三章 生物質能開發領域的創新信息。主要描述用含油或含糖植物、草類或藻類原料、含纖維素和木質素植物、生產或生活廢棄物等制造生物燃料，開發生物電能，及其出現的相關新技術等內容。

第四章 太陽能開發領域的創新信息。主要分析研制無機太陽能電池、有機太陽能電池，以及非電池領域開發利用太陽能的新成果。

第五章 風能開發領域的創新信息。主要考察風力發電建設項目、風力發電設備和利用風能建造節能環保房屋等方面的創新進展。

第六章 核能開發領域的創新信息，主要闡述研制新一代核裂變反應堆的新舉措，開發核聚變清潔能源的新進展，同時闡述核輻射污染防治領域的研究成果。

第七章 開發地熱能與海洋能的創新信息。先考察開發新型地熱采暖系統、建立以干熱巖技術為基礎的地熱發電站等地熱能開發新成果。再考察開發海洋燃油資源和可燃冰資源，探索利用海洋能發電，利用波浪動能為船舶提供動力等海洋能開發新成果。

第八章 開發動能與熱能的創新信息。先分析利用人體動能、車輛動能和重力運動發電，研制把動能轉換為電能的材料和動能采集裝置等動能開發新進展。接著分析開發人體熱能資源、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創新信息。

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

第十章 高效節能環保產品領域的創新信息。研制高效節能環保產品，可以提高產品質量，節約原材料消耗，降低人力成本，特別是可以減少能源消耗，所以也是能源創新領域的重要內容。這里主要分析研究高效節能電器設備、節能環保型交通工具，以及高效先進電力設施建設等方面的新進展。

張明龍 張瓊妮

2016年8月12日