能源的开发利用

1.煤炭

煤炭是埋在地壳中亿万年以上的树木和植物，由于地壳变动等原因，经受一定的压力和温度作用而形成的含碳量很高的可燃物质，又称为原煤。由于各种煤的形成年代不同，碳化程度深浅不同，可将其分类为无烟煤、烟煤、褐煤、泥煤等几种类型，并以其挥发物含量和焦结性为主要依据。烟煤又可以分贫煤、瘦煤、焦煤、肥煤、漆煤、弱黏煤、不黏煤、长焰煤等。

煤炭既是重要的燃料，也是珍贵的化工原料。20世纪以来，煤炭主要用于电力生产和在钢铁工业中供炼焦，某些国家的蒸汽机车用煤比例很大。电力工业多用劣质煤（灰分大于30%）；蒸汽机车用煤则要求质量较高，灰分低于25%，挥发分含量要求大于25%，易燃并具有较长的火焰。在煤矿的附近建设的“坑口发电站”，使用了大量的劣质煤，直接转化为电能向各地输送。另外，煤转化的液体与气体合成燃料，对补充石油与天然气的使用也具有重要意义。

2.石油

石油是一种用途广泛的宝贵矿藏，是天然的能源物资。但是石油是如何形成的，这一问题科学家还在争论。目前大部分的科学家都认同这个理论：石油是由沉积岩中的有机物质变成的。因为在已经发现在油田中，99%以上都是分布在沉积岩区。另外，人类还发现了现在的海底、湖底的近代沉积物中的有机物，正在向石油慢慢地变化。

同煤相比石油有许多的优点：首先，它是释放得热量比煤大得多，每千克煤燃烧释放的热量为5000 kcal/kg，而石油释放的热量大于10 000 kcal/kg；就发热而言，石油是煤的两三倍；石油使用方便，它易燃又不留灰烬，是理想的清洁燃料。

从已探明的石油储量看，世界总储量为1043亿吨，目前世界有七大储油区，第一是中东地区，第二是拉丁美地区，第三是苏联，第四是非洲，第五是北美洲，第六是西欧，第七是东南亚。这七大油区储油量占世界石油总量的95%。

3.天然气

天然气是地下岩层中以碳氢化合物为主要成分的气体混合物的总称。天然气是一种重要能源，燃烧时有很高的发热值，对环境的污染比较小，而且还是一种重要的化工原料。天然气的生产过程同石油类似，但比石油更容易生成。天然气主要由甲烷、乙烷、丙烷和丁烷等烃类组成，其中甲烷占80%～90%。天然气有两种不同的类型：一是伴生气，由原油中的挥发性组分所组成，约有40%的天然气与石油一起伴生，称油气田，它溶解在石油中或形成石油构造中的气帽，并对石油储藏提供气压；二是非伴生气，与液体油的积聚无关，可能是一些植物体的衍生物。60%的天然气为非伴生气，即气田气，它埋藏得更深。

最近10年液化天然气技术有了很大发展，液化后的天然气体积为原来体积的1/600。因此可以用冷藏油轮运输，运到使用地后再予以气化。另外，天然气液化后，可为汽车提供方便的、污染小的天然气燃料。

4.水能

水能资源最显著的特点是可再生、无污染。开发水能对江河的综合治理利用具有积极作用，对促进国民经济发展，改善能源消费结构，缓解由于消耗煤炭、石油资源所带来的环境污染有重要的意义，因此世界各国都把开发水能放在能源发展战略的优先地位。

世界河流水能资源理论蕴藏值为40.3万亿千瓦·时，技术可开发水能资源为14.3万亿千瓦·时，约为理论蕴藏量的35.6%；经济可开发水能资源为8.08万亿千瓦·时，约为技术可开发的56.22%，为理论蕴藏量的20%。发达国家拥有技术可开发水能资源4.82万亿千瓦·时，经济可开发水能资源2.51万亿千瓦·时，分别占世界总量的33.5%和31.1%。发展中国家拥有技术可开发水能资源共计9.56万亿千瓦·时，经济可开发水能资源5.57万亿千瓦·时，分别占世界总量的66.5%和68.9%，可见世界开发水能资源主要蕴藏量在发展中国家；而且发达国家可开发水能资源到1998年已经开发了60%，而发展中国家到1998年才开发20%，所以今后大规模的水电开发主要集中在发展中国家。中国水能资源理论蕴藏量、技术可开发和经济可开发水能资源均居世界一位，其次为俄罗斯、巴西和加拿大。

5.新能源

人类社会经济的发展需要大量能源的支持。随着常规能源资源的日益枯竭以及由于大量利用矿物能源而产生的一系列环境问题，人类必须寻找可持续的能源道路，开发利用新能源和可再生能源无疑是出路之一。随着煤炭、石油、天然气等常规能源储量的不断减少，新能源将成为世界新技术革命的重要内容，成为未来世界持久能源系统的基础，在技术上可行，在经济上合理，环境和社会可以接收；能确保供应和替代常规化石能源的可持续发展能源体系。