严峻的能源现状
人类文明发展的动力——能源
能源亦称能量资源或能源资源，是指可产生各种能量或可做功的物质统称。能源包括可以直接取得或者通过加工、转换而取得有用能的各种资源，可以分为一次能源和二次能源两类。一次能源又分为可再生能源和非再生能源，其中煤炭、石油和天然气三种能源是一次能源的核心，它们成为全球能源的基础；除此以外，太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能以及核能等可再生能源也被包括在一次能源的范围内。二次能源则是指由一次能源直接或间接转换成其他种类和形式的能量资源，例如：电力、煤气、汽油、柴油、焦炭、洁净煤、激光和沼气等能源都属于二次能源。
能源更是人类社会赖以生存和发展的物质基础，在国民经济中具有特别重要的战略地位。能源相当于城市的血液，它驱动着城市的运转。现代化程度越高的城市对能源的依赖越强，因为能源在维系以下重要功能：照明交通、餐饮、供暖、降温、自动化管理系统等。
席卷全球的能源危机
由于石油、煤炭等目前大量使用的传统化石能源枯竭，同时新的能源生产供应体系又未能建立而在交通运输、金融业、工商业等方面造成的一系列问题统称能源危机。
根据经济学家和科学家的普遍估计，到本世纪中叶，也即2050年左右，石油资源将会开采殆尽，其价格升到很高，不适于大众化普及应用的时候。如果新的能源体系尚未建立，能源危机将席卷全球，尤以欧美极大依赖于石油资源的发达国家受害为重。最严重的状态，莫过于工业大幅度萎缩，或甚至因为抢占剩余的石油资源而引发战争。
为了避免上述窘境，目前美国、加拿大、日本、欧盟等都在积极开发如太阳能、风能、海洋能等可再生新能源，或者将注意力转向海底可燃冰等新的化石能源。同时，氢气、甲醇等燃料作为汽油、柴油的替代品，也受到了广泛关注。目前国内外热情研究的氢燃料电池电动汽车，就是此类能源中介应用的典型代表。
能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力，是人类赖以生存的基础。自工业革命以来，能源安全问题就开始出现。1913年，英国海军开始用石油取代煤炭作为动力时，时任海军上将的丘吉尔就提出了“绝不能仅仅依赖一种石油、一种工艺、一个国家和一个油田”这一迄今仍未过时的能源多样化原则。伴随着人类社会对能源需求的增加，能源安全逐渐与政治、经济安全紧密联系在一起。两次世界大战中，能源跃升为影响战争结局、决定国家命运的重要因素。法国总理克莱蒙梭曾说，“一滴石油相当于我们战士的一滴鲜血”。可见，能源安全的重要性在那时便已得到国际社会普遍认可。
20世纪70年代爆发的两次石油危机使能源安全的内涵得到极大拓展，特别是1974年成立的国际能源署正式提出了以稳定石油供应和价格为中心的能源安全概念，西方国家也据此制定了以能源供应安全为核心的能源政策。在此后的二十多年里，在稳定能源供应的支持下，世界经济规模取得了较大增长。但是，人类在享受能源带来的经济发展、科技进步等利益的同时，也遇到一系列无法避免的能源安全挑战，能源短缺、资源争夺以及过度使用能源造成的环境污染等问题威胁着人类的生存与发展。
今天的世界人口已经突破60亿，比上个世纪末期增加了2倍多，而能源消费据统计却增加了16倍多。无论多少人谈论“节约”和“利用太阳能”或“打更多的油井或气井”或者“发现更多更大的煤田”，能源的供应却始终跟不上人类对能源的需求。当前世界能源消费以化石资源为主，其中中国等少数国家是以煤炭为主，其它国家大部分则是以石油与天然气为主。按目前的消耗量，专家预测石油、天然气最多只能维持不到半个世纪，煤炭也只能维持一两个世纪。所以不管是哪一种常规能源结构，人类面临的能源危机都日趋严重。
当前世界所面临的能源安全问题呈现出与历次石油危机明显不同的新特点和新变化，它不仅仅是能源供应安全问题，而是包括能源供应、能源需求、能源价格、能源运输、能源使用等安全问题在内的综合性风险与威胁。
作为世界上最大的发展中国家，中国是一个能源生产和消费大国，能源生产量仅次于美国和俄罗斯，居世界第三位；基本能源消费占世界总消费量的l／10，仅次于美国，居世界第二位。中国又是一个以煤炭为主要能源的国家，发展经济与环境污染的矛盾比较突出。近年来能源安全问题也日益成为国家生活乃至全社会关注的焦点，日益成为中国战略安全的隐患和制约经济社会可持续发展的瓶颈。上个世纪90年代以来，中国经济的持续高速发展带动了能源消费量的急剧上升。自1993年起，中国由能源净出口国变成净进口国，能源总消费已大于总供给，能源需求的对外依存度迅速增大。煤炭、电力、石油和天然气等能源在中国都存在缺口，其中，石油需求量的大增以及由其引起的结构性矛盾日益成为中国能源安全所面临的最大难题。
功过参半的常规能源
石油
石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成的一种于化石燃料。石油是一种粘稠的深褐色液体。人类发现和利用石油的历史，十分悠久。我国的劳动人民早在3000多年前就开始利用石油，在古书《易经》里就有利用石油的记载。2000多年前，我国开采石油作燃料和润滑剂。到11世纪，我国开凿了第一批油井，并炼制出粗石油产品——“猛火油”，还加工制取了其他石油制品，如炭黑、石蜡、沥青等。我国北宋著名科学家沈括在他的名著《梦溪笔谈》中，首先使用了“石油”这个科学的名词，在此以前人们都把石油称作石蜡水、石漆等。沈括还提出了石油生存环境和发展前景的科学理论和预测。
现代石油历史始于1846年，当时生活在加拿大大西洋省区的亚布拉罕·季斯纳发明了从煤中提取煤油的方法。1852年波兰人依格纳茨·卢卡西维茨发明了使用更易获得的石油提取煤油的方法。次年波兰南部克洛斯诺附近开辟了第一座现代的油矿。这些发明很快就在全世界普及开来了。1861年在巴库建立了世界上第一座炼油厂，出产世界上90%的石油，后来斯大林格勒战役就是为夺取巴库油田而展开的。
19世纪石油工业的发展缓慢，提炼的石油主要是用来作为油灯的燃料。20世纪初随着内燃机的发明情况骤变，至今为止石油仍是最重要的内燃机燃料。如今石油已经成为人类文明进程中不可或缺的重要因素，在国民经济中占非常重要的地位。
首先，石油是优质的动力燃料的原料。汽车、内燃机车、飞机、轮船等现代交通工具都是用石油的产品——汽油、柴油作动力燃料的。新兴的超音速飞机、导弹、火箭，也都以石油提炼出来的高级燃料为动力的。
石油也是提炼优质润滑油的原料，一切转动机械的“关节”中添加的润滑油都是石油制品。
石油还是重要的化工原料，石油化工厂利用石油产品可加工出5000多种重要的有机合成原料。常见的色泽美观、经久耐用的涤纶、尼龙、腈纶、丙纶等合成纤维，能与天然橡胶相比美的合成橡胶，苯胺染料、洗衣粉、糖精、人造皮革、化肥、炸药等等都是由石油产品加工而成的。
石油经过微生物发酵，还可以制成合成蛋白。它是利用一种爱吃石蜡的嚼蜡菌，放在石油中的嚼蜡菌吃食石蜡后，会以惊人的速度繁殖起来。嚼蜡菌自身含有丰富的蛋白质，每公斤菌体含有相当于20只鸡蛋所含的蛋白质。如果将目前世界上年产30多亿吨石油中的石蜡的一半制成蛋白质，一年就可制得1.5亿吨人造蛋白，这是十分可观的人造蛋白资源。现在，人们已经用嚼蜡菌体作为饲料。不久将来，它们会被用来制作味道鲜美、营养丰富的食品，送上餐桌。
就连炼油最后剩下的石油焦和沥青也都是宝贝。石油焦做炼钢炉里的电极，可以提高钢的产量，还可用它作为制造石墨的原料；沥青则可以制作油毡纸或铺路。石油被人们誉为工业的“血液”，是名不虚传的。
如今世界不论是汽车、飞机，还是衣服、用具，人们的衣食住行已经与石油无法分离了。石油已经成为了世界上不可缺少的资源之一。然而，石油资源并不是取之不尽，用之不竭。石油资源的短缺早已不是什么新鲜的话题了，为了石油而燃起的战火总难止息。在能够取代石油的资源出现之前，对于石油的追求都将一直是世界的主题。
经过持续百多年的不断开发，陆地上的石油资源越来越难以满足日益增长的石油需求，人们自然的把目光投向了广阔的海洋。海洋一直以来就是资源宝库，在石油上也不会让我们失望。波斯湾、墨西哥湾已成为世界上重要的石油场地，对于海洋石油资源的开发也在日益加快。
然而随着人类的大规模开采，石油资源储量已经越来越少，有专家预料在不久的将来，石油资源就会彻底地枯竭。而且石油资源的利用对于环境也造成了巨大的危害，所以人们正在反思，用新型的能源去代替石油。
煤炭
煤炭是千百万年来植物的枝叶和根茎在地面上堆积而成的一层极厚的黑色的腐植质，由于地壳的变动不断地埋入地下，长期与空气隔绝，并在高温高压下，经过一系列复杂的物理化学变化等因素，形成的黑色可燃沉积岩。
煤炭是地球上蕴藏量最丰富，分布地域最广的化石燃料。在各大陆、大洋岛屿都有煤分布，但煤在全球的分布很不均衡，各个国家煤的储量也很不相同。中国、美国、俄罗斯、德国是煤炭储量丰富的国家，也是世界上主要产煤国，其中中国是世界上煤产量最高的国家。中国的煤炭资源在世界居于前列，仅次于美国和俄罗斯。
中国也是世界上最早利用煤的国家。辽宁省新乐古文化遗址中，就发现有煤制工艺品，河南巩义市也发现有西汉时用煤饼炼铁的遗址。《山海经》中称煤为“石涅”，魏、晋时称煤为“石墨”或“石炭”。明代李时珍的《本草纲目》首次使用“煤”这一名称。希腊和古罗马也是用煤较早的国家，希腊学者泰奥弗拉斯托斯在公元前约300年着有《石史》，其中记载有煤的性质和产地；古罗马大约在2000年前已开始用煤加热。
煤作为一种燃料，早在800年前就已经开始。煤被广泛用作工业生产的燃料，则是从18世纪末的产业革命开始的。随着蒸汽机的发明和使用，煤被广泛地用作工业生产的燃料，给社会带来了前所未有的巨大生产力，推动了工业的向前发展，随之发展起煤炭、钢铁、化工、采矿、冶金等工业。煤炭热量高，标准煤的发热量为7000大卡每千克。而且煤炭在地球上的储量丰富，分布广泛，一般也比较容易开采，因而被广泛用作各种工业生产中的燃料。
煤炭除了作为燃料以取得热量和动能以外，更为重要的是从中制取冶金用的焦炭和制取人造石油，即煤的低温干馏的液体产品——煤焦油。经过化学加工，从煤炭中能制造出成千上万种化学产品，所以它又是一种非常重要的化工原料，如我国相当多的中、小氮肥厂都以煤炭作原料生产化肥。我国的煤炭广泛用来作为多种工业的原料，因此大型煤炭工业基地的建设，对我国综合工业基地和经济区域的形成和发展起着很大的作用。
此外，煤炭中还往往含有许多放射性和稀有元素如铀、锗、镓等，这些放射性元素和稀有元素是半导体和原子能工业的重要原料。
煤炭对于现代化工业来说，无论是重工业，还是轻工业；无论是能源工业、冶金工业、化学工业、机械工业，还是轻纺工业、食品工业、交通运输业，都发挥着重要的作用，各种工业部门都在一定程度上要消耗一定量的煤炭，因此有人称煤炭是工业的“真正的粮食”。
但是煤炭作为传统的能源，有着其无法避免的弊端，主要表现在环境污染和不可持续性两个方面上。
1.环境污染
煤炭燃烧过程中产生大量的二氧化碳，是造成地球温室效应的罪魁祸首。而且煤炭在燃烧的过程中产生的硫化物以及不完全燃烧时产生的一氧化碳，也逐渐威胁着人类的生命健康。
2.不可持续
煤炭虽然是地球上储量最大的化石燃料，但是随着人类工业进程的不断加快，对于煤炭的开采逐年增加，导致煤炭的储量逐年下降。由于煤炭与石油一样属于不可再生的资源，所以在不久地将来，人类将面临煤炭资源枯竭的局面。
但在今后相当长的一段时间内，由于石油的日渐枯竭，必然走向衰败，而煤炭因为储量巨大，加之科学技术的飞速发展，煤炭汽化等新技术日趋成熟，并得到广泛应用，煤炭必将成为人类生产生活中的无法替代的能源之一。然而煤炭终究也有枯竭的时刻，所以新能源的开发才是人类可持续发展的未来方向。
天然气
天然气，是一种多组分的混合气态化石燃料，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷。天然气主要存在于油田气、气田气、煤层气、泥火山气和生物生成气中，也有少量出于煤层。