本书全面描述了各种能源的形成、使用和节约，以通俗易懂的语言、生动风趣的笔触、幽默多姿的配画，深入浅出地分析了我国的能源现状和发展趋势，提出了许多具体可行的节能措施。该书的出版，一方面宣传普及了节能减排的科学知识和方法，提高全民参与“节能减排”的意识和能力，又可推动全民参与资源节约型社会的建设，有效地促进了节约资源、减少污染、保护环境的社会风气的形成。

本书以通俗易懂的语言、生动风趣的笔触、幽默多姿的配画，深入浅出地介绍了各种能源的形成和利用，同时提供了许多具体可行的节约窍门，以供读者在生活中灵活运用。读完这本书，既能拓宽知识、开阔视野，又可按书中的小窍门来节约能源，真正做到学以致用，一举多得。

总序

序

能源概述

水能

煤炭

石油

天然气

可再生能源

电能

新能源

综合节能

测一测

长期以来，我国以煤炭作为能源利用的主体，造成大气污染情况十分严重。目前，二氧化碳排放量仅次于美国；2006年，二氧化硫排放量高达2549万吨，居世界第一位：酸雨区的面积已占全国总面积的30%。

面对未来中国经济发展的重大挑战，安全、经济、清洁的能源保障。是我国实行可持续发展战略的基本要求。因此，必须跨越能源与环境这两座高山，实行“节能优先、结构多元、环境友好”的可持续能源发展战略。

一次能源与二次能源。经过几亿年的演变，在自然界中形成并天然存在的能源，称为一次能源。如煤炭、石油、天然气等。由一次能源经过加工转换成另一种形态的能源产品叫做二次能源，如广泛使用的电力、煤气等。

大部分一次能源被开采后，都转换成更容易输送、分配和使用的二次能源，以适应消费者的需要。

可再生能源与不可再生能源。在自然界中可以不断再生并有规律地得到补充的能源，称为可再生能源。如太阳能和由太阳能转换而成的水能、风能、生物质能、海洋能等，它们都可以循环再生，不会因长期使用而减少。经过亿万年才形成的、短期内无法恢复的能源，称为不可再生能源。如煤炭、石油、天然气、核燃料等。随着大规模的开采利用，它们的储量越来越少，总有枯竭之时。

常规能源与新能源。煤炭、石油、天然气、电力等能源，已经被人类长期广泛利用，为人们所熟悉，称为常规能源。太阳能、地热能、潮汐能，还有固体可燃冰等，是近期才被人们重视或发现的，一般被视为新能源。

常规能源与新能源是相对而言的。现在的常规能源过去也曾是新能源，今天的新能源将来也会成为常规能源。

煤炭

煤炭既是一种重要的燃料，也是珍贵的化工原料，是我国现在乃至未来几十年内主要的一次能源。

煤炭是由埋藏在地下的古代植物，在缺氧条件下受压力和地热作用，经过几千万年乃至几亿年的炭化过程，释放出水分、二氧化碳、甲烷等气体后，形成的含碳量很高的固体可燃物质，又称作原煤。

煤中主要有碳、氢、氧、氮、硫等元素。其中，碳是最主要的元素和可燃物质，碳含量随煤化程度的升高而增加；硫是有害杂质，会导致钢铁热脆、设备腐蚀，燃烧生成的二氧化硫会污染大气，危害动、植物生长及人类健康，因此，硫含量是评价煤质的重要指标之一。

石油

石油是世界上应用最广泛的一次能源之一。

石油是从地下开采出来的黏稠液体，又称为原油。原油的颜色非常丰富，红、金黄、墨绿、黑、褐红甚至透明。其颜色深浅因原油中的胶质和沥青含量不同而不同。原油的颜色越浅其油质越好，透明的原油甚至可直接加在汽车油箱中代替汽油。

原油的主要组成元素是碳和氢。碳和氢可以形成多种化合物，如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷等，原油就是由这些化合物组成的。由于这些化合物的性质各不相同，所以不宜直接使用，必须通过分馏的方法将它们分开，再应用到相应的场所。常说的汽油，是将原油加热到40-150℃时，戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷等化合物就会从蒸馏塔顶部流出形成汽油。

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。天然气是一种洁净的可燃气体，燃烧时有很高的发热值，对环境的污染也较小。

天然气的优点是运输方便。利用输气管道，可以直接从天然气产地将其引进千家万户。如我国西部地区的天然气产量丰富，随着北京天然气引人工程的实施，目前已有许多北京家庭使用上了来自西部地区的天然气，使千家万户享受到了方便。

近十年来，液化天然气技术有了很大的发展。液化后的天然气体积仅为原来体积的1／600，可以用冷藏油轮运输到使用地后再汽化。另外，天然气液化后，可为汽车提供方便的、污染少的燃料。

核能

核能是蕴藏在原子核内部的能量，通过核裂变或核聚变反应释放出来，又称原子能。原子核很小很小，然而它释放出来的能量却极其巨大。有人把核电站与火电站作了一个形象的比较：一座100万千瓦的火力发电机组，一年要烧掉近350万吨的煤，而这些煤，每天都要200节火车皮或者一艘万吨轮船来运输：而一座同容量的核电站，一年只需要30-40吨的低浓铀，仅用几辆卡车即可轻松运到核电厂。

要使“核能”释放出来，目前主要有两种办法：一种是将原子量较大的铀原子核打碎，使其分裂，同时释放出巨大的能量。这种能量叫做裂变核能；另一种为核聚变，它是将两个或两个以上原子量较小的原子核合成一个原子量较大原子核的反应，核聚变放出的能量叫核聚变能。核聚变能比核裂变能更巨大。

目前，我国和世界上一些国家正在研究核聚变能的受控释放，即“受控核聚变”。这一目标实现后，人类就能得到一种“取之不尽”的新能源。

电能

电能无声无息地服务于人类生活的各个角落，我们已无法离开电能，由于电能使用方便、清洁环保、易于输送，并容易转化成其他形式的能量，因而得到了最广泛的应用。

电能是由一次能源转化而来的二次能源。除了干电池、蓄电池外，广泛使用的电能都是由发电厂生产出来的。发电厂按其所用一次能源的不同，主要分为火力发电厂、水力发电厂和核能发电厂等。在我国，燃煤的火力发电厂占70%以上。

此外，人类已经开始利用可再生能源来发电，如太阳能发电、风能发电、生物质能发电、海洋能发电等。这些发电技术的蓬勃发展，为能源工业增加了新兵，其作用将越来越大。

可再生能源

可再生能源具有大气污染和温室气体排放为零或接近于零的特点。主要有太阳能、水能、风能、生物质能、海洋能、地热能等。

每年太阳辐射到我国960万平方公里土地上的能量，相当于17000亿吨标准煤燃烧时产生的热量。但是，到达地球表面的太阳能只有0.1%-0.2%被植物吸收并转变成化学能储存起来，其余绝大部分都转换成热，散发到宇宙空间去了，没有被利用。

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、缓解环境压力等都具有积极作用，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。

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近年来能源已成为世界各国最为关注的热点问题。我国能源总量虽然比较丰富，但人均能源占有量少；随着经济社会的快速发展，对能源的需求大幅增长。能源问题已成为我国可持续发展、建设和谐社会必须跨越的一道坎。如何更有效地节约能源，更大限度地减少污染排放物，使能源——这个经济发展的动力，不会变成阻力，是每个公民应该思考的问题。

建设资源节约型社会与每个人息息相关，参与资源节约型社会的建设是每一位公民应尽的义务。研究结果显示，如果每个人都积极行动起来，从身边的生活小事做起，注重节水、节电等，那么一年的节能总量将达到7700万吨标准煤，相应减排二氧化碳约2亿吨，这将是一个了不起的成绩。

中国科普作家协会的14位科普专家根据温总理提出的战略目标，建议在全国开展“加快建设节约型社会”的科普宣传活动，得到了温总理的称赞和批示。中国科普作家协会联合多家出版社编辑出版建设节约型社会科普丛书，中国电力出版社出版的《能源知识与节能窍门》为这套丛书中的一本。该书全面描述了各种能源的形成、使用和节约，以通俗易懂的语言、生动风趣的笔触、幽默多姿的配画，深入浅出地分析了我国的能源现状和发展趋势，提出了许多具体可行的节能措施。读完这本书，既能拓宽知识、开阔视野，又可将节约窍门用到家家户户，达到“懂得、会做、收益”的效果，做到学以致用，一举多得。

《能源知识与节能窍门》的出版，一方面宣传普及了节能减排的科学知识和方法，提高全民参与“节能减排”的意识和能力，又可推动全民参与资源节约型社会的建设，有效地促进了节约资源、减少污染、保护环境的社会风气的形成。

值得说明的是，本书的编者是中国工程院能源与矿业工程学部的院士和能源领域的专家，他们视科普为重要使命与职责，心系国家，心系大众，在繁忙的工作中抽出时间写成此书，将他们丰富的知识和经验传播给广大民众，这是一件值得赞赏的事情。中国电力出版社的编辑们，发挥了他们的才智和经验，为这本书的出版。做了大量的工作。

希望这本通俗读物能够成为每个人藏书中的一本，成为每个家庭喜读易用的必备案头书。

“不积跬步，无以致千里；不积小流，无以成江海”，让我们从现在做起、从身边的小事做起，为建设资源节约型、环境友好型的和谐社会做出自己的贡献。

中国工程院院士

中国工程院能源与矿业学部主任

2008年5月15日