第一节 能源、能源资源和能源部门
一、能源的概念
自然社会的基本构成要素包括物质、能量和信息。英语中的“energy”一词，既可指物理学意义上的能量（做功的能力），也可指人们常说的，也是本书一般情况下所讨论的能源（能源的来源，energy sources），而且两者密切相关。能源是指能够提供某种形式能量（如机械能、热能、光能、电磁能、化学能）的物质或者物质的运动，例如，矿物质能源、核物理能源、大气环流能源和地理性能源。能够提供能量的物质包括一次能源和二次能源中的燃料型能源资源或者产品，如煤炭、石油、天然气及其制品，电力；能够提供能量的物质运动包括一次能源和二次能源中的非燃料型能源（资源），如太阳能、水能、风能和潮汐能。电能通常用千瓦时（kWh，度）作为计量单位，热能通常用英制热量单位（Btu）或者焦耳（J）来衡量。
对于“能源”的概念，人们从不同的角度或者用不同的方法予以定义。例如，《大英百科全书》说：“能源是一个包括所有燃料、流水、阳光和风的术语，人类用适当的转换手段便可让它为自己提供所需要的能量。”《日本大百科全书》说：“在各种生产活动中，我们利用热能、机械能、光能、电能等来做功，可利用来作为这些能量源泉的自然界中的各种载体，称为能源。”中国《能源百科全书》说：“能源是可以直接或经转换提供人类所需的光、热、动力等任何一种形式能量的载能体资源。”自然科学学者将能源定义为“比较集中的含能体或能源过程”[2]。在美国，所谓能源，就位能（势能）而言，是指以做功能力衡量的用于做功的能力，或者是指这种做功能力转换为运动（动能）用于做功的能力。[3]
在能源政策法律中，也需要对“能源”进行定义和界定，以增强法律的可操作性。例如，2007年12月3日公布的《中华人民共和国能源法（征求意见稿）》（下称2007年《能源法（征求意见稿）》）在第2条第2款中这样定义能源：“本法所称能源是指能够直接取得或者通过加工、转换而取得有用能的各种资源，包括煤炭、原油、天然气、煤层气、水能、核能、风能、太阳能、地热能、生物质能等一次能源和电力、热力、成品油等二次能源，以及其他新能源和可再生能源。”
综上所述，能源是一种呈多种形式的，且可以相互转换的能量的源泉。可以将能源定义为：能够直接取得或者通过加工、转换而取得有用能（如热量、电能、光能和机械能等）或可做功的各种载能体资源，包括一次能源（煤炭、原油、天然气、煤层气、水能、核能、风能、太阳能、地热能、生物质能等）和二次能源（电力、热力、成品油等）。能源是国民经济的重要物质基础，未来国家命运取决于对能源的掌控。能源资源的科学开发和能源产品有效利用程度以及人均能源消费量是衡量生产技术和生活水平的重要标志。
二、能源的分类
能源的种类繁多，而且随着科学技术的发展进步，更多种类的新型能源不断出现，来满足人类的能源需求。根据不同的划分标准和方式，可以将能源分为不同的种类。
这是根据能源是否来源于地球本身而对能源进行的分类。
地球本身能源是指地球本身所蕴藏的能量，通常指与地球内部热能有关的能源以及与原子核反应有关的能源，例如，原子核能、地热能等。地球分为地壳、地幔和地核三层。地壳是地球表面的一层，厚度从数km到70km不等。地壳下面是地幔，它的大部分是熔融状的岩浆，厚度约为2900km；火山爆发一般是这部分岩浆喷出。地球内部为地核，地核中心温度约为2000℃。温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的表现。可见，地球本身就是一个大热库，热能资源储量很大。
来自其他天体的能源是指来自地球外部天体的能源，主要是太阳能。除直接辐射外，它还为风能、水能、生物能和矿物能源等的产生提供了基础。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。
合力能源是指地球和其他天体（主要是太阳和月球）相互作用而产生的能量，如潮汐能。
这是根据是否经过加工转换而对能源进行的分类。
一次能源，又称天然能源，是指在自然界中现成存在的，并可以直接取用而不改变其基本形态的能源，如煤炭、石油、天然气、水能、核能、太阳能、风能、海洋能、潮汐能和生物质能等。二次能源是指对一次能源进行加工转换而形成的其他种类或者形态的能源产品，如电力、煤气、蒸汽、焦炭、洁净煤、激光和沼气以及汽油、柴油等各种石油制品等。需要注意的是，一次能源有时候会经过多次转换，先后具有不同的形态，但是最后形态的能源仍然被称为二次能源。
这是根据能源资源的分布量和被人类开发利用时间的长短，即是否具耗竭性，对一次能源作出的进一步分类。
耗竭性能源是指对其开发利用程度具有一定的自然和客观限度制约的能源。根据是否可以更新或者再生，又可以分为可再生能源和不可再生能源。（1）可再生能源是指在被开发利用后通过天然作用或者人工经营而再生，并能够继续为人类利用的能源，如水能。由于这类能源的更新能力有一定限度，并且需要一定的更新周期，因而利用可更新能源的数量、规模、程度和速度应当是有限度的开发利用，不能超过可更新能源本身的更新速度，以保证其更新。如果人类对其开发利用的强度超过其自我更新能力，可更新能源就会退化、解体并有耗竭之虞，就会枯竭而不能永续利用。（2）不可再生能源是指数量有限、在经过开发利用后基本上或者根本不能再生，最终将会被用尽的能源，如煤炭、石油、天然气等化石燃料。这类能源的形成不仅要经过漫长的地质年代，而且要具备成矿条件。这类能源是利用一点就会减少一点，最终将被开发利用殆尽。因而，对这类能源必须十分珍惜，尽可能进行合理的、节约型的综合利用，减少耗损和浪费。
非耗竭性能源，又称无限能源，是指相对于人类生命周期来说储量无限或者具有无限可再生能力的能源，只要地球、太阳、月球等天体还存在就可以源源不断地供人类开发利用的能源。它又可以分为恒定性能源和亚恒定性能源。恒定性能源主要包括太阳能、潮汐能、原子能等。亚恒定性能源主要包括风能等。对非耗竭性能源应当鼓励使用，尽力进行合理的开发和利用。不过需要注意的是，对非耗竭性能源的利用也是需要一定的其他自然资源条件的支撑的。从地球内部巨大的热能蕴藏量来看，地热能是可再生能源、非耗竭性能源。核能的新发展将使核燃料循环而具有增值的性质。核聚变的能比核裂变的能可高出5～10倍，核聚变最合适的燃料重氢（氘）又大量地存在于海水中，几乎“取之不尽，用之不竭”，故可视为非耗竭性能源。
这是根据是否可以不断得到补充或者能否在较短周期内再产生这样一种可再生性标准，对一次能源作出的又一种细分。
可再生能源，又称再生能源，是指可以不断得到补充或者能在较短周期内再产生的能源，如水能、太阳能、风能、海洋能、潮汐能和生物质能等。不可再生能源，又称非再生能源，是指既不可以不断得到补充，又不能在较短周期内再产生的能源，如煤炭、石油、天然气、页岩油、页岩气等。其中，煤炭、石油和天然气这三种能源是一次能源的核心，它们是全球能源的基础。
需要注意的是：（1）这种划分所依据的标准与第三种分类的标准，虽然近似但并不相同，也不如后者科学和严谨。不过，这一分类得到了更为广泛的认同。（2）不同国家能源政策法律关于可再生能源范围，可能会有不同的界定。[4]
这是根据能源的性质而对能源进行的分类。
燃料型能源包括煤炭、石油、天然气、泥炭、木材。非燃料型能源包括水能、风能、地热能、海洋能。人类利用自己体力以外的能源是从用火开始的，最早的燃料是木材，以后用各种化石燃料（如煤炭、石油、天然气、泥炭等）。现正研究利用太阳能、地热能、风能、潮汐能等新能源。当前化石燃料消耗量很大，而且地球上这些燃料的储量有限。未来铀和钍将可能会提供世界所需的大部分能量。一旦控制核聚变的技术问题得到解决，人类实际上将获得无尽的能源。
这是根据在消耗过程中或者消耗后是否造成环境污染（即是否清洁）而作出的能源分类。
清洁能源，又称清洁型能源，是指在消耗过程中或者消耗后不造成环境污染或者环境污染很小的能源，如水力、电力、太阳能、风能等。非清洁能源，又称污染型能源、脏能源，是指在消费或消耗过程中或者之后造成较大环境污染的能源，如煤炭、石油。关于核能是否是清洁能源，是存在很大争议的。因为核能在核材料的开发中、在核废料的处理中，或者会产生严重的污染或者生态破坏，或者具有重大的、不可逆转的生态环境风险。
这是根据利用技术是否成熟或者使用是否比较普遍而进行的能源分类。
常规能源，又称传统能源，是指利用技术上成熟或者使用比较普遍的能源，如一次能源中可再生的水能以及不可再生的煤炭、石油、天然气等能源。它目前占全部能源生产消费总量的80%以上。相对于常规能源而言，非常规能源，又称新型能源、新能源，是指新近二三十年来利用或正在着手进行大规模或者商业化开发的能源，如太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能、氢能以及用于核能发电的核燃料等能源。
我国《能源法》（征求意见稿）第139条对新能源的定义是，“新能源，是指在新技术基础上开发利用的非常规能源，包括风能、太阳能、海洋能、地热能、生物质能、氢能、核聚变能、天然气水合物等。”所谓非常规能源，是指由于技术、经济等因素的限制，迄今尚未大规模使用的能源，它是与常规能源对应使用的一个概念，有时又把非常规能源直接称为新能源。
需要注意的是，新能源是个动态的、相对的概念。第一，人们在利用某一能源形式的初期把它当做新能源，随着时间的推移、技术的成熟以及该能源的广泛使用、在能源结构中比重的日益加大，就会把它当做常规能源。第二，新能源（非常规能源）并不是指新发现的能源，它大多数是资源丰富、分布广阔的可再生能源。这是人们常用“新能源和可再生能源”这一术语的重要原因。由于这些可再生能源的能量密度较小，或品位较低，或有间歇性，按已有的技术条件转换利用的经济性尚差，还处于研发阶段，只能因地制宜地开发和利用。新能源中的清洁能源将会是未来的主要能源。
世界能源委员会根据能源的形态特征或者转换与应用的层次，建议将能源类型分为固体燃料、液体燃料、气体燃料、水能、电能、太阳能、生物质能、风能、核能、海洋能和地热能。其中，前三种类型可以统称化石燃料或化石能源。
已被人类认识的上述能源，在一定条件下可以转换为人们所需要的某种形式的能量。例如，把薪柴和煤炭燃烧或者加热到一定温度，它们就能和空气中的氧气化合并放出大量的热能，可供应热量用来取暖、做饭或制冷，也可以用热来产生蒸汽。用蒸汽推动汽轮机，可以使热能转变成机械能；汽轮机可用来带动发电机，使机械能进而转变成电能。将电输送到工厂、企业、机关、农牧林区和住户，它可以转换成机械能、光能或者热能。
图表1-01 能源分类举例
二、能源资源
能源资源是以自然资源形式赋存的一次能源（天然能源），它们在自然界中天然生成和存在。其中，有的可供人们直接取用而不改变其基本形态；有的则需要经过加工转换才能使用；还有的既可供人们直接取用而不改变其基本形态，也可以经过加工转换和提高能源效能后而使用。在自然界中天然生成和存在的煤炭、石油、天然气、水能、核能、太阳能、风能、海洋能、潮汐能和生物质能等，都是自然资源。
随着科学技术的进步和社会、经济的发展，能源资源的范围以及对能源资源开发利用的方式、方法、途径和深度，都在不断地发展和变化之中。例如，对于天然气，一开始人类认为石油伴生的常规天然气和煤炭伴生的煤层气都是无用之物，后来却将之作为主要能源来对待和使用，再后来又将页岩气作为非常规天然气资源进行开发。
国家对能源资源的主权决定能源资源所有权的配置，能源资源所有权影响或者决定能源资源的初始配置活动——能源资源的勘探或者开发。能源资源的勘探或者开发活动是能源活动的起点（经济）活动，既对相关能源投资活动产生影响，也对能源原材料和产品的流通具有直接影响。不同国家对同一能源资源、同一国家对不同能源资源的所有权以及勘探或者开发权可能有着不同的政策法律规定。对此，请见总论和各论部分的相关介绍和讨论。
三、能源部门
“能源产业”（energy industry）、“能源部门”（energy sector）和“能源链”（energy cycle）是内涵上相互关联、外延上存在交叉的三个术语，时常被人们作为近义词乃至同义词使用。然而，从历史发展角度来看，这三个概念的外延呈依次扩大。能源产业在早期基本上限于从自然界中勘探、采掘、采集和开发能源资源的活动以及将从这些活动中获得的能源原材料进行加工，转换为燃料或者动力的活动；这是狭义的能源产业，汉语中常称之为“能源工业”。后来，能源产业的外延又逐渐扩大到能源原材料和产品的专业化运输、输送、传输（简称三者为“输送”）和配送（又称“分送”）活动、交换（包括进出口在内的贸易、营销和销售）活动以及能源服务提供活动；外延扩大后的能源产业是广义的能源产业，也是人们常说的能源产业，本书也在这一意义上使用“能源产业”这一术语。能源原材料和产品（商品）的生产进口、输送、配送以及销售活动，可以简称为能源生产供应活动；对于从事能源生产供应活动的企业，人们通常称之为能源企业。
人们通常将能源产业划分为上游生产进口（包括从自然界中勘探、采掘、采集和开发能源资源的活动、进口能源原材料和产品的活动，以及将从这些活动中获得的能源原材料进行加工为能源产品或者商品的活动）、中游输送和配送（能源原材料和产品的输送和配送服务活动）以及下游销售（向终端能源消费者营销和销售能源商品的活动）三个部分。也常根据能源的种类将能源产业划分为石油产业、天然气产业、电力产业、煤炭产业、核能（核电）产业、可再生能源产业等。[5]经营业务同时涵盖某一（些）能源产业上游、中游和下游中两个或两个以上部分的能源企业（集团），通常被称为垂直一体化能源企业。
狭义的能源部门与广义的能源产业是同义词。随着能源部门的外延将能源服务扩大到输送和配送以外的其他能源服务（如节能减排服务），特别是扩大到节能减排活动以及能源生产设备和能源消费产品的生产领域，产生了广义的能源部门。
能源链所包括的能源活动的范围最为广泛，可以包括四类：（1）能源原材料和产品（商品）生产供应周期过程中的能源活动；（2）对前一类能源活动中所产生废弃物的处理与处置活动；（3）前两类能源活动的停止、中断或者结束活动；以及，（4）将前三类能源活动的有害环境影响予以最小化的活动。[6]
此外，还有“能源领域”（energy field）这一术语。它的内涵和外延更为模糊不清，人们时常在非常广泛的意义上使用，可以将之作为能源链的同义词。