能源,是人类活动的物质基础,是一个国家强盛的动力、安全的基石。在某种意义上讲，人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。当今世界，能源的发展，能源和环境，是全世界、全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问题。

一、能源三次转换

薪柴时代占据人类99.9%的时间。地球形成距今已有46亿年，人类诞生也已有600万年。如果说学会制造和使用工具，将人与动物区别开来，学会用火则大大加速了人类的进化。容易获取的木材满足了人类初期的取暖、烹饪等基本生存需求。其间虽有其他能源利用形式，如利用水能的水磨、水车以及对煤炭、油气的原始利用，但一直到18世纪后半叶，人类利用的能源都以薪柴为主。

柴薪向煤炭的第一次重大转换。随着煤矿开采技术的进步，能量密度较高的煤炭得到了广泛应用。1769年瓦特蒸汽机的发明，燃煤电厂的建设，促进了煤炭产业的快速发展；18世纪80年代在一次能源消费比例中超过木柴，成为总量最大的一次能源，完成了柴薪向煤炭的第一次重大转换。

煤炭向油气的第二次重大转换。1859年，美国宾夕法尼亚州由德雷克上校钻的一口井出油，标志着现代石油工业的开端。1886年由于内燃机的发明和应用，油气作为高效能源资源的需求大幅提升。油气地质开发理论、钻完井工程和炼化等技术的进步，促进油气产量大幅提升，在一次能源消费结构中的比例快速增长，到1965年占比超过50%，取代煤炭成为第一大能源，完成了煤炭向油气的第二次重大转换。

化石能源向非化石新能源的第三次重大转换。随着社会文明的进步，煤炭、石油等高碳能源利用带来的生态环境问题日益突出，引起人们的高度警醒和深刻反思。随着人类对绿色生态环境需求的提升和低碳社会的到来，传统化石能源向非化石新能源的第三次重大转换将成为必然。

世界科技发展与能源革命路线图

二、能源发展两大驱动力

科技进步、社会文明两大动力驱动了能源发展。薪柴到煤炭，煤炭、油气到可再生能源，每一次能源品种的替代、每一次转换既是科技创新驱动的结果，又是能源满足人类社会文明发展需要的结果。对同一种能源由兴起到兴盛的全生命周期，贯穿着开发利用科技的不断进步。社会文明发展驱动能源需求。原始社会能源主要满足生存需求；封建社会人类生活品质提高，初级工业生产使能源需求大幅提升；工业革命以来社会文明加快发展，人类对交通、信息和文化娱乐的需求大幅提升，现代工业对能源的需求量达到前所未有的高度。随着高碳能源在开发利用过程中产生的废水、废气、废渣等引发生态环境问题，能源生产和消费的生态需求已是新要求。能源减碳、绿色、智能与安全成为新趋势。

三、能源发展三大趋势

资源类型减碳化、生产技术密集化、利用方式多元化是未来能源发展的三大趋势。能源形态将从固态（木材+煤炭）、液态（石油）向气态（天然气）转换，能源碳数将从高碳（木材+煤炭）、低碳（石油+天然气）向无碳（新能源）延伸。一次能源类型由高碳向非碳发展，即由化石能源走向非化石能源，世界终将进入清洁化能源时代。能源资源生产方式由简单生产向技术生产发展。原始人类从自然界中直接获取木柴作为能源，从煤矿开采到油田开发越来越体现工程技术的重要性，核能、风能、太阳能等新能源资源的开发均为技术密集型产业。能源利用方式由一次能源向二次能源或多次能源发展，电力、氢能等是未来能源利用的重要方向。氢能与电能易于互换，且有相对更好的储能效果，可作为三次能源或多次能源进行转换，故氢能与电能的协同互换多次能源转化，将是能源利用的新方向。

四、能源生产四分天下

煤炭、石油、天然气、新能源“四分天下”的世界能源结构正在形成。世界能源进入煤炭、油气向新能源第三次转换的新阶段，2017年全球能源产量133.2亿吨油当量，其中石油占32.93%、天然气占23.76%、煤炭占28.29%、新能源占15.02%。全球石油储量总体充足，储采比一直保持在50以上，特别是中南美洲、中东地区储采比分别高达120和70。全球石油产量持续保持稳定增长，近10年平均增长率为8%，已迈入发展的稳定期。天然气有巨量资源（471万亿立方米），主要集中在中东、俄罗斯、北美和南美四大区域。天然气产量年均增长率约4%，保持快速增长，将步入发展的鼎盛期。煤炭作为最廉价的化石能源，将在世界能源结构中继续发挥重要作用。随着人类对生态环境的保护增加，煤炭利用将向高效清洁的方向转型，进入煤炭发展的转型期。新能源是指传统能源之外的各种刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、氢能、海洋能、生物质能和核聚变能等。新能源革命正在进行时，互联网+、人工智能和新材料等技术不断进步，新能源逐渐步入发展的黄金期。

全球能源消费量发展趋势及预测图

◆煤炭进入转型期

2017年世界探明煤炭剩余可采储量1.17万亿吨，平均储采比达到134，产量37.7亿吨油当量；2017年中国探明煤炭剩余可采储量1388亿吨，储采比达到39，产量17.5亿吨油当量。作为当前最廉价的化石能源，煤炭将在世界能源结构中继续发挥重要作用。减少散煤燃烧，煤炭利用将向集中、高效、清洁化方向转型，其在世界一次能源消费结构中的比例将进一步缩小。通过大容量高参数燃煤发电、大型循环流化床发电、整体煤气化联合循环发电等技术，可使煤炭发电机组的热效率提升50%左右，超过一半的煤炭集中用于发电。煤化工能源转换成为煤炭清洁发展的新方向，如煤制气、煤制油等。以地上地下煤制气为例，其能源转化率可超过50%，在生产过程中可较好地控制硫、氮及粉尘等有害物质的排放，在当前技术经济条件下可实现效益发展。

◆石油迈入稳定期

石油从1859年发现以来，经历了160年的历史，被称为“工业的血液”，为世界经济和人类发展发挥了不可替代的作用。2017年世界探明石油剩余可采储量2393亿吨，储采比54.5，产量43.9亿吨，石油产量总体呈现稳步增长态势，在一次能源生产中占33%。随着常规石油勘探向深水、深层和北极拓展，全球新增探明石油储量仍在不断增加。理念创新和技术突破推动石油工业从常规向非常规跨越，非常规石油成为未来石油开发的全新领域。全球石油资源较为充足，已迈入发展的稳定期，预计在2040年石油生产达到50亿吨峰值。

◆天然气步入鼎盛期

天然气低碳环保，是最清洁的化石能源，具有清洁性；天然气可以满足人类最基本的生活需求，具有民生性；天然气是化石能源向新能源过渡的桥梁，具有过渡性。天然气将成为化石能源向新能源跨越中不可逾越的桥梁，或成为新能源共生共荣的伙伴。2017年世界探明天然气剩余可采储量193.5万亿立方米，储采比52.3，产量3.7万亿立方米，在一次能源生产中占23.8%，是增长最快的化石能源，已步入发展的鼎盛期。以美国页岩气为代表的非常规天然气革命，大幅提高了世界天然气产量规模。全球常规天然气与致密气、页岩气、煤层气三类非常规天然气资源丰富，天然气水合物资源量达到20000万亿立方米，是常规油气资源的20倍，剩余天然气资源巨量。预计天然气消费2030年超越煤炭、2040年超越石油，进入天然气时代，预计2060年达到5万亿立方米生产峰值。

◆新能源渐入黄金期

全球新能源资源利用时间可达千万年，取之不尽、用之不竭，理论上每年到达地球表面上的太阳辐射能为130万亿吨标准煤当量，核聚变为每年3万亿吨油当量。新能源开发利用步伐加快，已经成为全球能源增长的新动力，新能源发展渐入黄金期。据国际能源署（IEA）统计，2017年世界核能、水电、可再生能源等新能源总产量达到20.01亿吨油当量，在一次能源消费结构中占比14.98%，新能源投资总额3335亿美元，接近油气上游投资4080亿美元。随着技术进步，新能源开发利用成本不断下降，与化石能源相比已经具有较强的竞争力。据国际可再生能源机构（IRENA）的数据，2017年世界陆上风电成本为0.06美元/千瓦时，太阳能光伏发电成本为0.10美元/千瓦时，煤炭发电成本为0.066～0.105美元/千瓦时。可再生能源（含水电）已成为全球新能源发展的主力并提速发展。基于人工智能的网络大数据体系、互联网＋能源网络的智能能源网络体系、纳米材料、石墨烯、电池储能等技术日新月异，新能源发电成本的降低和电池储能技术的突破，将强力推动新能源时代的来临。

能源资源一直沿着清洁、低碳，直至无碳主线不断发展。全球能源生产和利用正在向更清洁、更高效、更方便、更安全、更智能、更可持续方向发展。