經(jīng)濟全球化的迅猛發(fā)展，使人類對能源的需求量急劇攀升，特別是對石油資源的開采與利用，大大超出自然界可承受的范圍。石油資源的過度開采越來越嚴重，瀕臨衰竭的境地。不僅如此，人類對天然氣、煤炭等其他不可再生能源的開采，也接近極限，全球范圍的能源危局日益迫近。

    世界經(jīng)濟發(fā)展史表明，高效率的能量轉(zhuǎn)換活動催生了工業(yè)文明，而工業(yè)文明的出現(xiàn)，卻衍生了能源稀缺問題。換言之，能源稀缺是工業(yè)文明的伴生物，只要工業(yè)生產(chǎn)存在，能源稀缺就不可避免。于是，人類必須正視并亟待破解這樣一個刻不容緩的課題——作為尋找、開發(fā)和利用不可再生能源的基本手段，此類科學技術(shù)發(fā)展明顯滯后于時代的需要。

    將樹木作為能源而利用，是人類使用能源的起始階段，也是人類從蒙昧步入文明的標志。隨著人類自身的繁衍壯大，對能源的需求相應增加，使用能量更充沛的煤炭取代樹木成為人類發(fā)展的不二選擇。盡管人類對煤炭的使用可追溯到幾千年前，但真正將其作為重要的能源，是在瓦特發(fā)明蒸汽機之后才開始的。20世紀50年代，伴隨動力內(nèi)燃機這一科技成果的出現(xiàn)，石油成為能源家族的主角，動搖了煤炭的能源主體地位。當人類對石油這一現(xiàn)代社會最重要的不可再生資源充滿依賴時，也就意味著有朝一日可能失去石油這一工業(yè)的血液。

    人類在開發(fā)利用能源活動中，第一要務就是進行能量轉(zhuǎn)換，也就是把一種具有自然屬性的能量轉(zhuǎn)換成為另一種可供人類利用的能量。自然能和有用能的轉(zhuǎn)換水平，是衡量工業(yè)文明的重要尺度。人類最原始的能量轉(zhuǎn)換活動借助的主要是火種。幾千年來，使用火的方式雖然不勝枚舉，但其性質(zhì)沒有發(fā)生變化，也就是說迄今為止，火依然是人類利用能源的主要形式，無論是樹木、煤炭，還是油氣等資源，均須經(jīng)過燃燒的方式方可被有效利用。機械的使用，是人類大規(guī)模把自然能轉(zhuǎn)換成有用能的開始。特別是復雜機械取代簡單機械進入人類生產(chǎn)和生活領(lǐng)域，使人類更大程度地直接依賴于轉(zhuǎn)換后的能量，自然資源間接成為現(xiàn)代人類社會的重要組成部分。20世紀后半葉以來，隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，人類能量轉(zhuǎn)換活動進一步趨于集約化、系統(tǒng)化和規(guī)模化，逐步形成了精細的能量轉(zhuǎn)換器和龐大的能量轉(zhuǎn)換場，例如一個灶臺、一個燈泡、一個發(fā)動機就是一個能量轉(zhuǎn)換器，一個煤礦、一個發(fā)電廠、一個煉油廠就是一個能量轉(zhuǎn)換場。現(xiàn)代人類社會就是由這些能量轉(zhuǎn)換活動載體及其運行機制所構(gòu)成。而能量轉(zhuǎn)換過程取決于各種技術(shù)的整合，技術(shù)實現(xiàn)方式成為工業(yè)文明的關(guān)鍵要素。

    高強度、快節(jié)奏、無污染是人類未來開發(fā)使用能源的基本要求。但由于科學技術(shù)還沒有迅速跟進，導致人類根本無法普遍地、有效地使用具有潛在能量的能源。另外，人類的能量轉(zhuǎn)換活動始終伴隨著驚人的成本消耗與資源浪費，因而導致今天的我們對能源的開發(fā)利用必須以昂貴的經(jīng)濟損失為代價。將自然資源中蘊涵的能量較為完整地轉(zhuǎn)換為人類需要的能量，是我們今后可持續(xù)利用能源的一大課題。
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