到目前為止，人類對所認識的能量可以分為如下六種形式：①機械能：與物體宏觀機械運動或空間狀態(tài)相關(guān)的能量，它包括固體和流體的動能、勢能、彈性能和表面張力能等；②熱能：構(gòu)成物質(zhì)的微觀分子運動的動能和勢能總和稱之為熱能，從微觀水平上講，它反映了分子運動的強度，從宏觀水平上，它表現(xiàn)的是物體溫度的高低；③電能：與電子流動和積累有關(guān)的一種能量，通常是由化學能或者機械能轉(zhuǎn)換得到的；④輻射能：它是物體以電磁波形式發(fā)射的能量，例如地球表面所接受的太陽能就是輻射能的一種；⑤化學能：化學能是物質(zhì)結(jié)構(gòu)能的一種，即原子核外進行化學變化時放出的能量，煤炭、石油等化石燃料中儲存的可燃物質(zhì)就是人類利用最普遍的化學能；⑥核能：蘊藏在原子核內(nèi)部的物質(zhì)結(jié)構(gòu)能，對原子核進行裂變或聚變時可以獲得巨大的核能。

（二）能源的利用

人類利用能源的歷史，也就是人類認識和征服自然的歷史。人類利用能源的歷史可分為五大階段：①火的發(fā)現(xiàn)和利用；②畜力、風力、水力等自然動力的利用；③化石燃料的開發(fā)和熱的利用；④電的發(fā)現(xiàn)及開發(fā)利用；⑤原子核能的發(fā)現(xiàn)及開發(fā)利用。人類對能源的利用經(jīng)歷了三次轉(zhuǎn)換：第一次是煤炭取代木材等成為主要能源；第二次是石油取代煤炭而居主導地位；第三次是20世紀后半葉開始出現(xiàn)的能源結(jié)構(gòu)多元化趨勢。

18世紀前，人類只限于對風力、水力、畜力、木材等天然能源的直接利用，尤其是木材，在世界一次能源消費結(jié)構(gòu)中長期占據(jù)首位。蒸汽機的出現(xiàn)加速了18世紀開始的工業(yè)革命，促進了煤炭的大規(guī)模開采。到19世紀下半葉，出現(xiàn)了人類歷史上第一次能源轉(zhuǎn)換。1860年，煤炭在世界一次能源消費結(jié)構(gòu)中占24%，1920年上升為62%，即所謂的“煤炭時代”。19世紀60年代，內(nèi)燃機代替了蒸汽機，重化工業(yè)的迅速發(fā)展使得煤炭在世界能源消費結(jié)構(gòu)中的比重逐漸下降。1965年，石油首次取代煤炭成為主要能源，由此進入“石油時代”，石油取代煤炭完成了能源利用的第二次轉(zhuǎn)換。石油、煤炭等化石燃料的儲量是有限的，可耗竭的，不具有可持續(xù)性。因此，世界能源開發(fā)利用向石油、煤炭等化石燃料以外的能源物質(zhì)轉(zhuǎn)移已勢在必行。世界能源結(jié)構(gòu)的變化正面臨一個新的轉(zhuǎn)折點，將逐漸從“石油時代”向多元化、低碳的方向發(fā)展。不僅天然氣等清潔能源的比重將逐步增加，而且新能源和可再生能源（如風能、太陽能、生物質(zhì)能和海洋能等）也開始進入蓬勃發(fā)展的階段，多元、低碳、高效和清潔是未來全球能源利用的發(fā)展趨勢。