到目前为止，人类对所认识的能量可以分为如下六种形式：①机械能：与物体宏观机械运动或空间状态相关的能量，它包括固体和流体的动能、势能、弹性能和表面张力能等；②热能：构成物质的微观分子运动的动能和势能总和称之为热能，从微观水平上讲，它反映了分子运动的强度，从宏观水平上，它表现的是物体温度的高低；③电能：与电子流动和积累有关的一种能量，通常是由化学能或者机械能转换得到的；④辐射能：它是物体以电磁波形式发射的能量，例如地球表面所接受的太阳能就是辐射能的一种；⑤化学能：化学能是物质结构能的一种，即原子核外进行化学变化时放出的能量，煤炭、石油等化石燃料中储存的可燃物质就是人类利用最普遍的化学能；⑥核能：蕴藏在原子核内部的物质结构能，对原子核进行裂变或聚变时可以获得巨大的核能。

（二）能源的利用

人类利用能源的历史，也就是人类认识和征服自然的历史。人类利用能源的历史可分为五大阶段：①火的发现和利用；②畜力、风力、水力等自然动力的利用；③化石燃料的开发和热的利用；④电的发现及开发利用；⑤原子核能的发现及开发利用。人类对能源的利用经历了三次转换：第一次是煤炭取代木材等成为主要能源；第二次是石油取代煤炭而居主导地位；第三次是20世纪后半叶开始出现的能源结构多元化趋势。

18世纪前，人类只限于对风力、水力、畜力、木材等天然能源的直接利用，尤其是木材，在世界一次能源消费结构中长期占据首位。蒸汽机的出现加速了18世纪开始的工业革命，促进了煤炭的大规模开采。到19世纪下半叶，出现了人类历史上第一次能源转换。1860年，煤炭在世界一次能源消费结构中占24%，1920年上升为62%，即所谓的“煤炭时代”。19世纪60年代，内燃机代替了蒸汽机，重化工业的迅速发展使得煤炭在世界能源消费结构中的比重逐渐下降。1965年，石油首次取代煤炭成为主要能源，由此进入“石油时代”，石油取代煤炭完成了能源利用的第二次转换。石油、煤炭等化石燃料的储量是有限的，可耗竭的，不具有可持续性。因此，世界能源开发利用向石油、煤炭等化石燃料以外的能源物质转移已势在必行。世界能源结构的变化正面临一个新的转折点，将逐渐从“石油时代”向多元化、低碳的方向发展。不仅天然气等清洁能源的比重将逐步增加，而且新能源和可再生能源（如风能、太阳能、生物质能和海洋能等）也开始进入蓬勃发展的阶段，多元、低碳、高效和清洁是未来全球能源利用的发展趋势。