现代生活离不开能量，然而，这些能量源自何处?你大概会说，所有能量皆源自宇宙大爆炸。你是对的!

我们身边最大的能量源是太阳，而太阳就源自宇宙大爆炸。当然，宇宙大爆炸太遥远了，对于我们生活的现实世界，一般认为能量的来源是太阳。

能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，但可以相互转换，也可以长期储存。我们通常认为自然界的能量储存在石油、天然气和煤中，然而，在人类生活的世界里，能量的储存方式还有很多。阳光温暖着我们的脸庞，照射着各种生物；地球的大气、大地以及地球上最大的能量储存库——海洋，都在接收和存储来自太阳的能量。

热量散发在地球表面，使地表升温。表面海水受热产生温差，继而产生涌流，这些涌流自身具有能量，水因而会流动。有些水因过度受热而由液体变成气体，形成水蒸气，随着气流流动，而气流也是因为受到太阳的热作用形成的。大量水蒸气聚集在一起形成云，在空中流动，当热量散失(水蒸气冷却)后，它们就会以雨或雪的形式降落下来，流回海洋，并在流动过程中产生动能。这一过程称为“水循环”。水循环的每一个环节中的能量都可以为我们所用。

水车和涡轮机利用流动的水运作；特制的浮标利用波浪发电；风车上旋转的桨叶带动轮轴旋转，轮轴又带动发电机发电。所有这些都告诉我们，人类可以利用流动的空气和水得到所需的能量。

能量守恒定律是关于能量的最重要的理论之一，这个定律已经影响了我们认识和使用能量的方式。自然界很擅长将能量从一种形式转化成另一种形式，然而，历来的能量储存冠军都是植物。

植物摄取光能，借助二氧化碳和水，通过光合作用，将光能转化成化学能并储存在碳水化合物(如糖)中，供植物茁壮成长。

植物为人类提供食物，食物通过人体将植物的化学能转化成热能。一些植物自古以来就是上好的建筑材料，此外，它们还能作燃料提供热能。热能用途广泛，如烹煮食物、烧水、使汽车运行等。如今，通过燃烧植物获取热能仍然应用于我们的现实生活中。不过，汽车运行所需能量并不来自木材，而是汽油。

地球是古老的，生命已经在这个星球上存在了很久很久，远久过人类存在的时间。在人类出现前长达亿万年的时间里，动物和植物在地球上生存然后又死去，许多动植物死后被埋于地底，亿万年之后，这些动植物的尸体在压力作用下变成石油、煤炭，或天然气矿床。

在地球的历史中，有几个成煤和成油的重要时期。以煤炭形成为例，在探明储量中，石炭纪占41.3%,二叠纪占9.9%,白垩纪占16.8%,侏罗纪占8.1%,第三纪占23.6%。

每个地质时代的海量动植物可能死去，可能消失，可能变得一点也不像原来的样子，但仍然保留着曾经储存的能量。石油和天然气极易燃烧，并释放出令人难以置信的大量能量。动植物的尸体埋藏在地底，历经数个世纪的压缩作用，转换成更高效、更轻便的能量形式。如果将旧式蒸汽机与现代机动车进行对比，你会发现，产生同样的机械能，需要燃烧的石油体积远远小于木材。我们说，化石燃料比木材有更大的能量密度。

正因为高效、轻便的能源的发现和利用，人类才步入了辉煌的现代文明。从19世纪开始，化石能源提供了人类创造财富所需要的几乎全部能量，完成了工业化，开启了信息化的大门，实现了人类历史上史无前例的飞跃发展。

虽然化石燃料有着几亿年的储量，但是人类正在做一件事，就是在几百年内把它们全部烧完。目前每年消耗的化石燃料超过100亿吨油当量(1吨油当量=燃烧1吨石油获得的能量)。按照这样的速度，到2052年，地球上探明的石油将用完，而天然气和煤炭也分别将于2060年和2088年用完。

经过几百年的尽情燃烧，化石燃料将以二氧化碳的形式，释放出亿万年以来生物逐渐存储和长期禁锢的碳元素。二氧化碳的过量排放，将会摧毁地球赐予人类的宜居的气候格局，将人类推向灾难的边缘。

开发新的能源和新的能量利用方式并不是一件容易的事情。新能源必须有足够大的能量密度，新的能量利用方式必须有足够高的能量转换效率，大规模向社会各行各业推广的设施成本也是关键。在此之前，人类将不得不依赖地球上仅剩的化石燃料储备。如果人类能理智地利用这些能源，就能争取到足够的时间，在化石燃料用完之前创造出新型能源的生产方法。