工业的“食粮”——煤炭
煤炭是能源世界的主将，它被誉为工业的食粮。煤因为浑身乌黑，所以古人称它为“乌金石”，煤的形成是大自然的造化。
我国劳动人民发现和利用煤炭比欧洲人早1800多年。古人刚发现煤炭时，不是用它来生火，而是以它当墨写字，据说“煤”字的读音就是“墨”字变来的。后来，有人看到它与木炭的形态很相像，就试着把它与木炭一同放进火里烧，果然，黑石头烧红了，而且比普通木炭烧得猛烈，烧得持久。从此，人们就挖掘煤炭来代替木炭生火。
地球上的化石燃料的地质总储量中，煤炭约占80％。目前，世界上已有80多个国家发现了煤炭资源。全世界煤炭地质总储量为107500亿吨标准煤，其中技术经济可采储量为10391亿吨。90％的地质储量和60％的技术经济可采储量集中在美国、前苏联、中国和澳大利亚等国。以现代开采和利用煤炭的速率计算，煤炭资源尚能使用几百年。
当前世界能源年消耗量中，煤炭仍占三分之一。世界能源发展史正进入一个新时期，石油的黄金时代即将告终，大量增加煤炭的生产和利用已是当务之急。
在各类能源中，可大量增产和弥补石油不足的能源是煤炭，煤炭成了可再生能源和核能为主的未来能源的桥梁。但大规模开发和利用煤炭，将面临着一系列新问题。例如，露天开采会破坏土地，使矿井地面塌陷。矿井和选煤厂废水污染，煤矿石处理，烧煤产生大量二氧化碳会造成温室效应，影响气候等。另外，煤炭给运输也带来一些问题。
尽管如此，随着时间的推移，世界石油资源日趋短缺，水电资源开发殆尽，以及环保技术的进步，现代经济对煤炭的需求仍将增加。据联合国欧经会预测，世界煤炭的需求和贸易，在今后20年中将呈逐渐上升趋势。全球硬煤的消费量在2000年前每年平均增长1.3％（每年增加5000万吨），从2000年至2010年每年平均增长1％（每年增加3000万吨）。世界八大产煤国（中国、美国、俄罗斯、乌克兰、德国、波兰、印度、澳大利亚），在今后的20年中仍将生产世界煤炭产量的85％。世界八大产煤国的煤炭出口量占全球煤炭出口量的80％。
煤炭的国际能源战略地位日益增强的主要原因是，亚洲地区经济增长速度将比世界其他地区要高，经济增长在很大程度上依赖于能源供应的增加。迄今，煤在亚洲许多国家和地区的能源结构中仍占有很重要的地位，在未来的5～8年内，韩国、印尼、泰国、印度、中国和中国台湾省等，对煤的需求十分迫切。
在未来100年内，煤炭不可避免地仍将是一种主要能源。我们的任务是寻求更有效的、环境可接受的途径，使每吨煤发更多的电，减少污染物的排放总量。煤炭的综合利用是今后的发展方向，现在世界各国正在执行清洁煤技术计划，这将是造福人类的伟大举措。
工业的“血液”——石油
石油浑身是宝，是当今世界的主要能源，它在国民经济中占非常重要的地位。
首先，石油是优质的动力燃料的原料。汽车、内燃机车、飞机、轮船等现代交通工具都是用石油的产品——汽油、柴油作动力燃料的；新兴的超音速飞机、导弹、火箭，也都以石油提炼出来的高级燃料为动力的。石油也是提炼优质润滑油的原料。一切转动的机械的“关节”中添加的润滑油都是石油制品。
石油还是重要的化工原料。石油化工厂利用石油产品可加工出5000多种重要的有机合成原料。常见的色泽美观、经久耐用的涤纶、尼纶、腈纶、丙纶等合成纤维；能与天然橡胶相比美的合成橡胶；苯胺染料、洗衣粉、糖精、人造皮革、化肥、炸药等等都是由石油产品加工而成的。
石油经过微生物发酵，还可以制成合成蛋白。它是利用一种爱吃石蜡的嚼蜡菌，放在石油中的嚼蜡菌吃食石蜡后，会以惊人的速度繁殖起来。嚼蜡菌自身含有丰富的蛋白质，每公斤菌体含有相当于20只鸡蛋所含的蛋白质。如果将目前世界上年产30多亿吨石油中的石蜡（约占10％）的一半制成蛋白质，一年就可制得1.5亿吨人造蛋白，这是十分可观的人造蛋白资源。现在，人们已经用嚼蜡菌体作为饲料。不久将来，它们会被用来制作味道鲜美、营养丰富的食品，送上餐桌。
石油浑身都是宝。就连炼油最后剩下的石油焦和沥青也都是宝贝。石油焦做炼钢炉里的电极，可以提高钢的产量；还可用它作为制造石墨的原料。沥青则可以制作油毡纸或铺路。
石油被人们誉为工业的“血液”，是名不虚传的。地球上蕴藏着丰富的石油，据估计它的蕴藏量为1000多亿吨，其中海洋里蕴藏着700多亿吨左右。
尽管人们认识石油的模样，但由于它埋藏在地下，要探寻它不是件容易的事，而我们的祖先早就总结了许多寻找石油的宝贵经验。最简单的办法是通过追寻石油露出地面的蛛丝马迹，以找到它的藏身之地。例如，含石油的岩石受侵蚀露出地面或油层产生断裂，石油沿裂缝流出地面，有时漂在水面形成五光十色的薄膜，这就是油苗，发现了它，可跟踪追击到地下，找到油田。
天然气往往与石油共生，因此通过发现池沼、河道或水坑里冒出的水泡，可判断天然气苗，从而找到石油。有时，在一些地方发现被石油浸过的疏松砂子，这就是油砂，找到了它就可顺藤摸瓜找到石油。还有，地下深处的石油，沿着岩缝升到地表，轻成分挥发后，留下的成分聚集成沥青丘，找到了它也就有了找到石油的希望。
除这些简易的探油办法外，近代采用了先进的勘查技术，可以迅速而准确地找到石油。这些探查方法有：地球物理勘探法、地球化学勘探法、新型遥感勘探法等。特别是在人造地球卫星上安装了遥感器后，通过远距离摄影，以及电子计算机数据处理，可以进行大面积探寻石油。
人类发现和利用石油的历史十分悠久。我国的劳动人民早在3000多年前就开始利用石油，在古书《易经》里就有利用石油的记载。2000多年前，我国开采石油作燃料和润滑剂，到11世纪，我国开凿了第一批油井，并炼制出粗石油产品——“猛火油”，还加工制取了其他石油制品（例如炭黑、石蜡、沥青等）。我国北宋著名科学家沈括在他的名著《梦溪笔谈》中，首先使用了“石油”这个科学的名词，在此以前人们都把石油称做石蜡水、石漆等。沈括还提出了石油生存环境和发展前景的科学理论和预测。
目前，世界上对常规能源资源的储量是否有限，也存在着不同的论点。甚至有的科学家认为石油和天然气储量并非是有限的，对石油是由有机物质形成的传统观念提出了严重的挑战。这部分科学家提出了无机生成石油理论。他们认为，碳氢化合物可在地幔深处产生，并沿裂缝周期性上升；不仅在沉积层内，而且在岩浆岩和多孔火山岩内积聚。为了证明无机成油理论，已经有科学家通过实验室模拟地幔深处条件，无机合成出了石油。另外，在绝无生命存在的空间星体上，也已发现类似于石油和可燃气的物质。这似乎在证明无机生成石油的理论并非是没有根据的。预计，无机生成石油理论在未来将是能源科技发展前沿的重要依据。如果这一理论得以验证，油、气资源则将不是像有人预测的那样在今后30～60年会枯竭，而是可为人类服务更长的时间。另外，随着科学技术的进步，能源勘探技术日趋发达，使得人们对能源资源的勘探储量每年都有增加。
最近，美国在加利福尼亚湾海底盆地发现了“年龄”仅三四千年的“新鲜”石油，经科学家用先进的放射性碳-14测定法鉴定，证实其“年龄”为4240岁，其中最年轻的石油的“年龄”只有500岁。这些“新鲜”石油产于浅海盆地之下，周围的沉积物为半公里厚，虽然因不具备储油条件，没有开采价值，但它高效率的转化过程，为科学家研究石油生成提供了绝好的样本。
随着现代工业的发展，人类社会对能源质量的要求不断提高，石油在世界能源结构中，仍占有举足轻重的地位。特别在世界各国工业化进程中，石油作为优质能源得到优先开发。
世界上采油工业已有100多年历史，20世纪80年代以前，世界石油产量不断上升，1979年达到32亿吨的高峰。最近几年，世界石油产量有所下降。1982年～1985年的平均年产量约为28亿吨。1993年世界石油产量达29.81亿吨，比1992年下降0.6％。
1973年以前，一些工业发达国家利用廉价石油，支撑着它们高速发展的经济。1973年爆发了第一次世界性石油危机。石油大幅度涨价，这大大刺激了世界石油勘探和开采业的发展。1979年发生了第二次世界性石油危机，石油再次发生世界性涨价。石油涨价促进了石油产量的增加。
1986年开始，出现了世界性的石油价格大幅度下跌，这对石油勘探和开采业是很大的打击。首先是石油勘探业变得不景气，致使新发现的油气储量急剧下降。
目前，全世界油田共有12500个，其中超巨型和巨型油田仅占油田总数的2.9％，但它们的储量之和则占世界总储量的80％。
我国1993年原油产量居世界第五位。居世界前十位的国家依次是：沙特阿拉伯39907万吨；俄罗斯39220万吨；美国34480万吨；伊朗18200万吨；中国14477万吨；墨西哥13317万吨；委内瑞拉11659万吨；挪威11237万吨；阿联酋10946万吨；尼日利亚9479万吨。
干净的能源——天然气
天然气通常指天然气田、油田伴生气和煤田伴生气。早在3000多年以前，在我国古书《易经》中就有关于油气的记载。
我国古代把天然气称做“火井”。据晋朝《华阳国志》记载，早在秦汉时代，我国不仅已发现了天然气，而且开始发掘和利用天然气，如书中记载了在四川以天然气煮盐的情景，这比英国（1668年）要早1800年。用天然气煮盐，在四川一直延续到现在。
在常规能源中，天然气是一种干净而且开采比较方便的能源。天然气不但不经加工即可直接作为燃料，供发电、供暖、炊事之用，而且是宝贵的化工原料，用天然气可以制备上百种化工产品。
以天然气作为能源的最诱人之处是，用它作燃料有以下好处：生产天然气的成本比生产烟煤低97％；开采天然气的劳动生产率比开采烟煤高54倍，比开采原油高5倍；开采和运输天然气的投资比开采和运输原油低4％，比开采运输煤炭低70％；以天然气作燃料，可提高用气的工业部门的劳动生产率，降低能耗和产品损耗；将铁路和航运所用的固体燃料改用气体燃料，能提高运输能力，降低费用，提高劳动生产率；天然气作燃料可简化生产程序，实现自动化，减轻劳动强度。以天然气作燃料的最大优点是，它在11种能源中对环境污染和危险度最小，它的广泛应用可改善卫生条件。随着世界经济的发展和对环境保护要求的不断提高，天然气作为一种优质能源逐渐受到各国的重视。截至20世纪80年代底，天然气在世界一次能源的总需求量中占1/5。目前，许多国家只处在发展天然气的初始阶段，只有少数国家（如印尼、挪威、阿尔及利亚和马来西亚等）出口天然气。
据研究，世界天然气需求量从1990年的21070亿立方米增长到2000年的24581亿～26762亿立方米，预计到2010年将上升到29056亿～33870亿立方米。90年代平均增长率为1.55％～2.42％。今后的几年里，发展中国家天然气消费量增长速度最快，平均每年递增3％，而经合组织成员国为2％，美国则为1％。天然气占世界能源的比重将从1990年的20％上升到2010年的25％。预计，天然气和液化天然气的供应将持续增长，亚洲的长势最猛。
随着天然气的备受重视，天然气适用技术也开始发展起来。首先是燃烧天然气的电厂日益增多。例如，美国正在新建许多烧天然气的发电机组，由于它的良好的环境效应，被列为实现《美国洁净空气法》第一阶段的重要措施之一。
一些工业发达国家正在积极开发天然气汽车，认为可以用压缩天然气作为城市公共汽车、轻型汽车和私人小汽车的燃料。据美国天然气协会研究发现：1991年～1996年，美国有420万辆小汽车和卡车用压缩天然气做燃料。日本也开发出了天然气汽车，西部煤气公司研制出的天然气汽车，CO2排放量减少20％，NOx和SOx亦大幅度下降，一种专烧天然气的客车，充一次气可行走170公里。
此外，天然气空调机也已进入国际性试验阶段。天然气空调机与常规含氯氟烃的空调机相比，不仅成本低、运行费用少，而且不会排出破坏臭氧层的有害气体，对保护环境有利，还不消耗电力。天然气空调机是以锂溴溶剂为介质，当空气在天然气制冷装置内干燥后，直接与锂溴溶剂接触，然后再与干净的清水接触，这样不仅可得到冷空气，同时也可去掉霉菌、花粉和病毒等，从而就不会出现使用常规电空调机所带来的“致人疾患的空调综合症”。锂溴溶剂可循环使用，所以运行费用较低。
随着各国对天然气资源应用前景的越来越乐观的估计，它的探明储量正在不断扩大。2002年世界天然气探明储量达155万亿立方米，比1992年增加15万亿立方米。天然气储量居世界前十位的国家依次是：俄罗斯565151亿立方米；伊朗206590亿立方米；卡塔尔70750亿立方米；阿联酋57901亿立方米；沙特阿拉伯52457亿立方米；美国46699亿立方米；委内瑞拉36479亿立方米；阿尔及利亚36224亿立方米；尼日利亚33960亿立方米；伊拉克30989亿立方米。
近年来，一些国家在近海的海底发现了天然气水化物，这是一种新型能源。例如日本已在北海道近海发现蕴藏量丰富的天然气水化物，日本政府已经开始开发利用这种新能源。
我国已开发的天然气资源极少，我国天然气探明储量只为世界天然气探明储量的1％，这是与中国幅员广大的实际情况不相符的。有专家认为中国的天然气资源至少应与美国一样丰富，但目前美国的天然气产量约为中国的40倍。专家预料，中国可能是一个具有潜在天然气资源的国家。某些最大的沉积构造，可能位于鄂尔多斯和四川盆地。
我国已决定兴建陕甘宁天然气进京工程，从1997年开始，第一期每年可向北京供气10亿立方米左右。天然气进京替代大量燃煤，空气中的粉尘、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物，以及废渣的排放量会大大减少，整座城市的大气环境质量将基本达到世界卫生组织规定的标准。