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使用标准单位来测量能量储存和流动，在物理操作上简单明了，在科学理论上也无可挑剔——然而简化到一个统一标准同样具有误导性。最重要的是，这些标准单位无法捕捉各种能量之间的关键性质差异。比如，两种煤的能量密度可能相同，但其中一种可能燃烧得很干净，只留下少量灰，而另一种可能大量冒烟，排放大量二氧化硫，留下大量不可燃残余物。英国能够在19世纪海上运输中占主导地位，最主要原因无疑是拥有大量能作为理想的蒸汽机燃料的高能量密度的煤（经常使用的“无烟”一词，必须相对而言），相比之下法国和德国都没有同等质量的丰富煤炭资源。
抽象的能量单位无法帮助我们区分可食用和不可食用的生物量。相同质量的小麦和干燥小麦秸秆含有几乎相等的热量，但秸秆主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，不能被人类消化，而小麦（由大约70%的复合淀粉碳水化合物和高达14%的蛋白质组成）是基本营养的极好来源。抽象的能量单位还会隐藏食物能量的具体来源，而后者对于适当的营养非常重要。许多高能量食物不含或几乎不含蛋白质和脂质，这些正是身体正常生长和生命维持所必需的两种营养素。这些高能量食物可能也无法提供任何必需的微量营养素——维生素和矿物质。
还有一些重要特质被抽象的测量标准掩盖了。如何获得能量储备显然是一个关键问题。树干木材和枝杈木材具有相同的能量密度，但是在许多前工业社会，人们没有好的斧锯，所以只能采集枝杈做燃料。这仍然是非洲或亚洲最贫穷地区的常见情况，那些地方的儿童和妇女收集木本植物；这些木材的形状决定了可运输性，这一点也很重要，因为他们必须将木材（枝杈）顶在头上运回家，通常需要行进相当长的距离。使用的便捷性和转化效率是燃料选择的决定性因素。我们可以用木材、煤、燃油或天然气为房屋取暖，但是如今最好的煤气炉效率高达97%，因此燃气比任何其他选项都要便宜得多。
使用简易炉子燃烧秸秆需要频繁地添加燃料，而大块木头可以在无人看管的情况下燃烧几个小时。在不通风（或通风不畅，比如通过天花板上的一个洞通风）的室内用干粪燃烧来烹饪，产生的烟雾比用上好的炉子燃烧风干木材产生的烟雾多得多。在许多低收入国家，在室内燃烧生物质燃料仍是诱发呼吸系统疾病的主要原因（McGranahan and Murray 2003; Barnes 2014）。除非具体说明了来源，否则我们不能从密度或能量流方面对可再生能源和化石能源进行区分——然而这种区分对于理解特定能源系统的性质和可持续性而言至关重要。化石燃料的大量（且日益增多的）燃烧创造了现代文明，但这种做法显然受到它们的地壳储量的限制，也受到燃烧煤与碳氢化合物对环境的影响的限制，而高能社会最终只有将自身的能量来源向非化石能源方向过渡才能确保其生存。
当我们比较生命能量和无生命能量的转化率时，还会产生更多问题。在后者中，能量转化率仅仅是燃料或电力输入与有用能量输出的比率；但在前者中，每日食物（或饲料）摄入不应被算作人类或动物劳动的能量输入，因为这种能量大部分是基础代谢必需的（用以支持重要器官的正常运作和血液循环，保持体温稳定），而且人或动物无论休息或工作，基础新陈代谢都在进行。因此计算能量成本净值也许是最令人满意的解决办法（专栏1.10）。
目前仍然没有一种可以被普遍接受的方式来表达人类劳动的能量成本，而计算能量成本净值也许是最佳选择：能量成本净值指超出一个人的基本生存所需（即使他并不工作这些需求也必须得到满足）之外的能量消耗。这种方法将实际增加的能量成本借记为人力劳动。总能量消耗（TEE）是基础代谢率（或静息代谢率，BMR）和体力活动水平（PAL）的乘积（TEE = BMR×PAL），额外增加的能量消耗明显是BMR与TEE之间的差值。一名体重70kg的成年男子基础代谢率约为7.5MJ/d（兆焦每天），一名体重60kg的成年女子基础代谢率约为5.5MJ/d。假设辛勤工作会将每日能量需求提高约30%，那么男性的能量成本净值就是大约2.2MJ/d，女性是大约1.7MJ/d，因此我将在对锻造、传统农业和工业工作日常能量成本净值的大致估算中，使用2MJ/d。
每天的食物摄入不应算作劳动能量输入：无论我们休息还是工作，基础代谢（支持重要器官运作，保持血液循环和体温稳定）都在进行。肌肉生理学的研究，特别是阿奇博尔德·V.希尔（Archibald V. Hill，1886—1977，1922年诺贝尔生理学或医学奖获得者）的研究，使得量化肌肉工作效率成为可能（Hill 1922; Whipp and Wasserman 1969）。稳定的有氧工作表现的效率净值约为20%，这意味着可用于体力任务的2MJ/d的代谢能产生相当于约400kJ/d 的有用功。我将在所有相关计算中使用此近似值。相比之下，坎德、马拉尼马和沃德在他们对能量来源的历史比较中使用的是食物摄入总量，而不是实际的有用能量消耗（Kander，Malanima, and Warder 2013）。他们假设平均每人每年食物摄入量为3.9GJ，且在1800—2008年间没有变化。
但是，即便在比我们简单得多的社会里，也有大量劳动始终是脑力劳动，而不是体力劳动——比如决定如何去完成一项任务，如何以有限的可用能量来完成它，如何降低能量支出。而思考（即便是非常艰深的思考）的新陈代谢成本与剧烈的肌肉运动相比是非常小的。另外，心理的发育需要以经年累月的语言习得、社会化过程以及通过教育和积累经验而进行的学习为基础，随着社会的进步，这种通过正规教育和培训的学习过程要求越来越高，持续时间越来越长。为了支撑必要的物质基本结构和人类技能，这些事务需要大量的间接能量投入。
我的描述已经形成了一个闭环。我已注意到量化评估标准的必要性，但如果想要真正理解历史上的能量发展，我们要做的远不止把一切都简化为以焦耳和瓦特为单位的数字，并把这些当作万能的解释。我将以两种方式应对这一挑战：我将关注能量和动力的需求和密度，提出改进效率的方法，但也不会忽视限制或促进能量具体使用的许多定性因素。虽然能量需求和使用的重要性在历史上留下了强大印记，但这些决定基本演化的的因素，其中许多的细节、顺序和后果或许只能通过理解人类动机和偏好，或者通过承认那些令人惊讶的、看似无法解释的选择（这些选择往往塑造了人类文明史）来进行解释。