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目前，学术界约有20种能源的定义。我国的《能源百科全书》中，对能源做了以下解释：能源是可以直接或经过转换间接提供动力、光、热等能量形式的载体资源，是可以为人类提供某种能量的物质资源，是可以互相转换的能量源泉。能源也称能源资源或能量资源。能够直接取得或者通过加工、转换取得的各种形式的能量资源，包括一次能源（原油、煤炭、水能、煤层气、风能、生物质能、核能、地热能、太阳能等）、二次能源（成品油、热力、电力等）、可再生能源以及其他新能源。
按照能源的来源，可将能源分为三类：第一类，其他天体与地球相互作用而产生的能量；第二类，地球本身蕴藏的能量，如地热能等；第三类，来自地球外部天体的能源（主要是太阳能）。
根据能源的基本形态，可将其分为一次能源和二次能源。一次能源是指在自然界存在的能源，如石油、煤炭、天然气等。一次能源又分为非再生能源和可再生能源；二次能源是指加工转换一次能源产生的能源产品，如各种石油制品、煤气、电力等。
根据能源的产生方式，可将其分为人工能源和天然能源。人工能源是指由天然能源直接或间接转换成其他种类和形式的能量资源，例如柴油、汽油、煤气、沼气、电力、激光、洁净型煤和焦炭；天然能源是指自然界存在的没有经过转换或加工的能量资源，主要包括煤炭、石油、天然气和可再生的水力资源。除此之外，天然能源还包括核能、太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能等可再生能源。
根据能源消耗后是否造成环境污染，可将其分为清洁能源和污染型能源。污染型能源包括石油、煤炭等化石能源；清洁能源包括太阳能、核能、风能等。
根据能源的性质，可将其分为非燃料型能源和燃料型能源。人类利用能源是从用火开始的，最早的燃料能源是木材，之后是各种化石燃料，如泥炭、煤炭、石油、天然气等。当前，被研究利用的新能源包括风能、潮汐能、地热能和太阳能等。地球上化石能源的储量有限，铀和钍有可能提供未来世界所需的大部分能量，人类如果能够掌握成熟的核聚变技术，将获得无穷无尽的能源供应。
根据能源的使用类型，可将其分为常规能源和新能源。常规能源是指技术上比较成熟、使用比较普遍的能源，主要包括煤炭、石油、天然气以及水力资源；新能源是指正在着手开发或者新近利用的能源，包括生物能、地热能、风能、海洋能、太阳能、氢能等。新能源通常是可再生能源，是未来重点发展的主要能源。当前，世界各国日益重视环境保护、倡导节能减排，纷纷出台了鼓励新能源发展的措施。技术进步使得新能源发电成本下降，但由于新能源基数较低，在能源消费结构中占比较小。从发电量来看，2017年前三季度，我国燃煤发电量占总发电量的71.84%，而风电、光伏的发电量仅占总发电量的6.21%。风电、光伏替代燃煤发电的空间巨大，由于新能源成本逐步接近甚至低于传统能源，能源替代正在加速推进。
按能源的形态特征或应用与转换层次，可将其分为液体燃料、气体燃料、固体燃料、电能、核能、水能、太阳能、风能、地热能、海洋能和生物质能。其中，前三类统称化石燃料或化石能源。当前，化石能源为人类提供了所需能量的80%以上，是人类社会发展不可或缺的资源。但随着工业化社会的快速发展，以及人类对化石能源大量的开采和消耗，化石能源日趋减少，且化石能源的消费对环境造成了日益严重的污染。在全球应对气候变化背景下，确保化石能源最优化持续利用已成为人类经济社会发展的重大课题。
总体上看，化石能源具有以下三大特点：
化石能源的开发利用具有不可逆性。众所周知，煤炭、石油、天然气等能源的储量是有限的，其不可再生性决定了化石能源使用机会的有限性。因此，人类必须在既定的生态环境约束下充分利化石能源。由于石油化工以及煤化工的主要原料来自煤炭、石油和天然气，这些化工原料不能从可再生能源中获取，所以，从化工原料角度看，可再生能源不能完全替代化石能源。
化石能源开发利用存在着不确定性，难以准确预见现实决策对未来的影响。例如，尽管我们可以平衡原油的生产与销售，调节石油市场供需，并对石油生产能力、技术和资源存量进行准确的预测，但我们无法了解后代偏好，也无法准确预测未来市场对石油的需求，石油等化石能源在未来开发利用和保护中的不确定性，可能会导致难以预料的环境问题。
化石能源的不可回收性使化石能源的耗竭速度比其他资源快得多。化石能源在使用后往往会转化成难以回收利用且破坏环境的废弃物，对环境造成巨大压力。
化石能源的耗竭性、不可回收性、不可逆性和非确定性，决定了其唯一性。考虑到化石能源的开发利用特点和这些特殊属性，对能源的管理必须做到以下三点：第一，在能源价格可接受、能源分配公平和保障能源安全供应的前提下，实现化石能源利用效益的最大化。第二，化石能源管理须追求能源安全，即以可承受的代价获得经济与社会发展所需的足够能源供应。这里所提到的能源安全包括两个方面的内容。其一，稳定的能源供应，即满足国家生存和发展需要的能源供应保障程度，主要包括确保能源供应、能源战略储备、能源可持续利用。其二，能源使用的安全性（生态环境安全性）。能源使用要做到清洁环保，确保能源消费及利用在环境的可承载范围内，不应对人类生存环境构成威胁。第三，能源管理的社会可接受性和公平性也需要重点关注，能源的价格要在社会大众的承受范围之内，解决城乡低收入群体的“能源贫困”问题。