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能量意味着做功和驱动机器的动力。

所有生物(包括人类)都依赖太阳作为能量来源。煤、石油和天然气是今天可用的能源，因为过去的生物捕获太阳光能量并将其储存在组成其身体的复杂有机分子中，然后压缩和浓缩。

随着社会的发展，已经使用了大量的能源，例如煤、石油、天然气、地热能、核裂变能、核聚变能、太阳能和氢气。然而，在这种情况下，能源的数量是有限的。能源的无限使用导致能源危机。

目前，人类消耗的大部分能源都是由化石燃料产生的。最大的可开采化石是煤和褐煤。虽然世界上的煤炭资源丰富，并有可能满足一两个世纪的能源需求，但它们的利用受到采矿以及二氧化碳和二氧化硫排放造成的环境破坏的限制。在煤炭资源耗尽之前，这些将变得难以忍受。

迄今为止，只有一小部分煤和褐煤得到利用，而大部分可开采的石油和天然气已经被消耗掉了。石油有几个特点，使其作为能源优于一氧化碳。它的开采比采煤造成的环境破坏要小。它是一种比煤更集中的能源，燃烧时污染更少，而且可以很容易地通过管道运输。这些特性使它成为汽车的理想燃料。

自从1859年第一口商业油井以来，美国已经生产了100多万桶石油，其中大部分是在最近几年生产的。在1990年，世界石油消耗量大约为每天6500万桶。石油和天然气的预计使用量表明其将迅速枯竭。阿拉斯加石油只能暂时帮助石油供应。世界石油资源产量将在几年内达到峰值。

从1973-1974的第一次“能源危机”开始，甚至有了一些具体的行动。然而，自1973以来原油价格的数倍增长已经造成了损失。在美国和其他工业化国家，经济一直受到通货膨胀、衰退、失业和工业设备过时的困扰。一些缺乏石油的发展中国家的经济已经被能源价格摧毁。

能源危机伴随着一些食物和矿物的世界性短缺，在某些情况下，随之而来的是过剩，例如由于增加种植而导致的小麦过剩，以及由于产铜国努力通过铜出口获得外汇而导致的铜过剩。

众所周知，能源的可用性和成本已经成为当今社会的主导因素。显然，解决“能源危机”很有意义。已经提出了许多保护现有能源和开发新能源的方案。在任何过程中使用更少的能源总是可能的。因此，能源工程应运而生。能源工程师的第一个目标是确定减少能源利用，但产出保持不变，甚至增加的方法。第二个目标是确定哪些使用较少能源的方法是成本有效的。

传统的工程技术被用来评估能源利用的机制。经济因素同样重要，生命周期成本和节约技术用于确定成本效益措施。评估的重点是那些在总体情况中具有重要意义的用途，并试图确定那些可以减少使用和节约资金的技术措施。

同时，寻找理想的能源对解决能源危机也很重要。理想能源的配方要求有无限的供应、广泛的供应和低廉的价格；它不应该增加地球的总热负荷或产生化学空气和水污染物。太阳能符合所有这些标准。太阳能不会给必须从地球辐射的热量增加额外的热量。在全球范围内，只利用到达地球的一小部分太阳能就可以满足所有的能源需求。

太阳能是无限的，但由于技术和条件的限制，它的开发和利用是有限的。

太阳能

利用太阳能需要大量的土地，即使使用这些土地中的一小部分来收集太阳能也会产生经济和环境问题。当然，亚利桑那州的许多居民不会对该州将如此多的土地用于太阳能收集器感到高兴，一些环保团体也会抗议由此导致的响尾蛇栖息地的遮蔽。

用于将太阳光直接转换成电能的太阳能电池已经开发出来，并广泛用于航天器的能源。然而，就目前的技术而言，它们对于大规模发电来说仍然过于昂贵。因此，利用太阳能的大多数方案依赖于热能的收集，然后转化为电能。最简单的方法是将阳光聚焦在一个产生蒸汽的生物激光器上。抛物面反射器可以用来将太阳光聚焦在装有传热流体的管道上。可以在这些管道上使用选择性涂层，这样只有一小部分入射能量从管道中再辐射出去。

随着更多加热装置的安装和一些廉价的直接太阳能发电能力的可能发展，在下一个世纪，太阳能很可能在能源丰富的地区提供相当大比例的能源需求