A. 人類開發和使用能源的進程
l 能源與人類的文明和生活關係密切
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「能源」所指的是能夠提供能量的物質。
l 能源科技泛指一切開發和使用能源的科學技術，也可理解為人類不斷尋找和發展高效率的能源的過程，一般包括能源開採、能源儲存、節約能源、能源使用。
l 人類使用能源的歷史，可分為柴薪時期、煤炭時期、石油時期及能源時期。
1. 能源應用對人類社會的重要性
1.1 日常生活所需：能源是推動社會發展的重要基礎，為生活提供動力，提升生活素質。
1.2 促進各地交流：能源可推動交通運輸工具，促進人們交流。
1.3 推動經濟發展：能源可推動工農業機械和生產工具，提升生產力。
1.4 應付人口增長：能源支撐着人口增長
2. 能源的分類
初級能源與次級能源；不可再生能源與可再生能源；常規能源與替代能源。
A. 人類使用化石燃料的情況
1. 人類常用的化石燃料
石油、天然氣及煤是人類常用的化石燃料。
2. 化石燃料的使用趨勢
l 化石燃料在全球分佈不平均，並將於二百多年內枯竭。
l 石油、天然氣和煤炭佔世界能源消耗至今仍超過七成。雖然可再生能源和核能的消耗量在近年亦日漸增加，但佔全球能源消耗比例仍較低。
l 雖然中國近年發展替代能源，但整體燃料結構上，仍然以煤炭為主。
3. 化石燃料被廣泛使用的原因
3.1 歷史因素：與化石燃料相關的技術已非常成熟，故一直被人類廣泛使用。
3.2 地域限制較小：使用不受地域限制，即使蘊藏量不足，也可向外購買。
3.3 發電技術簡單：發電簡便，把煤等原料於進發電廠燃燒便可產生電能。
B. 使用化石燃料引發的環境問題
1. 酸雨
1.1 與人類活動的關係：人類活動使用大量化石燃料，導致二氧化硫和氮氧化物大量排放，在大氣中與水作用形成酸性物質。而工業國家和燃煤發電為主的國家，
均排放大量二氧化硫造成酸雨。
1.2 中國的酸雨情況：中國因長期使用煤炭令酸雨非常嚴重，是繼歐洲、北美之後世界第三大酸雨區。
1.3 對環境的影響
l 危害植物生態：酸度高的雨水能直接破壞葉片，妨礙植物的光合作用；酸雨的酸性能溶解土壤中的物質，使植物根部受傷害，破壞植物生態。
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損害人類健康：酸雨能誘發呼吸系統疾病，更可能腐蝕水管，令有毒金屬溶入飲用水中，使兒童的免疫力下降，有損健康。
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破壞文物：酸雨能侵蝕金屬和石造物件，破壞建築物和古跡等。
l 打擊漁農業：酸雨造成葉面損傷和壞死，妨害農作物正常生長。
酸雨亦會增加水中的酸性，嚴重擾亂水生生態系統。
2. 空氣污染
2.1 空氣污染的成因
l 過度依賴燃煤發電：燃煤所剩餘的煤渣、煤灰和排出的廢氣，均會導致空氣污染。隨着能源的消耗量不斷增加，空氣污染亦更為嚴重。
l 汽車廢氣急劇增加：汽車在不斷增加，所排出的廢氣亦隨之而上升。
l 發展高污染經濟活動：工業生產過程會產生大量污染物，導致空氣污染。
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優先考慮經濟發展的方針：經濟發展與環境保護上存有一定衝突，窒礙環保政策的推行。
2.2 空氣污染的影響
l 政治方面：空氣污染有損國際聲譽，更不利 綜合國力 (綜合國力 / 混合國力)的發展。
l 經濟方面：空氣污染對物流業或旅遊業造成嚴重打擊，長遠更可能降低外商到國內投資的意慾。
l 社會方面：巿民為避免吸入污濁空氣而減少 戶外 (戶外 / 戶內)活動，擾亂正常生活。
l 公共衛生方面：吸入污染物時刺激眼睛、鼻和喉嚨，使身體感到不適，嬰兒、兒童、長者和孕婦更是首當其衝。
3. 氣候變化
3.1 與人類活動的關係：人類活動排放溫室氣體，增加二氣化碳的濃度。
3.2 氣候變化的情況：全球暖化愈來愈嚴重，極端天氣事件更易出現。
3.3 氣候變化的影響
l 加速冰川融化：海平面上升威脅沿海城巿、低窪地區和島嶼。
l 威脅物種生存：氣溫上升令部分生物數量萎縮或過剩，破壞動植物棲息地。
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危害人類健康：氣候變化助長病菌或帶菌害蟲繁殖，加強疾病傳播。
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糧食短缺：氣候變化會減少農作物產量，加劇全球糧荒問題。
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水資源短缺：海平面上升造成海水倒灌內陸，會導致沿岸土壤鹽化；海水倒灌和水分蒸發量增加，減少人類可用的淡水資源。
C. 化石燃料分佈對國際社會的影響
1. 國際社會爭奪能源的例子
1.1 石油與國際衝突
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全球石油探明儲量集中在中東，但現時主要產油國是俄羅斯和沙地阿拉伯。石油消耗國包括傳統發達國家和新興國家，其國內石油未能自給自足，須進口石油，促成跨國石油貿易。
l 歐美需要石油資源，但全球石油資源卻集中在中東國家，加上雙方的文化差異和歷史問題，衝突機會因而增加。
1.2 天然氣的開採和輸送爭議
l 天然氣和蘊藏地點和供應管道往往橫跨多國領土，因此導致國際局勢緊張，例如俄羅斯和烏黑蘭及中國和日本也出現過天然氣爭議。
1.3 北極天然資源的爭奪
l 北極的天然資源豐富，而全球暖化令埋於北極冰層之下的石油及天然氣更容易鑽探和開發，引來不同國家的覬覦。
l 國際上對北極資源的主權爭議依然持續，故不同國家紛紛建立平台來加強對北極相關事務上的影響力。
2. 避免爭奪能源的方式
2.1 發展能源外交
l 對生產國：保障出口巿場，提升國際地位；藉操控能源輸出發揮影響。
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對消耗國：尋找能穩定供應資源的顆伴，確保能源供應渠道。
l 對能源科技：各國可加強交換技術資訊；或向欠缺技術的國家提供支援；有助推動新能源發展。
l 對能源巿場：有助減少能源供應和價格的波動，降低能源危機的風險。
2.2 成立國際能源組織
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為更有效應付全球能源問題，並避免爭奪能源的動突，部分國家會成立國際能源組織，加強合作，例如石油輸出國組織、國際能源署及國際可再生能源機構。
2.3 發展新能源
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一些國家則選擇投放更多資源在研發及使用新能源中，以免因國際政治格局的改變而影響本國的能供應，例如美國近年盛產天然氣，中國則開發可燃冰。
D. 發展替代能源
1. 核能
l 原理：以鈾礦為燃料，透過核反應所產生的熱量推動大型渦輪機發電。
l 應用情況：佔全球約11% 的電力供應，已被全球普遍使用。
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優點：鈾礦的蘊藏量豐富，供應穩定，產電過程中不會排放溫室氣體，供電能力強，甚具成本效益。
l 缺點：核電廠在運作期間可能泄漏核輻射，對生態環境以至人類社會也有永久性的傷害。而在開採鈾礦、興建發電廠的過程仍然會消耗大量燃料，產生溫室氣體，故有學者指核能並不是清潔能源。
2. 天然氣
l 優勢：燃燒時所釋出的溫室氣體較石油和煤少，而且開採技術日漸成熟，成為各國發展替代能源的首選。
l 應用情況：以往天然氣普遍使用管道傳送，但由放天然氣是一種極為易燃的氣體，若管道意外遭受損壞時，可能會起火爆炸，對人們生命構成威脅。但隨着液化天然氣技術的進步，現時天然氣已能安全運輸和儲存。
2.1 頁岩氣
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優勢：開採技術獲得突破，各地的開採量均大幅上升。由於頁岩氣蘊藏量豐富，有科學家推算它在未來可取代石油及煤的地位，成為世界上最主要的能源供應。
l 缺點：勘探及開採的技術的要求較高，令開採成本及能源價格亦相對提升，而開採時亦會破壞環境。
2.2 可燃冰
l 原理：由天然氣和水分構成的固體物質，狀如冰塊。由於體積細小，極為易燃，燃燒時所釋出的能源較石油、煤炭及天然氣更多，而且非常清潔。
l 應用情況：可燃冰位於海底深處，開採技術要求極高，故暫時未有國家進行商業開採。
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缺點：主要成份是甲烷，若果在開採期間泄漏，會使海底溫度上升，破壞生態環境。
3.
水力發電
l 原理：利用水流量和水位落差推動渦輪機發電。
l 優點：水資源是源源不絕，而且發電穩定，運作成本及發電成本較低，是高效廉價的能源。大型堤壩還可以起防洪及觀光作用，能推動旅遊業發展。
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缺點：極受地理因素限制，堤壩必須興建在水量充足、流量大、穩定的河道上。而且建造堤壩的工程龐大，對附近環境造成極大的破壞。此外，大型堤壩阻隔了河道，令水中生物的棲息處改變，難以如常產卵及捕食，破壞生態系統；而河道的水流及蒸發量改變，會影響一地的降雨量及濕度，可能會出現洪水或乾旱等。
太陽能
l 原理：分為熱能和光伏發電兩種。熱能主要應用於熱水器；而光伏發電則用途廣泛，既可安裝在小型電子產品，也可為家居發電。
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應用情況：所佔全球能源使用的比例仍然較低。
l 優點：光和熱來自自然界，免費且源源不絕。
l 缺點：在太陽光度充足時才可收集能源，而且發電量較低，不合乎成本效益。而生產太陽能發電板時所需使用的矽、鍺等化學物料可能會造成環境污染。
風力發電
l 原理：借助風力推動發電機。
l 應用情況：風力發電佔全球發電量很低。
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優點：風力來自自然界，是一種潔淨的可再生能源。
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缺點：發電量較低，而且不穩定，難以長時間持續供電，欠缺成本效益。而且大型風車會影響候鳥遷徒，破壞生態環境。
地熱能
l 原理：是透過開採接近地心岩層的熱力產生能源。
l 優點：地熱來自自然界，免費且源源不絕，產電效能高而成本較低，電力供應穩定。
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缺點：技術水平要求較高，而且只適用於地熱集中而接近地表的地方開發，極受地理環境所限制。此外，鑽探岩層時會損害地質結構，破壞生態環境，更可能把地下的污染物帶至地面，產生污染。
生物質能
l 原理：以有機物質為原料，以燃燒、發酵或分解等化學工序來生產能量，製成生物燃料。
l 應用情況：僅次於煤炭、石油和天然氣，居於世界能源總量的第四位。
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優點：原料能夠種植或回收，理論上可以反覆種植來維持供應量，而且發電技術簡便，只需要燃燒便可以產能，使用上限制較少，具有發展前景。
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爭議：利用農產品生產能源會減少全球糧食供應，但各國已逐步開始以非農作物生產生物燃料。
l 缺點：燃燒生物燃料會產生二氧化碳，不具減排功效。
C. 中國的能源政策方向
1. 改善能源結構
1.1 調配地域資源：中國政府展開西氣東輸工程，以西部地區豐富的天然氣來滿足東部地區對能源的迫切需要。
1.2 加快發展可再生能源：中國政府近年來積極開發可再生能源及核能等，目標是在2020年令可再生能源消費量達到原消費總量的15%。
2. 淘汰高污染產業
為應對空氣污染，政府關閉或遷移引致嚴重空氣污染的低效率工廠。此外，政府推動產業轉型，並發展循環經濟取代線性經濟，減少浪費。
3. 保障安全生產
能源在開採、運送及產能的過程中帶有一定危險性，故需政府推出不同的措施，以保障民眾的安全。
4. 推動節約能源
中國政府在不同範疇上推動節能減排，例如在建築物上制定公共機構節能規劃，加強公共建築節能；在公民教育上，政府加大節教育與宣傳，鼓勵居民綠色消費和生活，增強全民節約意識。
5. 推廣電動車
中國為應對路面空氣污染，致力於推廣電動車。深圳巿逐步淘汰剩下的燃油巴士，有望成為全球首個擁有100%純電動公共交通工具的城巿。
6. 以「一帶一路」推動跨國能源合作
「一帶一路」是近年中國對外的主要經濟戰略。中國政府積極與中亞國家合作，投資讓地的能源基建項目，以獲取更多而穩定的資源。
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