1.深度互动——二次能源
二次能源是由一次能源经过加工转换以后得到的能源。又称人工能源。包括洗精煤、煤气、焦炭、人造石油、人造天然气、水煤浆、油煤混合燃料、汽油、煤油、柴油、重油、电能、蒸汽、热水、沼气、余热、火药、酒精、氢、激光、甲醇、丙烷等。
在生产过程中排出的余能，如高温烟气、高温物料热，排放的可燃气和有压流体等，也属二次能源。一次能源无论经过几次转换所得到的另一种能源，统称二次能源。二次能源亦可解释为自一次能源中，所再被使用的能源，例如将煤燃烧产生蒸气能推动发电机，所产生的电能即可称为二次能源。或者电能被利用后，经由电风扇，再转化成风能，这时风能也可称为二次能源，在一次能源转化为二次能源的过程中，二次能源不可避免地要伴随着加工转换的损失，但是它们比一次能源的利用更为有效、更为清洁、更为方便。因此，人们在日常生产和生活中经常利用的能源多数是二次能源。电能是二次能源中用途最广、使用最方便、最清洁的一种，它对国民经济的发展和人民生活水平的提高起着特殊的作用。
二次能源可分为“过程性能源”和“合能体能源”。电能就是应用最广的过程性能源，而汽油和柴油是目前应用最广的合能体能源。作为二次能源的电能，可从各种一次能源中生产出来，例如煤炭、石油、天然气、太阳能、风能、水力、潮汐能、地热能、核燃料等均可直接生产电能。
二次能源主要有电力、蒸汽、煤气、汽油、柴油、重油、液化石油气、酒精、沼气、氢气和焦炭等类别。
目前，由于“过程性能源”尚不能大量地直接贮存，因此汽车、轮船、飞机等机动性强的现代交通运输工具就无法直接使用电能，只能采用像柴油、汽油等“合能体能源”。而作为二次能源的汽油和柴油等则不然，生产它们几乎完全依靠化石燃料。随着化石燃料耗量的日益增加，储量日益减少，终有一天这些资源将要枯竭，这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的、储量丰富的新的含能体能源。氢能正是一种在常规能源危机的出现、在开发新的二次能源的同时人们期待的新的二次能源。
可见，过程性能源和含能体能源是不能互相替代的，各有自己的应用范围。人们将目光也投向寻求新的“合能体能源”。
2.磁力动感——电能
电能指电以各种形式做功的能力，是表示电流做多少功的物理量。电能分为直流电能、交流电能，这两种电能均可相互转换。
直流电能又称恒定电能，是指方向不随时间发生改变的电流，但电流大小可能不固定，而产生波形。直流电能有化学电池、燃料电池、温差电池、太阳能电池、直流发电机等。直流电能主要应用于各种电子仪器、电解、电镀、直流电力拖动等方面。
交流电能也称“交变电流”，简称“交流”，一般指大小和方向随时间作周期性变化的电压或电流。它的最基本的形式是正弦电流生活中，一般人们常见的电灯、电动机等用的电都是交流电能。
电能也可转换成其他所需能量形式，它可以有线或无线的形式作远距离的传输。交流电能随时间变化的形式可以是多种多样的。不同变化形式的交流电能的应用范围和产生的效果也是不同的。其中，以正弦交流电应用最为广泛，而且其他非正弦交流电一般都可以经过数学处理后，化成为正弦交流电的叠加。
日常生活中使用的电能主要是从其他形式的能量转换而来的，包括水能（水力发电）、内能（俗称热能、火力发电）、原子能（原子能发电）、风能（风力发电）、化学能（电池）及光能（光电池、太阳能电池等）等。电能也可转换成其他所需能量形式。它可以有线或无线的形式作远距离的传输。
电能被广泛应用在动力、照明、冶金、化学、纺织、通信、广播等各个领域，是科学技术发展、国民经济飞跃的主要动力。
3.能源“混血儿”——石油产品
石油是一种混合物，它们的沸点各不一样。石油在不同温度的加热过程中，就有不同的成分蒸发出来，这样人们就能从中加工提炼出许多石油产品，这些好东西大致可分为4大类：
（1）石油燃料
这些石油燃料就是人们生活中用得最多的油品。它大致可以分为如下5类：
①飞机汽车用的点燃式发动机燃料，有航空汽油，车用汽油等。
②喷气式飞机用的喷气式发动机燃料（喷气燃料），有航空煤油。
③柴油机用的压燃式发动机燃料，有高速、中速、低速柴油。
④液化气，就是液化石油气的简称，其主要成分是丙烷和少量丁烷。石油气燃料，即液态烃。
⑤锅炉燃料，有炉用燃料油和船舶用燃料油。
（2）润滑油和润滑脂
润滑油和润滑脂被用来减少机件之间的摩擦，保护机件以延长它们的使用寿命并节省动力。它们的数量只占全部石油产品的5%左右，但其品种繁多。
（3）蜡、沥青和石油焦
它们是从生产燃料和润滑油时进一步加工得来的，其产量约为所加工原油的百分之几。
（4）溶剂和石油化工产品
4.“孪生兄弟”——汽油、柴油
（1）易燃易爆——汽油
在人们的生活中，汽油和柴油是人们常用的燃料石油产品，它们为人们的生产劳动带来了强劲的动能和诸多便利。
汽油是一种从石油里分馏或裂化、裂解出来的成分，是许多烃类的混合物组成的液体。它在空气中很容易挥发、并能燃烧放出大量热量，可用作飞机和汽车发动机燃料。
汽油是没有颜色的液体，具特殊的难闻味道。它的主要化学成分是脂肪烃和环烃，而且还含有少量的“芳香烃”和硫化物。
汽油可分为有铅汽油和无铅汽油。汽车发动机用的汽油，必须保持在压缩过程不自动燃烧。有铅汽油对人体有害，且会损坏排气零件。因此，现在人们大多会用无铅汽油取代有铅汽油。
在加工过程中，人们给汽油加入多种颜色的颜料。颜色不同的汽油，油品用途也不一样，这是为了方便人们在储藏、输送过程中，能够清楚了解储藏和输送的汽油产品，以便来区分不同级别的油品。
汽油还可以根据制造过程不同分为直馏汽油、热裂化汽油、催化裂化汽油、重整汽油、焦化汽油、叠合汽油、加氢裂化汽油、裂解汽油和烷基化汽油、合成汽油等。
还有根据用途分的，可分为航空汽油、车用汽油、溶剂汽油等三大类。主要用作汽油机的燃料。
汽油的用途很广泛。在生活中，人们用得最多的也是汽油，这种轻质石油产品，一般被用在汽车引擎上，是一种重要引擎燃料。现在，汽油已被广泛用于汽车、摩托车、快艇、直升飞机、农林业用飞机等领域。另外，溶剂汽油则用于橡胶、油漆、油脂、香料等工业方面。
（二）动力十足——柴油
柴油是另一种是轻质石油产品，也是由许多复杂烃类构成的混合物。它是柴油机用的燃料。
柴油主要由原油经过加热到一定温度，蒸馏、催化裂化、热裂化、加氢裂化、石油焦化，从这个过程生产的柴油馏分提炼出来，进行调配而成的；柴油也可以从页岩油中加工和煤液化提取。
柴油分为轻柴油（沸点范围约180℃～370℃）和重柴油（沸点范围约350℃～410℃）两大类。柴油的热值为3.3×107焦/升，黏度介于煤油与润滑油之间。
柴油最重要的性能是着火性和流动性。①着火性。高速柴油机要求柴油喷入燃烧室后迅速与空气形成均匀的混合气，并立即自动着火燃烧，因此要求燃料易于自燃。从燃料开始喷入气缸到开始着火的间隔时间称为滞燃期或着火落后期。燃料自燃点低，则滞燃期短，即着火性能好。一般以十六烷值作为评价柴油自燃性的指标。②流动性。凝点是评定柴油流动性的重要指标，它表示燃料不经加热而能输送的最低温度。柴油的凝点是指油品在规定条件下冷却至丧失流动性时的最高温度。柴油中正构烷烃含量多且沸点高时，凝点也高。
柴油的用途很广，主要用于大型车辆、铁路机车、船舰。
根据原油性质的不同，有石蜡基柴油、环烷基柴油、环烷-芳烃基柴油等。
商品柴油按凝固点分级，轻柴油有10#，0#，-10#，-20#，-35#五个牌号，重柴油有10#，20#，30#三个牌号。这些数字表示使用温度。
5.家用能源——煤气
煤气是我们常用的一种二次能源，主要用作燃料。
煤气是液化石油气的俗称，它是以用煤或焦炭等固体原料为原料，加工制得的含有可燃组分的气体。这种气体能够燃烧，释放出大量的热。
煤气的主要成分有一氧化碳、甲烷和氢等。因此，煤气有毒，易与空气形成爆炸性混合物。在使用时，人们应引起高度注意。
人们生活中的燃烧气源大致分为液化石油气、人工煤气、天然气三大类。
液化石油气（简称液化气）是石油在提炼汽油、煤油、柴油、重油等油品过程中剩下的一种石油尾气。人们通过一定程序，对石油尾气加以回收利用，采取加压的措施变成液体，装在受压容器内，液化气由此得名。
液化气的主要成分有乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和丁烷等。在气瓶内，液化气呈液态状，一旦流出会汽化成比原体积大约250倍的可燃气体，并极易扩散，遇到明火就会燃烧或爆炸。据测算，1立方米的液化气燃烧热值是天然气的3倍。
天然气是一种主要由甲烷组成的气态化石燃料。它主要存在于油田和天然气田，也有少量出于煤层。当非化石的有机物质经过厌氧腐烂时，会产生富含甲烷的气体，这种气体就被称作生物气体。生物气的来源地包括森林和草地间的沼泽、垃圾填埋场、下水道中的淤泥、粪肥，由细菌的厌氧分解而产生。
煤气有好多种类，它的加工方法不同、煤气的性质也不同，各自用途也就不一样。综合概括，煤气大致可分为：水煤气、半水煤气和空气煤气。由于这些煤气的发热值较低，所以又统称为低热值煤气；煤干馏法中焦化得到的气体称为焦炉煤气，属于中热值煤气，可用作民用燃料。
煤气中的一氧化碳和氢气是重要的化工原料，可用于合成氨、合成甲醇等。人们将用作化工原料的煤气称为合成气，它也可用天然气、轻质油和重质油制得。
（1）水煤气
水蒸气通过炽热的焦炭而生成的气体，主要成份是，燃烧后排放水和二氧化碳。燃烧速度是汽油的7.5倍，抗爆性好，有毒，工业上用作燃料，又是化工原料。
将水蒸汽通过炽热的煤层可制得较洁净的水煤气（主要成分是一氧化碳和氢气），现象为火焰腾起更高，而且变为淡蓝色（燃烧的颜色）。这就是湿煤比干煤燃烧更旺的原因。
氢气和一氧化碳为无色无味气体，煤气厂常在家用水煤气中特意掺入少量难闻气味的气体，目的是为了当煤气泄漏时能闻到并及时发现。
（2）焦炉煤气
焦炉煤气是指炼焦用煤，在炼焦炉中经高温干馏后，在产出焦炭和焦油产品的同时所得到的可燃气体，是炼焦产品的副产品。主要作燃料和化工原料。焦炉煤气主要由氢气和甲烷构成，并有少量一氧化碳、二氧化碳、氮气、氧气和其他烃类。
6.生态能源——沼气
顾名思义，沼气就是沼泽里的气体。人们经常看到，在沼泽地、污水沟或粪池里，有气泡冒出来，如果我们划着火柴，可把它点燃，这就是自然界天然发生的沼气。
沼气，是加工生物质而得到的可燃性气体，就是把粪肥、污水、都市固体废物及其他生物可降解的有机物质，放在在缺氧的环境里，让它发酵或无氧消化，最后产生出气体，这些气体就是沼气了。
沼气中的主要成分是甲烷，又称为“沼气”或“堆填气体”，还有大量的二氧化碳和少量的氮气、氢气、氧气、硫化氢等气体，但视环境而定。由于沼气含有少量硫化氢，所以略带臭味。其特性与天然气相似。按照体积计算，空气中如含有8.6%～20.8%的沼气时，就会形成爆炸性的混合气体。
沼气中的甲烷是一种理想的气体燃料，它无色无味，与适量空气混合后即可燃烧。每立方米纯甲烷的发热量为34000焦耳；1立方米沼气完全燃烧后，能产生相当于0.7千克无烟煤提供的热量。与其它燃气相比，沼气的抗爆性能较好，是一种很好的清洁燃料。沼气除直接燃烧用于炊事、烘干农副产品、供暖、照明和气焊等外，还可作内燃机的燃料以及生产甲醇、福尔马林、四氯化碳等化工原料。经沼气装置发酵后排出的料液和沉渣，含有较丰富的营养物质，可用作肥料和饲料。
人们利用沼气作为能源已有很长的历史。我国的沼气最初主要为农村户用沼气池，20世纪70年代初，为解决的秸秆焚烧和燃料供应不足的问题，我国政府在农村推广沼气事业，沼气池产生的沼气用于农村家庭的炊事来逐渐发展到照明和取暖。目前，户用沼气在我国农村仍在广泛使用。我国的大中型沼气工程始于1936年，此后，大中型废水、养殖业污水、村镇生物质废弃物、城市垃圾沼气的建立拓宽了沼气的生产和使用范围。随着我国经济发人民生活水平的提高，工业、农业、养殖业的发展，大废弃物发酵沼气工程仍将是我国可再生能源利用和环护的切实有效的方法。
沼气燃烧发电是随着大型沼气池建设和沼气，综合利用的不断发展而出现的一项沼气利用技术，它将厌氧发酵处理产生的沼气用于发动机上，并装有综合发电装置，以产生电能和热能。沼气发电具有创效、节能、安全和环保等特点，是一种分布广泛且价廉的分布式能源。
沼气发电在发达国家已受到广泛重视和积极推广。生物质能发电并网在西欧一些国家占能源总量的10%左右。我国沼气发电有30多年的历史，但国内沼气发电研究和应用市场都还处于不完善阶段，特别是适用于我国广大农村地区小型沼气发电技术研究更少，我国农村偏远地区还有许多地方严重缺电，如牧区、海岛、偏僻山区等高压输电较为困难，而这些地区却有着丰富的生物质原料。如能因地制宜地发展小沼电站，则可取长补短就地供电。
7.奇异光能——激光
（1）精确尺度——激光
激光是一种颜色最单纯的光，由于激光可以控制，使光能量不仅在时间上、同时在空间上能高度集中，因而可以在一瞬间产生出巨大的光热，成为无坚不摧的强大光束。事实证明，一台普通的激光器的输出光亮，比太阳表面的亮度大100亿倍。
激光是20世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”和“奇异的激光”。它的原理早在1916年已被著名的物理学家爱因斯坦发现，但要直到1958年激光才被首次成功制造。
激光是在有理论准备和生产实践迫切需要的背景下应运而生的，它一问世，就获得了异乎寻常的飞快发展，激光的发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生，而且导致整个一门新兴产业的出现——激光能。
（2）别具匠心——激光的特点
激光一经问世，就和“神异”联系在了一起。它独特功能和全新的视角为未来能源发展之路开启了一扇门窗。
①定向发光
众所周知，普通光源是向四面八方发光。要让发射的光朝一个方向传播，需要给光源装上一定的聚光装置，使辐射光汇集起来向一个方向射出。激光器发射的激光，天生就是朝一个方向射出，光束的发散度极小，大约只有0.001弧度，接近平行。1962年，人类第一次使用激光照射月球，地球离月球的距离约38万千米，但激光在月球表面的光斑不到2千米。如果以聚光效果很好，看似平行的探照灯光柱射向月球，按照其光斑直径将覆盖整个月球。
②亮度极高
在激光发明之前，人工光源中高压脉冲氙灯的亮度最高，与太阳的亮度不相上下；而红宝石激光器的激光亮度，能超过氙灯的几百亿倍。因为激光的亮度极高，所以能够照亮远距离的物体。红宝石激光器发射的光束在月球上产生的照度约为0.02勒克斯（光照度的单位），颜色鲜红，激光光斑明显可见。如果用功率最强的探照灯照射月球，产生的照度只有约1万亿分之一勒克斯，人眼根本无法察觉。激光亮度极高的主要原因是定向发光。大量光子集中在一个极小的空间范围内射出，能量密度自然极高。
③颜色极纯
一般情况，光的颜色由光的波长（或频率）决定。一定的波长对应一定的颜色。太阳光的波长分布范围约在0.76微米至0.4微米之间，对应的颜色从红色到紫色共7种颜色，所以太阳光谈不上单色性。发射单种颜色光源的单色光发射的光波波长比较单一，比如氪灯、氦灯、氖灯、氢灯等都是单色光源。单色光源的光波波长虽然单一，但仍有一定的分布范围。因此，光辐射的波长分布区间越窄，单色性越好。
激光器输出的光，波长分布范围非常窄，因此颜色极纯。以输出红光的氦氖激光器为例，它的波长分布范围可以窄到2×10-9纳米，是氪灯发射的红光波长分布范围的万分之二。由此可见，激光器的单色性远远超过任何一种单色光源。
④能量密度极大
激光能量并不算很大，但是它的能量密度很大，短时间里聚集起大量的能量，拥有“四两拨千斤”的惊人力量。
（3）造福人类——激光的应用
起初，激光主要用于军事目的。随着科技的逐步更新和快速发展，人们对激光的认识也越趋成熟，激光技术作为一种新能源被广泛应用于各领域。现在，激光已经被广泛地应用于光纤通信，激光光谱、激光测距、激光雷达、激光切割、激光武器、激光唱片、激光美容等等领域。
①激光加工技术
激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料（包括金属与非金属）进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工以及做为光源，识别物体等的一门技术，传统应用最大的领域为激光加工技术。
激光焊接：汽车车身厚薄板、汽车零件、锂电池、心脏起搏器、密封继电器等密封器件以及各种不允许焊接污染和变形的器件。
激光切割：汽车行业、计算机、电气机壳、木刀模业、各种金属零件和特殊材料的切割、圆形锯片、压克力、弹簧垫片、2毫米以下的电子机件用铜板、一些金属网板、钢管、镀锡铁板、镀亚铅钢板、磷青铜、电木板、薄铝合金、石英玻璃、硅橡胶、1毫米以下氧化铝陶瓷片、航天工业使用的钛合金等等。
激光打标：在各种材料和几乎所有行业均得到广泛应用。
激光打孔：激光打孔主要应用在航空航天、汽车制造、电子仪表、化工等行业。
激光热处理：在汽车工业中应用广泛，如缸套、曲轴、活塞环、换向器、齿轮等零部件的热处理，同时在航空航天、机床行业和其他机械行业也应用广泛。我国的激光热处理应用远比国外广泛得多。
激光快速成型：将激光加工技术和计算机数控技术及柔性制造技术相结合而形成。多用于模具和模型行业。
激光涂敷：在航空航天、模具及机电行业应用广泛。
②激光冷却技术
激光冷却利用激光和原子的相互作用减速原子运动以获得超低温原子的高新技术。
③激光光谱技术
激光光谱以激光为光源的光谱技术。激光光谱学已成为与物理学、化学、生物学及材料科学等密切相关的研究领域。
④激光传感器技术
激光传感器利用激光技术进行测量的传感器。激光传感器是新型测量仪表，它的优点是能实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等。
⑤激光雷达技术
激光雷达是指用激光器作为辐射源的雷达。激光雷达是激光技术与雷达技术相结合的产物。
⑥激光武器技术
激光武器是一种利用定向发射的激光束直接毁伤目标或使之失效的定向能武器，用于战术防空、战区反导和反卫星作战等。
⑦激光玻璃技术
激光玻璃是一种以玻璃为基质的固体激光材料。它广泛应用于各类型固体激光光器中，并成为高功率和高能量激光器的主要激光材料。
⑧激光通信技术
激光通信是激光在大气空间传输的一种通信方式，一般用于边防、海岛、跨越江河等近距离通信，以及大气层外的卫星间通信和深空通信。
⑨激光洗血技术
医学上用激光照射血液，光量子被血液分子吸收并转化为分子内能，从而起到激活血液细胞的作用。
⑩激光美容技术
激光美容是通过激光产生高能量，聚焦精确，具有一定穿透力的单色光，作用于人体组织而在局部产生高热量从而达到去除或破坏目标组织的目的。
