一 能源革命是历史发展的驱动轮
人类生产力每一次大的飞跃都伴随着一场能源利用方式的革命。能源的发展历程，无疑深深影响着人类的过去、现在和未来。按人类利用的主要能源划分，能源发展的历史可以粗略地分为“薪柴时代”“煤炭时代”和“油气时代”。
从早期人类祖先掌握用火到19世纪中叶第一次工业革命完成，人类主要利用树枝、干柴、木炭等燃料生火作为能源，我们称这一时期为“薪柴时代”。火是人类掌握的第一种重要能源，从保存和利用天然火，到人工取火，原始人逐步脱离了蛮荒时代，开始了刀耕火种的农业文明社会。从煮食、取暖、照明到制陶炼丹、锻造工具，随着人类用火技术的发展，社会生产力发生了几次飞跃，经历了石器时代、青铜时代、铁器时代等历史阶段。这一时期，人类逐渐掌握了畜力、风力、水力等作为动力从事农业生产和驱动车船的技术，一定程度上替代了人力劳动。
从18世纪60年代开始，以蒸汽机的大规模使用为标志，特别是1785年瓦特改良蒸汽机，拉开了人类历史上第一次工业革命的序幕。此后直到20世纪上半叶第二次工业革命完成，煤炭成为驱动庞大工业机器的主要能源，世界各地工厂烟囱林立，浓烟滚滚，机器生产代替手工操作，人类进入“蒸汽时代”。蒸汽机的广泛使用促进了煤炭的大规模勘探开采，也极大提高了能源利用效率。从此，煤炭供应成为整个大机器时代的动力源，使工业革命得以推进和发展。因此，从能源发展的角度，我们可以把这一时期称为“煤炭时代”。
从19世纪70年代开始，科学技术突飞猛进，各种新技术、新发明层出不穷，并被迅速应用于工业生产，以电力的广泛应用、内燃机和新交通工具的发明、新通信方式的出现为主要标志的第二次工业革命由此拉开序幕。随着发电机、电动机、电力远距离输送技术及各种电器的应运而生，电力作为重要的二次能源被广泛应用于生产生活。因此，从第二次工业革命以来的时期常被称为“电气时代”。而这一时代另一伟大发明——内燃机及在此基础上发明的汽车则促进了石油工业的大发展，继而带动石油化工和天然气行业的发展。此后，石油、天然气逐步成为继煤炭之后最重要的能源品种和化工原料来源，现代工业越来越依赖油气资源。从这个意义上说，能源发展的第三阶段又可以被称为“油气时代”，人类至今仍处于这个时代。
从薪柴到煤炭，再到石油、天然气，是人类历史上经历的三次能源革命，它与社会生产力发展紧密联系在一起，以人类前两次工业革命的完成为重要时间节点。由能源革命导致的时代演进，可以从世界能源结构变化上明显看出（见图1-1、图1-2）。
虽然三次能源革命跨越的历史时期和时间长短不同，但是它们有一个共同特点，就是都推动了社会生产力的快速发展，构成人类文明进步的驱动力量。特别是在现代社会，农业、工业和交通物流系统，以及生活设施和服务体系，越来越依赖能源的支撑，使能源消费总量节节攀升。可以说，没有能源的发展作为支撑，就没有人类文明的进步。
图1-1 工业革命以来世界能源结构变化
图1-2 工业革命以来世界能源消费变化
不管人类消费能源的种类、数量、效率、强度如何变化，其都遵循一定的规律，特别是进入工业化和后工业化社会，这种规律性更加明显。认识和掌握能源发展规律，对客观评估世界能源形势、科学预测未来能源需求、合理制定能源发展战略等都具有深远意义。
从能源消费总量看，在工业化过程中，总能源消费随着国内生产总值（GDP）的增长呈线性模式增长。经济增长与能源消费之所以紧密关联，是因为几乎所有经济活动都离不开能源。经济增长与能源（特别是石油）消费增长之间的线性关系如图1-3所示。经历快速工业化的国家，如日本、韩国等，其总能耗增长速度较快，工业化高峰期之后增速相对减缓。经历缓慢工业化的国家，如美国、英国、德国等，其总能耗增长速率比快速工业化国家要小，即便进入后工业化阶段也是如此。工业化高峰期和后工业化阶段，快速工业化国家比缓慢工业化国家需要更多的能源消耗（见图1-4）。一般来说，当一个国家处于工业化前期和中期时，能源消费通常经历一段快速增长期，能源消费弹性系数一般大于1。到了工业化后期或后工业化阶段，能源消费进入低增长期，能源消费弹性系数一般小于1。
图1-3 GDP、能源、石油三者关系
资料来源：Gail Tverberg, “Ten Reasons Why High Oil Prices are a Problem”, http://www.finan-cialsense.com/contributors/gail-tverberg/。
图1-4 总能耗与经济发展的关系
从人均能源消费看，无论是工业化还是后工业化阶段，人均GDP与人均能耗之间均呈明显的线性关系。这表明在经济发展过程中，人均GDP的增长要求人均能耗随之以较大比例增加，经济发展到一个较高水平需要一个人均能耗的最低基准，低于这个基准，经济的发展很难发生大的飞跃（见图1-5）。在能源消费领域和经济增长方式发生重大质的变革之前，任何一个国家的经济发展都很难超越这一规则。分析不同国家的数据，人均能源消耗与人均GDP之间的线性关系，在中低收入国家更为明显，而高收入国家的人均GDP增长与人均能源消耗呈现脱钩趋势（见图1-6）。
图1-5 人均能耗与人均GDP的关系
图1-6 不同国家人均能耗与人均GDP的关系
资料来源：参见国际货币基金组织《世界经济展望》, 2011年4月，http://www.imf.org/ex-ternal/pubs/ft/weo/2011/01/pdf/text.pdf。
从能源消费强度看，随着工业化进程的发展，能源消费强度一般呈缓慢上升趋势，当经济逐渐成熟进入后工业化阶段，经济增长方式发生重大变革，能源消费强度开始下降。在工业化早中期阶段，由于各个国家的能源效率和产业结构差距较大，能源消费强度也具有很大差别，而后工业化阶段，伴随能源利用技术的进步与成熟，各国能源消费强度总体降低并趋于一致（见图1-7）。对中国、美国、印度和世界能源消费强度的分析，可以看出各国能源消费强度逐步下降并逐步趋于一致（见图1-8）。
图1-7 总能源消费强度模式
