自从人类学会使用火力并开发出六台简单的机器以来，我们在利用外部能源方面的能力已取得了很大进步。实际上，我们已经定义并重新定义了它的用法。但是什么是能量？科学家将其定义为“工作能力”，例如，从制造盒子到搬运盒子的任何事情。能源最重要的方面是它可以实现某种改变。
通常首先想到机械能。它有两种不同形式：动能（实际上正在做某事，例如运行一台机器的能量）和势能（能够运行该机器，但目前处于静止状态）。
要进一步了解区别，请考虑骑自行车所涉及的能量。当您在平坦的表面上踩踏板时，您将使用自己的动能（踏板）使自行车向前行驶。在山坡上，您消耗的动能比水平时要多，但是根据克服的重力，还可以积累势能。当您停在山顶并刹车时，您根本就没有消耗任何能量。往下走，您既要利用动能，又要利用重力。当您想到势能时，请考虑“电池”：它只是存储的动能。
工作中的能量的一些示例：
风，河和潮汐都是动能的形式。大坝和水库作为流动水的潜在能源很有价值。光产生辐射能，我们将其转化为被动能，光伏能和集中太阳能。人工或地热（可再生）来源产生的热量称为热能，通常从一种物质转移到另一种物质，例如在沸腾中。能量也可以来自声音（例如微波）。我们使用电池中的化学能来存储电能。核能存在于原子级的势能中，并通过原子转化为动能。连锁反应。电是当今世界能源的主要形式。在过去的150年中，人们已经习惯于通过在燃料上加火花并燃烧以运行机器来发电。该方法本身消耗大量能量，因为它依赖于寻找，提取，加工，运输和消耗燃料（一次能源）来获得二次能源。二次能源既可以来自发电厂的电能，也可以来自蒸汽和火力。燃料燃烧还会在其供应链的每个环节中产生有害的副产品（污染，对生物生命有害）。
从技术上讲，电能从以伏特为单位的势能开始。接通电源后，电路会产生电能。我们通过结合传输多少电能和传输发生的速度（以每秒焦耳或瓦特为单位）来衡量功率。大多数电路将电能转换为机械或其他形式的能量。
瓦特（或千瓦，兆瓦，吉瓦或太瓦）表示发电厂在特定时刻可以产生多少电，或者为某物（例如灯泡）供电需要多少电。我们以瓦特（或更可能是千瓦，兆瓦或吉瓦）为单位对发电厂进行评级，以指示发电厂在给定时间点可以输出的最大电量。世界上（即将成为）最大的太阳能光伏电站的额定功率为379兆瓦，美国最小的核电站的容量为502 MW。最大的单个核电站的规模是该核电站的三倍，而核电站的容量则高达8,000 MW，即8 GW（7个反应堆）。中国的三峡大坝（水力发电）是世界上最大的发电厂，发电量为22,500兆瓦（22.5吉瓦）。
瓦特小时表示一段时间内会产生多少电能。您在电费单上看到的表明该月用电量的单位是瓦特小时（或更可能是千瓦时）。
为了将电能从发电厂获取给消费者，我们将其通过互连的电线系统（即电网）发送。我们使用电阻来标准化（定级）该功率。但是，每个电阻器都会以热量形式散发少量功率。我们还会通过输电而失去电力：在美国和加拿大的大部分地区，电网损失估计为5-7％。而且，当我们将最初产生的直流电转换为用于家庭和办公室电源的交流电（AC）时，我们将损失甚至更多。
用于处理过程的所有基础架构以及转换，转换和分配过程中损失的能量进一步降低了功率。同时，电网本身仅限于预先规划的路径，限制了电力的获取，特别是在“欠发达”的农村和岛屿地区。而且，电力消费者与电力的来源已经相距甚远，以至于他们不了解提供电力的必要条件。
在爱迪生，西屋公司和其他电力先驱时代，电源，可用性和损耗并不像今天那样重要。人口增加，对燃料成本和公用事业功能的争论以及与气候变化的联系已开始引起相当大的摩擦。我们正在从不可再生的（基于化石燃料的）技术过渡到可再生的技术，从旧的能源到新的能源。能源生产和分配的结构也在发生变化，从我们用来发电的燃料开始。
煤炭，石油和天然气都是不可再生的资源，在19世纪十分丰富且可获取。我们已经用尽了最方便的资源，因此这些燃料开始需要付出巨大的努力才能获得。它们也越来越昂贵地转化为能量。发电过程也会释放出大量有害于生物生命的污染物。随着发达国家开始减少或停止使用煤炭（最脏的化石燃料），并且发展中国家计划仅在获取清洁能源的道路上使用煤炭，我们可以看到能源的变化。
生物质（木材，动物粪便，非食用植被）处于中间状态。它属于“可再生”清单，但如果燃烧不充分，则会造成相当大的污染，尤其是颗粒形式的污染。
较清洁的能源包括被动式太阳能，风车，水坝和自来水等，我们曾经使用过，但为了方便和利用燃料发电而放弃使用。像巨型风力涡轮机和光伏面板这样的现代版本，其效率要比我们最初的努力高得多。地热能，波浪能和潮汐能也显示出希望。核电已经使用了半个多世纪，在发电厂已被证明是“清洁的”，但在铀矿开采，运输和废物处置中却未得到“清洁”，更不用说其副产物如何广泛致死并几乎无法根除。
为了最终了解世界上工业最发达的国家之一的能源和电力使用，以下是美国2013年左右的所有能源和电力使用情况。两个半世纪前，美国人永远不会理解它。而且，它也必须改变以适应时代的需求。
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