能源利用与转化
能源的消费、利用过程，实质上就是在一定系统中的能量转换过程。一切能量转换过程都具有数量上的守恒性和明显的方向性。
所谓能量转换过程的守恒性，就是指转换过程输入系统的各种能量之和减去由系统输出的各种能量之和，其差值应等于系统本身能量的变化率。这就是由热力学第一定律所表述的能量守恒能量损耗，因此不可能百分之百地进行能量转换。
在能源的消费利用中，人们总是通过某种能量转换系统，消耗某种形式的能量，获得另一种形式能量收益。收益能量与消耗能量之比称为能量的转换效率η1。η1值越大，可转换有用功的部分越多。收益能量中有效能量与消耗转换效率，不同的能量转换系统，在能量转换过程中消耗能量和收益能量在质的方面越接近，能量转换的效率越高。发电机、水轮机等，消耗能量是机械能，收益能量是电能； 而电动机则消耗电能得到机械能。电能和机械能二者的质都很高，所以这些系统所消耗的能量几乎全部都可以转换为有用功，有用功效率接近转换效率即η1≈ η11。大型锅炉等消耗燃料的化学能得到热能，家用电热水器消耗电能得到低温热能。电能、化学能质很高，热能质低，质的巨大性和不匹配性，导致其可转换为有用功的效率就很低，与转换效率相差很大。
人们在能源消费利用中，在遵从能量转换基本规律的前提下，总是要设法提高能源利用效率，使其尽可能接近或达到高效率。因此，除了在能源的开采、加工、运输等环节中要尽量减少能量的损耗的浪费以外，在能源消费中，必须注意选择适当的能量转换系统，选择最适宜的能源利用方式，以便减少能量转换中的能量损耗，尽量不让或轻易地减少，尽可能提高最终被有效利用的能量部分，即提高总的能源利用效率。
同一种能源，在不同的转换系统，经过不同的转换途径，总的能源利用效率也不同。煤炭通过炉灶直接燃烧是将化学能转换为热能，转换虽然容易，但两种能量在质方面相差较大，所以转换效率较低；温度越高，热能的质越高。所以煤炭在大型锅炉中燃烧时，热效率可以高达90%左右； 而在小型家用炉灶中燃烧，热效率只有10%左右，能源浪费十分严重。蒸汽机是通过化学能——低温热能——机械能的途径对能源加以利用。两次转换中能量的质相差都很大，所以总的利用效率极低，如蒸汽机热效率只有5—8%，发达国家蒸汽机早已被淘汰了。火电站是经过化学能-高温热能、机械能-电能的转换途径进行能源的利用，两次转换中能量的质相差缩小了，所以总的利用效率提高，一般火电站的能源利用效率可达30—35%，而热电联产，既供热又发电的热电站，能源利用效率可以高达50—60%。
由此可知，为了使一定数量的某种形式的能源中最后被有效利用的能量部分尽可能大，必须按照能量转化规律选择最佳的转换系统和转换途径，或者说，为了获得一定大小可被有效利用的能量，在能源种类不变时，采取不同的转换系统和转换途径，需要消费能源的数量也不同，能源消费的越少，能源利用的经济效益便越好。