在能源互联网中使用的一次能源主要有天然气、化石能源和新能源。一次能源是指自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源，又称天然能源。一次能源又分为可再生能源和不可再生能源，前者指能够重复产生的天然能源，如太阳能、风能、水能、生物质能等，这些能源均来自太阳，可以重复产生；后者用一点少一点，主要是各类化石燃料、核燃料。

（1）化石能源

化石能源是一种碳氢化合物或其衍生物。它由古代生物的化石沉积而来，是一次能源。化石燃料不完全燃烧后，都会散发出有毒的气体，却是人类必不可少的燃料。作为人类生存和发展的重要物质基础，煤炭、石油、天然气等化石能源支撑了19世纪到20世纪近200年来人类文明的进步和经济社会发展。然而，化石能源的不可再生性和人类对其的巨大消耗，使化石能源正在逐渐走向枯竭。

据美国地质局估计，全世界最终可采石油储量为3万亿桶。由此推算，世界石油产量的顶峰将在2030年出现。由于剩余储量开采难度增大，石油产量会快速下降。世界煤炭总可采储量大约为8475亿t。长期来看，尽管世界煤炭可采储量相对稳定，但还是出现了下降的趋势。按当前的消费水平，最多也只能维持200年左右的时间。

化石能源的利用，也是造成环境变化与污染的关键因素。大量的化石能源消费，引起温室气体排放，使大气中温室气体浓度增加、温室效应增强，导致全球气候变暖。1860年以来，全球平均气温提高了0.4～0.8℃。政府间气候变化专门委员会（IPCC）所做的气候变化预估报告的结论是，二氧化碳为温室气体的主要部分，其中约90％以上的人为二氧化碳排放是化石能源消费活动产生的。化石能源，特别是煤炭的使用带来大量的二氧化硫和烟尘排放，也是造成我国大气污染的主要来源。尽管应对措施初步遏制了酸雨范围逐步扩大的趋势，但酸雨仍在局部地区加重；机动车尾气污染等问题日益严重，特别是在大城市，煤烟型空气污染已开始转向煤烟与尾气排放的混合型污染。随着化石能源储量的逐步降低，全球能源危机也日益迫近。以化石能源为主的能源结构，具有明显的不可持续性。

（2）天然气

天然气也是化石能源的一种，但由于天然气相对便于传输，在能源互联网中有着较为特殊的地位，所以进行单独讨论。

天然气是存在于地下岩石储集层中以烃为主体的混合气体的统称，相对体积质量约为0.65，比空气轻。天然气有以下优点：

1）绿色环保。天然气是一种洁净环保的优质能源，几乎不含硫、粉尘和其他有害物质，燃烧时产生二氧化碳少于其他化石燃料，造成温室效应较低，因而能从根本上改善环境质量。

2）经济实惠。天然气与人工煤气相比，同比热值价格相当，并且天然气清洁干净，能延长灶具的使用寿命，也有利于用户减少维修费用的支出。天然气是洁净燃气，供应稳定，能够改善空气质量，因而能为该地区经济发展提供新的动力，带动经济繁荣及改善环境。

3）安全可靠。天然气无毒、易散发，密度小于空气，不宜积聚成爆炸性气体，是较为安全的燃气。

4）改善生活。家庭使用安全、可靠的天然气，将会极大改善家居环境，提高生活质量。

但是，对于温室效应，天然气跟煤炭、石油一样会产生二氧化碳。因此，不能把天然气当作新能源。而且虽然天然气有以上优点，但天然气还是有毒性危害的。天然气在空气中含量达到一定程度后会使人窒息。天然气不像一氧化碳那样具有毒性，它本质上是对人体无害的。不过如果天然气处于高浓度的状态，并使空气中的氧气不足以维持生命的话，还是会致人死亡的，毕竟天然气不能用于人类呼吸。作为燃料，天然气也会因发生爆炸而造成伤亡。

当天然气在房屋或帐篷等封闭环境里聚集的情况下，达到一定的比例时，就会触发威力巨大的爆炸。爆炸可能会夷平整座房屋，甚至殃及邻近的建筑。甲烷在空气中的爆炸极限浓度下限为5％，上限为15％。

天然气车辆发动机中要利用的压缩天然气的爆炸，由于气体挥发的性质，在自发的条件下基本是不具备的，所以需要使用外力将天然气浓度维持在5％～15％之间以触发爆炸。(www.daowen.com)

（3）新能源

新能源（NE）又称非常规能源，是指传统能源之外的各种刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能等。新能源具有如下特点：

1）资源丰富，普遍具备可再生特性，可供人类永续利用；比如，陆上估计可开发利用的风力资源为253GW，而截至2003年只有0.57GW被开发利用，到2015年国内风电产能已超过30GW，而太阳能光伏并网和离网应用量预计到2020年可以从0.03GW增加1～2GW。

2）能量密度低，开发利用需要较大空间。

3）不含碳或含碳量很少，对环境影响小。

4）分布广，有利于小规模分散利用。

5）间断式供应，波动性大，对持续供能不利。

6）一般可再生能源的开发利用成本较化石能源高。

由于新能源的广阔的发展前景，在能源互联网中，新能源有着举足轻重的地位。中国未来新能源发展的战略可分为三个发展阶段：第一阶段截至2010年，实现部分新能源技术的商业化；第二阶段是2010～2020年，大批新能源技术达到商业化水平，新能源占一次能源总量的18％以上；第三阶段是2020年以后，全面实现新能源的商业化，大规模替代化石能源，到2050年在能源消费总量中达到30％以上。

新能源已成为中国加快培育和发展的战略性新兴产业之一，这将为新能源大规模开发利用提供坚实的技术支撑和产业基础。

1）无论是总装机容量还是新增装机容量，风能在全球都保持着较快的发展速度，风能将迎来发展高峰。风电上网电价高于火电，期待价格理顺促进发展。

2）生物质能有望在农业资源丰富的热带和亚热带普及，主要问题是如何降低制造成本，生物乙醇、生物柴油以及二甲醚燃料应用值得期待。

3）随着中国国内光伏产业规模逐步扩大、技术逐步提升，光伏发电成本会逐步下降，未来中国国内光伏容量将大幅增加。

4）环境污染、能源紧张与汽车行业的发展紧密相连，国家大力推广混合动力汽车，汽车新能源战略开始进入加速实施阶段，开源节流齐头并进。