能源利用推動(dòng)了人類文明進(jìn)步，也帶來了環(huán)境和生態(tài)問題。人類文明的進(jìn)步離不開能源技術(shù)發(fā)展和能源使用方式變革。從鉆木取火到光伏發(fā)電，人類文明史也是一部能源技術(shù)不斷進(jìn)步、人類使用能源方式不斷改變的歷史。自工業(yè)革命以來的近300年來，人類擺脫了主要使用生物質(zhì)能源的漫長歷史，開始進(jìn)入以煤炭、石油、天然氣等化石能源為主的時(shí)代。國際能源署（IEA）的報(bào)告顯示，到2012年，全球能源構(gòu)成中，傳統(tǒng)生物質(zhì)燃料不足10％，而煤炭、石油等化石燃料分別占31％和29％。以人均能源消費(fèi)量的增加換來了人類生存環(huán)境的改善、生活質(zhì)量的提高，以及衣食住行便利度的巨大改進(jìn)。隨著中國、印度等發(fā)展中國家的另外數(shù)十億人正努力地進(jìn)入現(xiàn)代社會(huì)，能源需求將在很長一段時(shí)間內(nèi)持續(xù)快速增長。

然而，粉塵、酸雨、臭氧層破壞、全球氣候變暖等區(qū)域和全球性問題的出現(xiàn)，使人類不得不共同面對能源消耗對地球自然環(huán)境的破壞問題。提高能源效率，發(fā)展清潔、低碳能源就成為人類的不二選擇。能源問題因此受到世界各國的普遍重視，能源技術(shù)不斷創(chuàng)新、能源效率不斷提高。預(yù)計(jì)到2040年，在世界能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，煤炭、石油等化石燃料將分別下降到21％和17％。