人类社会发展离不开能源。人类从利用原始的生物质能(薪柴、枯草等)到大量开发利用化工燃料(煤炭、石油、天然气等)，并开始使用核能、太阳能等，这些都促使人类社会发生了深刻变革。然而，过量消耗地球上蕴藏的能量能源也带来了一些严重问题。首先是这些常规能源终将被耗尽；其次，常规能源发展已成为世界性环境问题的主要诱导因素，庞大的碳排放量只是其中的一个棘手问题。目前全世界因使用常规能源每年向空气中排放了大约60亿吨碳，这些碳是以二氧化碳的形式排放的。科学家认为如果想稳定大气中二氧化碳浓度的话，全球的碳排放量最终应该削减60％～80％，削减到每年20亿吨。要达到这一目标，意味着必须大幅度削减为我们提供了78％能源供给的石化燃料的消费量。这样，发展替代能源和提高能源效率便是极自然的事情了。在上述双重压力下，许多国家开始意识到必须对以前的常规能源发展战略加以调整，大力开发新能源，发展多元结构的能源系统和洁净、高效的新能源技术。阿尔温?托夫勒在他的《第三次浪潮》中所描述的人类正在面临或即将面临的第三次浪潮在能源方面将形成以太阳能、核聚变能、氢能、生物质能为主的多样化的能源结构。这些新能源大都是天然的、可再生的、洁净的。