能源是人類文明進步的階梯，能源的開發和利用成就了人類社會的快速發展，但長期以來人類以煤炭、石油為社會主體能源，并形成了高度依賴，化石能源自身的固有弊端和特殊屬性已經嚴重影響全球生態環境并危及人類社會的可持續發展，化石能源的替代已成為當代最重要的全球性問題之一。

人類文明的發展進程可以看作社會主體能源不斷替代升級和轉化利用方式不斷進步提高的過程。工業革命的本質和科技革命的本源都是能源革命，能源革命的本質是社會主體能源的替代和能源生產消費方式的升級或改變。能源革命會引發社會主體技術群革新、倒逼經濟發展范式改變，從而推動人類文明演進發展。每一個時代的社會主體技術群都高度依附于社會主體能源而存在。而從重塑社會經濟發展范式的意義上看，能源革命是推動人類文明不斷發展進步的重要源動力。

社會主體能源的替代過程也是人類文明進步的過程，同時也是“危”與“機”共存的過程。

每次社會主體能源的變革或替代都引發了社會主體技術群的全面進步，最終打破并重構固有的經濟基礎、社會結構、政治制度和思想觀念，引發一系列社會變革，這條由能源革命引發的社會變革路徑值得我們充分認識和深刻思考。

化石能源以其獨特的優勢改寫了人類文明的發展進程，成就了人類社會的“碳繁榮”，對世界各國的社會主體技術群、產業結構、經濟基礎和發展范式具有決定性和鎖定性影響。化石能源之所以能夠在工業革命之后成為社會主體能源，在于其三大獨特優勢：一是能量密度高、轉化效率高、能量轉化過程相對簡單并且可控；二是能源形式多樣、分布廣泛、儲量豐富、經濟性高，可以大規模開發利用；三是可按需開采、封裝儲運和燃燒轉化。

在成就工業文明大繁榮的同時，化石能源及其化工衍生品已經深深融入甚至控制和主導了所有國家的經濟和社會生活。

整個人類社會的主體技術群和產業體系都在高速發展的慣性驅使下，圍繞如何高效利用化石能源而不斷建構完善和擴張發展，如同滾雪球一般形成了高度緊密的依附關系，每一個國家都建立在由化石能源驅動、由化石能源衍生品所供給的網絡關系之上。

在工業文明時代，人類生產生活對化石能源的依賴性越來越強，失去化石能源意味著整個社會運行機制停擺，從而引發社會危機甚至災難，而更替一種社會主體能源則可能帶來一個行業、一個產業甚至一個社會階層的消亡。

人類對化石能源的高度依賴、化石能源的固有弊端和大量無節制消耗，已經成為影響人類可持續發展的現實危機。地球上的化石能源儲量有限且不可再生，有限的化石能源、有限的環境承載能力和無限的人類社會發展需求三者之間存在著不可調和的天然矛盾。長期單一的化石能源依賴和大量消耗必然超出大自然的自我凈化能力和生態環境的承載能力，導致人與人、人與自然的矛盾越來越尖銳，最終危及人類社會自身的生存和發展。科學研究監測表明，這種影響主要體現在可能引發生態危機、氣候危機和經濟危機三種直接危機，并引發貧困危機、地緣政治危機兩種次生風險。

全球能源戰略和供需格局已進入深度調整變革期，構建以清潔能源為主體的清潔低碳、安全高效能源體系，已成為全世界的共識和新一輪能源革命不可逆轉的必然趨勢。隨著世界化石能源消費量的不斷增大，化石能源對環境的污染和全球氣候的影響日趨嚴重，擺脫對化石能源的依賴和大量消耗已經成為全球共識和各國能源戰略的一致選擇。

從存量結構調整看，從1977年到2017年的40年間，全球能源消費結構呈現石油降、煤炭穩、清潔能源快速發展的趨勢。從全球能源供需格局的變化中可以看出，石油、煤炭等傳統化石能源作為社會主體能源的份額正在被熱值更高、排放更少的天然氣、核能等清潔化的化石能源和不產生碳排放的水電、風電、光伏等可再生能源所逐步替代，這不僅標志著新一輪能源革命的到來，也預示著新一輪能源革命的發展趨勢，即清潔低碳、安全高效。

大力發展清潔能源特別是可再生能源，是彌補、解決化石能源固有缺陷弊端的關鍵。清潔能源與傳統化石能源不是相對的概念，兩者存在交集。核能等無碳排放但有物質消耗和廢料處理的新型化石能源，以及經過凈化處理的低碳排放的清潔煤、清潔油、天然氣等傳統化石能源。清潔能源是指對環境友好、碳排放少、污染程度小的能源，僅僅是對能源使用結果的描述，而非能源性質的描述。

新一代社會主體能源對上一代社會主體能源的替代是一個漸進過程。盡管新發現的能源載體越來越多，但替代原有社會主體能源卻越來越困難，因為上一代社會主體能源已經決定和塑造了一個國家乃至一個時代的社會主體技術群和建立在這個技術群基礎之上的產業結構以及經濟發展范式。如果短時間內對社會主體能源系統進行全盤顛覆，將引發產業革命和經濟發展范式的強烈震動，無論是就經濟性還是技術可行性而言都不現實，其替代過程通常是漸進式變革和滲透式改造。

能源組成的多樣化有利于能源系統的穩定性和安全性，而且也有利于提高和增強能源系統的適應性。盡管可再生能源從整體上和長遠看都具備成為社會主體能源的潛力和條件，但可再生能源也存在著出力不均衡、間歇性大、穩定性不高和可控性不好、難以精準預測、經濟性不高等技術性短板。從某種意義上講，能源的多樣化也是能源體系安全化的重要形式，為了維持目前的現代化生活和經濟社會發展繁榮，必須保有一定量經過低碳化、清潔化、安全化、高效化處理的化石能源作為過渡期基荷能源。

當前，新一輪世界能源革命的路徑是不斷擴大可再生能源在現有能源結構中的比重，逐步替代落后的、高碳排放的煤電、柴油、柴碳等低熱值化石能源并最終成為下一代社會主體能源，實現能源供給側的結構均衡和技術優化，推動人類社會發展、資源儲量和自然生態三元關系的動態平衡。目前，主要發達國家和經濟體都已將可再生能源替代戰略上升為國家戰略，并根據本國國情選擇了各自不同的發展路徑。