传统能源是指已经大规模生产和广泛利用的能源，薪柴是第一代传统能源。第一次工业革命后，煤炭作为新能源取代了薪柴这个传统能源。又经过两百多年的发展，替代煤炭的油气本身也成了传统能源。20世纪中叶以来，石油、天然气和煤炭这三种传统能源占据全球80％以上的能源份额。
随着人类社会发展，生产生活的能源需求持续增长，传统能源日渐减少，人们开始对化石能源的储量产生忧虑。同时，人们发现，传统能源通过燃烧释放能量，必然要排出大量二氧化碳，还会因燃烧不完全和燃烧副反应等原因，产生颗粒物、酸性氧化物、挥发性物质等多种污染物。污染使地球生态环境严重恶化，直接威胁人类的生存，如“伦敦大雾”之类的各种严重污染，已经让过度消费化石能源的人们，付出了沉重的代价。过多的碳排放导致温室效应强化，带来气候失常、极冰融化、岛陆沉没、物种灭绝等种种灾难。
如果能源体系不进行改革，酸雨、雾霾、气候极端变化将变得越来越严重，地球将受到难以逆转的污染，而变得不再适合人类居住，这种危机感迫使人们反思，是否有更好的能源可以替代化石能源的燃料地位。
那么，什么样的能源适合替代传统能源？
寻找新的能源来替代传统能源，一方面是要解决传统能源资源不足或不均匀的问题，建立新的资源充足的能源供应体系；另一方面是解决传统能源的污染和碳排放问题，建立新的清洁用能体系。
从这两方面的需求出发，人们对替代传统能源的新能源提出了新的要求。
要求一：新的能源要具有可被大规模利用、可再生的特点。只有价格便宜、资源丰富，且具备可再生特性的能源，才能满足永续利用的要求，解决传统能源资源（特别是化石能源）枯竭等问题。
要求二：新型能源在使用过程中不要产生污染，这一点排除了多数通过燃烧获取能量的途径，即使非常清洁的氢，也并不完全适合通过燃烧来获取能量，因为普通民用燃烧的过程必须在空气中完成，燃烧的高温促使空气中的氮气同时发生氧化反应，形成氮氧化物污染。使用新的无污染的能源，将有助于解决当今世界严重的环境污染问题。
要求三：新的能源要具有低碳排放或零碳排放的特点。即新的能源的碳排放不能对环境造成明显影响，这个要求将大部分碳基能源排除在能源体系之外。只有生物质能例外，它事先将碳储存起来而抵消使用过程的排放，成为唯一零排放的碳基可再生能源。
随着人类科学技术的进步，可持续发展观念逐渐被大众接受，人们在寻找清洁能源及能源高效利用的过程中，实践了新一轮的能源革命，随着新能源的开发利用，地球家园将变得越来越绿色宜居。