縱觀能源發展史，人類社會已經經歷了三次工業革命，三次能源的升級換代體現了“三大經濟”形態。瓦特發明蒸汽機，促使能源從木柴向煤炭的第一次重大轉換，表現為“高碳經濟”；戴姆勒發明內燃機，完成從煤炭向油氣的第二次重大轉換，呈現出“低碳經濟”；現代科技進步與當今環保要求推動傳統化石能源向氫能等非化石新能源的第三次重大轉換，全球有望逐步邁向“零碳經濟”。
從全球能源結構看，化石能源在整個體系中占比最高。2021 年全球終端能源消費中，石油、天然氣、煤炭分別占 31.96%、25.21%和 27.77%，化石能源消費共占比 84.94%，是全球碳排放的主要來源。其中可再生能源占比從 2011 年的 2.05%上升至 5.70%，上漲幅度為 178%，但核能、水電、可再生能源等清潔能源占比僅從 12.16%上升至 15.06%，總體增長幅度較為緩慢。
若想實現 2050 年邁入“零碳經濟”的愿景，未來全球能源結構的重大調整勢在必行。能源過渡委員會（ETC）預測，2050 年零碳場景下，直接電力和氫氣將成為未來全球能源結構中最為重要的兩個組成部分，分別占比 68%和 13%；氫基氨合成燃料占比 5%，其他能源如生物質等占比 14%。預計到 2050 年，全球每年將需要 5~8 億噸清潔氫，大約是當前氫氣消耗的 5~7 倍。
