经济全球化的迅猛发展，使人类对能源的需求量急剧攀升，特别是对石油资源的开采与利用，大大超出自然界可承受的范围。石油资源的过度开采越来越严重，濒临衰竭的境地。不仅如此，人类对天然气、煤炭等其他不可再生能源的开采，也接近极限，全球范围的能源危局日益迫近。

    世界经济发展史表明，高效率的能量转换活动催生了工业文明，而工业文明的出现，却衍生了能源稀缺问题。换言之，能源稀缺是工业文明的伴生物，只要工业生产存在，能源稀缺就不可避免。于是，人类必须正视并亟待破解这样一个刻不容缓的课题——作为寻找、开发和利用不可再生能源的基本手段，此类科学技术发展明显滞后于时代的需要。

    将树木作为能源而利用，是人类使用能源的起始阶段，也是人类从蒙昧步入文明的标志。随着人类自身的繁衍壮大，对能源的需求相应增加，使用能量更充沛的煤炭取代树木成为人类发展的不二选择。尽管人类对煤炭的使用可追溯到几千年前，但真正将其作为重要的能源，是在瓦特发明蒸汽机之后才开始的。20世纪50年代，伴随动力内燃机这一科技成果的出现，石油成为能源家族的主角，动摇了煤炭的能源主体地位。当人类对石油这一现代社会最重要的不可再生资源充满依赖时，也就意味着有朝一日可能失去石油这一工业的血液。

    人类在开发利用能源活动中，第一要务就是进行能量转换，也就是把一种具有自然属性的能量转换成为另一种可供人类利用的能量。自然能和有用能的转换水平，是衡量工业文明的重要尺度。人类最原始的能量转换活动借助的主要是火种。几千年来，使用火的方式虽然不胜枚举，但其性质没有发生变化，也就是说迄今为止，火依然是人类利用能源的主要形式，无论是树木、煤炭，还是油气等资源，均须经过燃烧的方式方可被有效利用。机械的使用，是人类大规模把自然能转换成有用能的开始。特别是复杂机械取代简单机械进入人类生产和生活领域，使人类更大程度地直接依赖于转换后的能量，自然资源间接成为现代人类社会的重要组成部分。20世纪后半叶以来，随着科学技术的飞速发展，人类能量转换活动进一步趋于集约化、系统化和规模化，逐步形成了精细的能量转换器和庞大的能量转换场，例如一个灶台、一个灯泡、一个发动机就是一个能量转换器，一个煤矿、一个发电厂、一个炼油厂就是一个能量转换场。现代人类社会就是由这些能量转换活动载体及其运行机制所构成。而能量转换过程取决于各种技术的整合，技术实现方式成为工业文明的关键要素。

    高强度、快节奏、无污染是人类未来开发使用能源的基本要求。但由于科学技术还没有迅速跟进，导致人类根本无法普遍地、有效地使用具有潜在能量的能源。另外，人类的能量转换活动始终伴随着惊人的成本消耗与资源浪费，因而导致今天的我们对能源的开发利用必须以昂贵的经济损失为代价。将自然资源中蕴涵的能量较为完整地转换为人类需要的能量，是我们今后可持续利用能源的一大课题。