經濟全球化的迅猛發展，使人類對能源的需求量急劇攀升，特別是對石油資源的開采與利用，大大超出自然界可承受的范圍。石油資源的過度開采越來越嚴重，瀕臨衰竭的境地。不僅如此，人類對天然氣、煤炭等其他不可再生能源的開采，也接近極限，全球范圍的能源危局日益迫近。

    世界經濟發展史表明，高效率的能量轉換活動催生了工業文明，而工業文明的出現，卻衍生了能源稀缺問題。換言之，能源稀缺是工業文明的伴生物，只要工業生產存在，能源稀缺就不可避免。于是，人類必須正視并亟待破解這樣一個刻不容緩的課題——作為尋找、開發和利用不可再生能源的基本手段，此類科學技術發展明顯滯后于時代的需要。

    將樹木作為能源而利用，是人類使用能源的起始階段，也是人類從蒙昧步入文明的標志。隨著人類自身的繁衍壯大，對能源的需求相應增加，使用能量更充沛的煤炭取代樹木成為人類發展的不二選擇。盡管人類對煤炭的使用可追溯到幾千年前，但真正將其作為重要的能源，是在瓦特發明蒸汽機之后才開始的。20世紀50年代，伴隨動力內燃機這一科技成果的出現，石油成為能源家族的主角，動搖了煤炭的能源主體地位。當人類對石油這一現代社會最重要的不可再生資源充滿依賴時，也就意味著有朝一日可能失去石油這一工業的血液。

    人類在開發利用能源活動中，第一要務就是進行能量轉換，也就是把一種具有自然屬性的能量轉換成為另一種可供人類利用的能量。自然能和有用能的轉換水平，是衡量工業文明的重要尺度。人類最原始的能量轉換活動借助的主要是火種。幾千年來，使用火的方式雖然不勝枚舉，但其性質沒有發生變化，也就是說迄今為止，火依然是人類利用能源的主要形式，無論是樹木、煤炭，還是油氣等資源，均須經過燃燒的方式方可被有效利用。機械的使用，是人類大規模把自然能轉換成有用能的開始。特別是復雜機械取代簡單機械進入人類生產和生活領域，使人類更大程度地直接依賴于轉換后的能量，自然資源間接成為現代人類社會的重要組成部分。20世紀后半葉以來，隨著科學技術的飛速發展，人類能量轉換活動進一步趨于集約化、系統化和規模化，逐步形成了精細的能量轉換器和龐大的能量轉換場，例如一個灶臺、一個燈泡、一個發動機就是一個能量轉換器，一個煤礦、一個發電廠、一個煉油廠就是一個能量轉換場。現代人類社會就是由這些能量轉換活動載體及其運行機制所構成。而能量轉換過程取決于各種技術的整合，技術實現方式成為工業文明的關鍵要素。

    高強度、快節奏、無污染是人類未來開發使用能源的基本要求。但由于科學技術還沒有迅速跟進，導致人類根本無法普遍地、有效地使用具有潛在能量的能源。另外，人類的能量轉換活動始終伴隨著驚人的成本消耗與資源浪費，因而導致今天的我們對能源的開發利用必須以昂貴的經濟損失為代價。將自然資源中蘊涵的能量較為完整地轉換為人類需要的能量，是我們今后可持續利用能源的一大課題。