当前，我国在能源安全，能源效率，能源环境等方面面临严峻挑战。习近平总书记在中央财经领导小组第六次会议上，作出了关于推动能源四个革命的重要指示，为我国能源和电力科学发展指明了方向。
能源发展面临的主要问题随着经济社会发展，能源生产和消费持续增长，化石能源的大量开发和使用，导致资源紧张，环境污染，气候变暖，冰川消融，海平面上升等突出问题，严重威胁人类生存和可持续发展。能源安全的挑战。全球化石能源资源有限，2013年煤炭，石油和天然气剩余探明储量分别为8915亿吨，2382亿吨和186万亿立方米，按目前开采强度仅能开采113年，53年和55年。
同时，能源资源与能源消费分布不均衡，能源开发越来越向少数国家和地区集中，一些资源匮乏国家能源对外依存度不断提高，能源供应链脆弱，安全问题突出。2013年，我国煤炭，石油，天然气储产比分别为31年，11.9年和28年，远低于世界平均水平;能源消费总量达37.5亿吨标准煤，约占世界能源消费总量的22%;石油和天然气对外依存度分别达到58.6%,和31.6%，能源形势尤为严峻。随着新型工业化，信息化，城镇化，农业现代化不断推进，人民生活水平不断提高，我国能源消费仍将持续增长，能源需求压力巨大。
环境污染的挑战。全球化石能源消费总量从1965年的51亿吨标准煤增加到2013年的158亿吨标准煤，半个世纪就增长了2倍多。
大量化石能源在生产，运输，使用的各环节对空气，水质，土壤等造成越来越严重的污染和破坏。大多数发达国家都曾发生重大污染事件，发展中国家也面临日益突出的大气污染问题。
我国煤炭占能源消费比重高达66%，高出世界平均水平37个百分点。煤炭的大量开采带来严重生态损害，造成大面积采空区，地面塌陷等地质灾害，导致地下水，耕地资源破坏。我国85%的二氧化硫，67%的氮氧化物，70%的烟尘排放来自以煤炭为主的化石能源燃烧。北京夏天50%，冬天70%的细颗粒物(PM2.5)来自燃煤和汽车尾气排放，导致雾霾频发，严重威胁群众身体健康。
气候变化的挑战。化石能源燃烧产生的二氧化碳占全球人类活动温室气体排放的56.6%和二氧化碳排放的73.8%，是导致全球气候变暖，冰川消融，海平面上升的重要因素。
根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第五次评估报告，1880~2012年，全球地表平均温度上升0.85℃;1983~2012年是北半球自有测温记录1400年以来最暖的30年。自1750年工业化以来，全球大气二氧化碳浓度已经从278ppm增加到400ppm。
如不尽快采取实质行动，到本世纪末大气二氧化碳浓度将会超过450ppm的警戒值，全球温升将超过4℃，对人类生存构成严重威胁。我国以煤为主的能源结构导致二氧化碳排放长期居高不下，2013年达到100亿吨，占世界排放总量的29%。最近，我国与美国发布《中美气候变化联合声明》，首次正式提出2030年左右我国碳排放达到峰值，且届时非化石能源占一次能源消费比重达到20%，节能减排任务十分艰巨。
能源问题涉及能源政策，能源科技，能源市场，能源环境等诸多方面,建立在传统化石能源基础上的能源生产和消费方式已经难以为继。解决好能源问题，关键要树立全球能源观，以全球视野，历史视角，前瞻思维，系统方法研究解决能源问题，转变能源发展方式，统筹能源与政治，经济，社会，环境协调发展,根本出路是构建全球能源互联网，加快清洁替代和电能替代，实现清洁能源大规模开发，大范围配置，高效率利用，保障能源安全，清洁，高效，可持续供应。
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