人类社会对能源的消耗量呈加速度增长，对地球不可再生能源的开采力度空前加剧，从而使地球不可再生能源逼近“零库存”的威胁。在此过程中，一方面，人类利用能源特别是化石能源的有效能量，促进了经济社会的进步与文明，加速了人们生活质量的提高，另一方面，在热力学第二定律——“熵”定律的作用下，能源特别是化石能源通过燃烧转换，在产生大量有效能量造福人类的同时，也产生了大量的无效能量——熵流，熵流的不断产生，使人类生存环境沿着负的方向发展，生存环境不断恶化。到20世纪70年代末，人类开始意识到自己正面临着地球不可再生能源（资源）濒临枯竭、人类生存环境遭到严重破坏、人类持续生存和发展的前途面临危机的严峻现实。由此，人类开始对自己以往的发展历史进行反思，“可持续发展”的理念应运而生，并逐渐达到国际共识。人类与其自然生存环境之间存在着密切的物质和能量转换关系，人类的一切基本生产活动都是使其自然生存环境中的某种要素实现能量转化的过程。能源作为人类自然生存环境的基本要素，其转化过程中的有效能量是人类经济社会发展的重要物质基础和保障；而能源资源开发和消费转化过程中产生的无效能量——熵流，则是地球环境恶化的最主要因素，是人类可持续生存和发展的最大威胁。