長(zhǎng)期以來(lái)，化石能源支撐了工業(yè)文明發(fā)展，同時(shí)也帶來(lái)了環(huán)境污染、氣候變化等影響人類(lèi)生存發(fā)展的現(xiàn)實(shí)難題，建立在化石能源基礎(chǔ)上的能源生產(chǎn)和消費(fèi)方式亟待轉(zhuǎn)變。同時(shí)，世界風(fēng)能、太陽(yáng)能等清潔能源發(fā)電總體處于加快發(fā)展階段，在技術(shù)創(chuàng)新、設(shè)備研制、工程應(yīng)用及系統(tǒng)安全性、經(jīng)濟(jì)性上仍面臨較大挑戰(zhàn)。

能源供應(yīng)面臨挑戰(zhàn)

在全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的帶動(dòng)下，世界能源消費(fèi)總量從1965年的53.8億噸標(biāo)準(zhǔn)煤增加到2013年的181.9億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，增長(zhǎng)2.4倍。未來(lái)，世界能源消費(fèi)量仍將保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

化石能源儲(chǔ)量有限，具有不可再生性，大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用必將導(dǎo)致資源加速枯竭。目前，容易開(kāi)采的石油正迅速減少并逐漸集中到極少數(shù)國(guó)家，容易挖掘的煤炭也只剩下幾十年的開(kāi)采期。

從布局看，世界能源資源與能源消費(fèi)呈逆向分布，能源開(kāi)發(fā)越來(lái)越向少數(shù)國(guó)家和地區(qū)集中。部分資源匱乏國(guó)家能源對(duì)外依存度不斷提高，能源供應(yīng)鏈脆弱，安全問(wèn)題突出。

能源供應(yīng)成本是影響能源發(fā)展的重要經(jīng)濟(jì)因素，目前化石能源與清潔能源供應(yīng)成本總體呈現(xiàn)出“一升一降”的趨勢(shì)?；茉撮_(kāi)采成本逐漸增長(zhǎng)。清潔能源開(kāi)發(fā)成本逐步下降，但仍處于高位。未來(lái)需要進(jìn)一步提高清潔能源的經(jīng)濟(jì)性，使其具備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，才能真正實(shí)現(xiàn)清潔能源對(duì)化石能源的大規(guī)模替代。

能源環(huán)境面臨挑戰(zhàn)

化石能源燃燒是全球溫室氣體排放的主要來(lái)源。能源活動(dòng)在當(dāng)前及今后較長(zhǎng)時(shí)期依然是影響溫室氣體排放的決定性因素。溫室氣體排放帶來(lái)的溫室效應(yīng)，對(duì)人類(lèi)生存發(fā)展構(gòu)成以下四大威脅，包括陸地面積縮減、大量物種滅絕、威脅食物供應(yīng)、危害人類(lèi)健康。

化石能源燃燒排放大量的煙塵等污染物，導(dǎo)致灰霾頻發(fā)，嚴(yán)重危害人類(lèi)的身體健康。自工業(yè)革命以來(lái)，以氮氧化物、碳?xì)浠衔锛岸挝廴疚镄纬傻募?xì)粒子污染為特征的復(fù)合型污染在大多數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家和部分發(fā)展中國(guó)家已經(jīng)出現(xiàn)，導(dǎo)致大氣能見(jiàn)度日趨下降，灰霾天數(shù)增加，人類(lèi)健康受到威脅。大量化石能源在開(kāi)采、運(yùn)輸、使用的各環(huán)節(jié)對(duì)水質(zhì)、土壤、大氣等自然生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染和破壞。

能源配置面臨挑戰(zhàn)

全球化石能源配置具有總量大、環(huán)節(jié)多、輸送距離遠(yuǎn)等特征。現(xiàn)有海運(yùn)、鐵路、公路等傳統(tǒng)化石能源運(yùn)輸方式通常鏈條長(zhǎng)、效率低，需要幾種運(yùn)輸方式相互銜接才能完成整個(gè)能源運(yùn)輸過(guò)程，在能源輸送過(guò)程中易受外界因素影響。

世界能源向清潔化發(fā)展，電能遠(yuǎn)距離、大范圍配置的重要性將越來(lái)越凸顯，但現(xiàn)有電力配置能力明顯不足。為應(yīng)對(duì)全球能源總量供應(yīng)及能源環(huán)境的挑戰(zhàn)，大力發(fā)展清潔能源勢(shì)在必行，世界能源結(jié)構(gòu)正在經(jīng)歷從化石能源為主向清潔能源為主轉(zhuǎn)變。隨之而來(lái)的，世界能源配置需求也將從目前的化石能源為主逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榍鍧嵞茉礊橹?。適應(yīng)清潔能源大規(guī)模開(kāi)發(fā)的需要，應(yīng)加快構(gòu)建全球電力高效配置平臺(tái)。隨著清潔能源的大規(guī)模開(kāi)發(fā)，必將形成以電力為主導(dǎo)的能源配置格局，亟待建立以清潔能源為主導(dǎo)、以電為中心、更高電壓等級(jí)、更大輸電容量、更遠(yuǎn)距離的全球能源配置網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，以滿(mǎn)足清潔能源的大規(guī)模、遠(yuǎn)距離配置的需要。

能源效率面臨挑戰(zhàn)

當(dāng)前，無(wú)論是化石能源，還是清潔能源，其開(kāi)發(fā)、配置、利用效率仍不夠高，有很大的提升空間。

開(kāi)發(fā)環(huán)節(jié)存在資源開(kāi)發(fā)利用率低、能源轉(zhuǎn)換效率低的問(wèn)題。化石能源配置環(huán)節(jié)多，配置效率不高?；茉闯瞬糠种苯幼鳛榻K端能源使用外，還有相當(dāng)部分煤炭、天然氣，甚至燃油用于發(fā)電。這部分化石能源要經(jīng)過(guò)多個(gè)環(huán)節(jié)輸送至電廠，中間環(huán)節(jié)多，由此造成的能源損耗大。使用環(huán)節(jié)，能源利用效率低，電能占終端能源消費(fèi)比重低。提高電能在終端能源消費(fèi)中的比重，可以增加經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，提高全社會(huì)整體能效。