纵观能源发展史，人类社会已经经历了三次工业革命，三次能源的升级换代体现了“三大经济”形态。瓦特发明蒸汽机，促使能源从木柴向煤炭的第一次重大转换，表现为“高碳经济”；戴姆勒发明内燃机，完成从煤炭向油气的第二次重大转换，呈现出“低碳经济”；现代科技进步与当今环保要求推动传统化石能源向氢能等非化石新能源的第三次重大转换，全球有望逐步迈向“零碳经济”。 从全球能源结构看，化石能源在整个体系中占比最高。2021 年全球终端能源消费中，石油、天然气、煤炭分别占 31.96%、25.21%和 27.77%，化石能源消费共占比 84.94%，是全球碳排放的主要来源。其中可再生能源占比从 2011 年的 2.05%上升至 5.70%，上涨幅度为 178%，但核能、水电、可再生能源等清洁能源占比仅从 12.16%上升至 15.06%，总体增长幅度较为缓慢。 若想实现 2050 年迈入“零碳经济”的愿景，未来全球能源结构的重大调整势在必行。能源过渡委员会（ETC）预测，2050 年零碳场景下，直接电力和氢气将成为未来全球能源结构中最为重要的两个组成部分，分别占比 68%和 13%；氢基氨合成燃料占比 5%，其他能源如生物质等占比 14%。预计到 2050 年，全球每年将需要 5~8 亿吨清洁氢，大约是当前氢气消耗的 5~7 倍。