能源是社会和经济发展的基础，未来世界对能源的需求将进一步增长。美国能源信息署(EIA)在2013年《世界能源展望报告》中指出，2040年前，世界能源需求将比2013年增长56%，主要由亚太地区带动。

20世纪至今，化石能源支撑了世界经济与社会的发展，但随着气候变化的影响越来越大，哥本哈根会议决议要求在2050年前全世界排放量减到1990年的一半，世界各国为了完成减排目标，不得不减少化石能源的消耗，增加清洁能源(低碳或无碳)的应用。

目前，化石能源在能源消费结构中仍然处于主导地位，核能和水电是可再生非化石能源中最大的两种，合计也只占到了12%左右。

尽管风能、生物质能、太阳能等低碳能源发展迅猛，但是由于其基数小，在21世纪前叶仍不能取代化石能源的主导地位。

在基准情境下，核能、世界水力发电和可再生能源2009-2040年年均增长率为2.5%，短时间内快速发展的潜力不大，近期不可能替代煤炭和石油。2040年非化石能源的占比将为22%，与国际能源署的预测相差不大。

美国能源信息署对非常规天然气的发展非常乐观，预测2040年美国页岩气产量将占据美国天然气总产量的一半，致密气、页岩气和煤层气的产量在加拿大和中国将占据总产量的80%，届时天然气将占到一次能源总消费量的23%。

据《BP能源展望2030》预测，未来增长最快的燃料是可再生能源，到2030年包括生物燃料在内的可再生能源在全球一次能源消费中所占比重为6%，而2011年这一比重为2%。

2011-2030年可再生能源年均增幅为7.6%，其中核电每年增长2.6%，水电每年增长2.0%，化石能源中天然气属于清洁能源，增长最快，年均增长率为2.0%，煤炭和石油增长较慢，分别为1.2%和0.8%。

从长远看，未来煤炭所占比重下降，天然气比重略有增加，可再生能源开始大规模进入市场，到2050年，世界将形成以清洁能源为主的世界能源格局。

据国际能源署(IEA)预测，未来煤炭在一次能源消费构成中的占比将有所增加，但增长缓慢，到2020年的占比为28%，2030年的占比为29%，2050年的占比将将增至30%;石油在一次能源消费构成中的比例将大幅度下降，从2005年的36.3%下降到2020年的25%，之后进一步下降到2030年的18%，到2050年时，石油在一次能源消费中的占比将仅为10%。

化石能源消费占比下降的同时核能和可再生能源所占比例有所上升，2020年将增长到25%，2030年达到33%，到2050年将达到48%。

综合国际能源署、美国能源信息署等机构的预测，2050年清洁能源在世界能源结构中的比重将达到62%左右，其中：煤炭和石油等化石能源将更多地用于化工原料，在世界能源结构中的比重将由2013年的63%下降到38%左右;天然气作为重要的清洁能源，在世界能源结构中的比重将由目前的24%上升到29%;核能和太阳能、氢能、地热能、海洋能、风能、生物燃料等可再生能源，将更多地被开发利用，在世界能源结构中的比重由目前的13%上升到33%左右。

虽然世界各大机构对未来结构能源的预测存在差异，但是未来能源的发展趋势是明确的，未来的能源格局也是明确的。

煤炭、石油等碳排放强度较大的能源支撑了世界的发展，也引起了全球升温、气候变化、大气污染等各种环境问题，当煤炭和石油的消耗造成的环境危害大于其创造的经济价值时，煤炭和石油就应该退出历史的舞台，否则就会起到负面的作用，造成无可挽回的灾难性后果。

当化石能源会逐渐淡出历史舞台，世界经济社会不能因此而停止或后退，未来清洁能源将取代煤炭和石油，支撑世界的发展。虽然目前为止还没有明确的结论说哪一种清洁能源能够发挥如此巨大的作用，但是清洁能源的未来发展趋势和历史使命是无可置疑的。

随着世界主要能源由煤炭、石油向无碳、可再生能源和其他新能源的转化，高碳能源将逐步为低碳能源和无碳能源所取代，全球能源消费中碳的平均含量将逐步降低，世界能源消费结构逐步趋向低碳化。