4.化石能源汙染嚴重
化石能源在生產和使用過程中碳排放量較大，尤其是在減排技術不太成熟的工業化初期階段，化石能源的使用造成生態環境的嚴重破壞。
人類對化石能源的依賴性與日俱增，但由於人類大規模地對化石能源進行開發和利用仍然處於初級階段，技術手段和生產方式較為落後，加之化石能源消耗的自身特點，使得化石能源的使用對地球產生的破壞性已經到了難以承受的程度。大規模的化石能源開發和利用所付出的代價是人類生存環境的不斷惡化，主要表現在溫室效應的不斷加劇、環境汙染的不斷惡化和固體廢棄物不斷增多，這已對人類現代文明發展提出了越來越嚴峻的挑戰。
因此，在化石能源稀缺和汙染的雙重製約之下，全球能源供應和消費結構調整日趨緊迫，加快經濟發展方式轉型刻不容緩。
5.碳基能源的災害：酸雨、褐雲和灰霾
碳基能源在給人類帶來前所未有的工業發展和物質財富的同時，也給人類造成了難以承受的環境壓力。除了溫室效應外，還有各種汙染，包括酸雨、褐雲和灰霾等重要的副產品。
煤炭和石油燃燒後產生的硫氧化物和氮氧化物在大氣中經過複雜的化學反應形成硫酸或硝酸氣懸膠，或被雲、雨、雪、霧捕捉吸收，降到地麵成為酸雨。它的學術名稱是酸性沉降。除了酸雨這種濕沉降外，還有一種叫幹沉降。包括中國在內，許多國家均以pH值小於5.0作為酸雨的標準。中國的酸雨主要是因為大量燃燒含硫量高的煤形成的，此外，機動車排放的尾氣也是形成酸雨的重要原因。目前我國有三大酸雨重災區，近1/3的國土已經被酸雨汙染。其中，華中酸雨區已成為全國酸雨汙染範圍最大、中心強度最高的酸雨汙染區，排名第二的是西南酸雨區，第三大酸雨重災區是華東沿海酸雨區。
“印度洋試驗”是20世紀90年代後期的一個國際科學合作項目，正是它揭開了褐雲研究的序幕。大氣褐雲團是指以細顆粒物為主，懸浮在大氣對流層中的大片汙染物，其成分包括含碳顆粒物、有機顆粒物、硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽以及沙塵等。聯合國環境規劃署認為，褐雲中的灰塵和煤煙顆粒可以吸收陽光、加熱空氣，褐雲中的臭氧會加重二氧化碳引起的溫室效應。中國的北京、上海和深圳以及印度的孟買、伊朗的德黑蘭、泰國的曼穀、埃及的開羅等13個城市被定義為褐雲覆蓋的城市，這些城市的煤灰水平是所有人造微粒總量的10%。
在北京、上海、廣州、深圳和香港等中國東部沿海大都市，天空經常是灰蒙蒙的一片，大氣能見度很低。這不是霧，在城市中，我們肉眼所及的朦朧，十之八九都是灰霾。造成灰霾天氣的正是我們頭頂上的這片褐色雲團，不過灰霾與褐色雲團所反映的大氣狀況有著細微的差別：一次灰霾天氣，可能以城市為中心擴大到周圍區域；而成片的褐色雲團則是一個區域性問題，對包括我國在內的廣大地區乃至全球氣候和環境都會產生很大影響。
灰霾影響的不僅是人們的心情，還有大家的呼吸係統。人們柔軟嬌嫩的肺，今天已經變成了城市灰霾的“吸塵器”，鍾南山院士說，廣東地區40歲以上的人，無論男女如今都是“一顆紅心，兩葉黑肺”。在中國現行的空氣質量國家標準中，隻有二氧化硫、二氧化氮和直徑小於10微米的可吸入顆粒物這老三樣，真正的殺手其實在這份名單之外，它就是直徑小於2.5微米的所謂微小顆粒物。微小顆粒物的致肺癌率高過尼古丁，因為它不僅可以進入血液，影響肺部組織，誘發慢性呼吸係統疾病，甚至還會引起癌變。聯合國環境規劃署的報告顯示，空氣中微小顆粒物的濃度上升到每立方米20微克，中國和印度每年會有34萬人因此死亡，它導致的經濟損失將分別占到中國GDP的3.6%以及印度GDP的2.2%。
6.碳基能源時代的尾聲
除了嚴重的汙染之外，碳基能源的不可持續性還在於它越來越昂貴的價格。在當前複雜多變的國際金融形勢下，國際市場石油價格的大起大落已經成為常態。