現代經濟的動力是能源，石油、煤炭和天然氣等化石能源是人們可利用的傳統能源，其中煤炭的碳密集程度比其他化石燃料要高得多，單位能源燃煤釋放的二氧化碳是天然氣的近兩倍，原油燃燒釋放的二氧化碳量介於煤炭和天然氣之間。太陽能、風能、水能、生物質能和核能等是清潔的新能源，在發電的過程中幾乎不會增加二氧化碳排放，那麼這些新能源為什麼不能取代化石能源呢？
太陽能和風能很不穩定。太陽能發電在白天和夜晚以及陰雨天輸出的電量差異很大，同樣，風能也受風力大小的影響。這種能源直接接入電網，可能造成電網運行的不穩定，必須控製在一定的比例之內。另外，世界各國家都還未攻克大規模就地存儲電能這一難題，在目前的技術條件下隻能采取將電能轉化為化學能，在需要時再轉化為電能的解決辦法，但轉化效率不高，仍需要繼續研究和探索。這些原因使得中國目前已建成的風力發電站都不能滿負荷運轉。此外，太陽能和風能發電設備在製造的過程中要排放大量的二氧化碳，並且造價昂貴，目前新能源發電的單價成本是化石能源的幾倍甚至十幾倍，不具備大規模運用的條件。
水能的利用同樣受到自然條件的影響。水能本身是有限的，水庫的建設需要人口遷移，另外，大量的土地被淹沒，可能造成地質災害，對生態環境也有很大的負麵影響。而且水電能否真正減排二氧化碳也還存在疑問，由於水庫要淹沒大量的自然植被，這減少了二氧化碳的吸收，並且造成大片濕地，可能釋放甲烷等溫室氣體。一些科學家認為在熱帶地區利用水電排放的二氧化碳甚至超過化石能源。
生物質能是太陽能以化學能形式儲存在生物質中的能量形式，即以生物質為載體的能量。它直接或間接地來源於綠色植物的光合作用，可轉化為常規的固態、液態和氣態燃料，是一種可再生能源。利用生物質能最典型的是用玉米生產酒精作為燃料，以及利用農作物秸稈的生物質能發電等。但是一些原材料的種植占用生產糧食的土地，對於中國這個人均耕地麵積不大，人口眾多的國家來說，勢必對糧食安全構成威脅，所以中國發展生物質能的空間非常有限。
然而，從核電發展總趨勢來看，中國核電發展的技術路線和戰略路線早已明確並正在執行，當前發展壓水堆，中期發展快中子堆，遠期發展聚變堆。具體地說就是，近期發展熱中子反應堆核電站；為了充分利用鈾資源，采用鈾鈈循環的技術路線，中期發展快中子增殖反應堆核電站；遠期發展聚變堆核電站，從而基本上“永遠”解決能源需求的矛盾。
根據以上分析可以得出的一個明顯結論：煤炭、石油等化石能源在曆史上支撐了發達國家的工業化進程，目前仍是高效和低成本的能源來源。低碳排放的新能源在現代化大工業中要擔當大任，還有很長的道路要走。
中國能源結構一直以煤炭為主。中國煤炭探明保有儲量1萬億噸，居世界第三位，但煤炭生產和消費長期居於世界首位，2011年煤炭消費為34.25億噸，超過排名第二位至第五位的四個國家的消費量總和。2011年，中國一次能源消費中煤炭占68.4%，遠遠高於世界平均28%左右的水平。較清潔且效率較高的石油占18.6%，其中近57%需要從國外進口，從目前世界石油市場的供求狀況和價格看，石油在我國能源消費中的比重難以大幅度提高。天然氣占5%，而非化石能源在我國能源消費中的比重隻有8%。
目前，中國正處在工業化和城市化進程的關鍵時期，限製二氧化碳排放將會限製可供選擇的能源，影響能源服務和生產要素的價格、能源的供應與需求，以及經濟的投資和消費決策，從而影響經濟增長。學者應用中國的MARKAL MACRO模型進行模擬分析，當減排率為0%～45%時，實施減排約束當年的GDP損失率在0%～25%之間，碳減排率越高，對經濟的衝擊幅度越大，持續時間越長，且越早開始實施減排，GDP損失率越大；碳減排對GDP增長的影響在減排實施之後約10年發生，並逐漸增強一直延續到實施減排以後若幹年；如果從2040年提早到2030年、2020年開始實施碳減排，GDP總損失率將分別增大0.58%～0.74%、1.00%～1.32%。可見，實施二氧化碳減排對中國經濟造成的影響是非常巨大的。