Die heutige Energie, die in nutzbarer Form als Wärme, Elektrizität oder auch als Kraftstoff benötigt wird, wird aus sogenannten Primärenergieträgern erzeugt, die als fossile, nukleare und erneuerbare Energiequellen zur Verfügung stehen. Primäre Energieträger stellen dabei definitionsgemäß naturbelassene Energierohstoffe dar, die in ihrer natürlichen Form ohne jegliche Umwandlung in der Natur oder deren Umgebung vorliegen, d. h. Energie ohne zusätzlichen Energieeinsatz liefern. Im Gegensatz dazu repräsentieren sekundäre Energien aus Primärenergieträgern transformierte bzw. konvertierte Materien wie z. B. Strom, Dampf oder Benzin.
Die heutige Weltwirtschaft stützt sich dabei nach wie vor insbesondere auf fossile Energieformen, die mit Erdöl (34%), Kohle (23%) und Erdgas (21%) gemäß dem in der untenstehenden Abbildung veranschaulichten weltweiten Primärenergiemix 78% und damit über drei Viertel des gesamten Primärenergiebedarfs der Erde decken. Es folgen Biomasse mit rund 10% sowie Kern- und Wasserkraft mit jeweils ungefähr 6%. Der weltweite Gesamtenergiebedarf beläuft sich dabei auf etwa 10 Gtoe (engl.: gigatonne of oil equivalent, gigatoe; dt.: Gigatonne Öleinheiten, wobei 1 toe ≈ 7,3 barrel ≈ 42 GJ). Betrachtet man die prozentuale Verteilung der einzelnen Primärenergieträger, so steht zu vermuten, dass aufgrund der absehbaren, relativ zeitnah möglichen Erschöpfung der globalen Reserven an konventionellen fossilen Brennstoffen die derzeitige energetische Zusammensetzung zur Deckung des primären Energiebedarfs der Erde nicht von zukunftsfähiger bzw. nachhaltiger Natur sein kann. Insofern erweist sich die möglichst zeitnahe Erschließung sowie die konsequente Umsetzung bzw. Nutzung des Potenzials regenerativer Energieformen als unumgänglich.
Für Erdöl mit einem aktuellen Globalverbrauch von etwa 3,4 Gtoe/a werden zum Vergleich derzeit Reserven in Höhe von ca. 140 Gtoe angegeben. Die noch zur Verfügung stehenden Erdgasreserven belaufen sich bei einem weltweiten jährlichen Bedarf von ungefähr 2,1 Gtoe auf ebenfalls etwa 140 Gtoe. Kohle mit einem globalen Jahresverbrauch von rund 2,3 Gtoe weist zur Zeit noch Reserven im Umfang von knapp 1.000 Gtoe auf. Ein weiterer Grund für die gebotene Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energieträger im skizzierten Mix kann im stetig zunehmenden weltweiten Primärenergiebedarf gesehen werden, der Prognosen zufolge in den Jahren zwischen 2050 und 2100 auf ungefähr das Doppelte (~ 20 Gtoe/a) ansteigen wird. Die zentralen Ursachen für diese Entwicklung sind in erster Linie im exponentiellen Bevölkerungswachstum, der damit einhergehenden, ebenso rapide anwachsenden Nahrungs- bzw. Futtermittelproduktion sowie dem insbesondere in den Entwicklungsländern stetig ansteigenden Energieverbrauch pro Kopf zu sehen.
Angesichts der derzeit erschlossenen Weltvorräte an Erdöl, Erdgas und Kohle könnte eine Erschöpfung der fossilen Energiequellen in Anbetracht der oben erwähnten Problematiken noch in diesem Jahrhundert erfolgen. Eine vor allem wirtschaftlich tragfähige Sukzessivsubstitution fossiler Brennstoffe durch regenerative Energiequellen erscheint daher aufgrund der bestehenden Ressourcenknappheit und der möglichst kurzfristig erforderlichen Folgenbegrenzung der globalen Erderwärmung als zwingend notwendig.
