人類文明的發展始自工具的發明與製造，再來是能夠利用獸力或自然力 (風車與水輪車)帶動工具，當人類知道如何利用燃燒化石燃料，產生能量驅動大型器械，文明的進化更是一日千里。人類文明的持續發展是建築在豐沛能源的基礎上。根據英國石油的數據顯示，2019年全世界消耗的能源總量等同於162 兆度的電力,其中84.3%來自化石燃料，同年全世界的發電量為27 兆瓦度，其中62.8%來自化石燃料。目前世界的總人口視78億，聯合國預估在2050年會達到90與100億的水準，在本世紀結束時，會介於100~120億間。僅是維持增加人口最起碼的生活，需要的能源就已經相當龐大，更不要說普遍的提高生活水準了。
自第一次工業革命以來的兩百多年間，全球平均氣溫已升高攝氏1度，氣候科學家的一致認知是大氣中的溫室效應氣體含量增加所造成的。為避免溫室效應持續加劇，2015年的巴黎氣候協定設定了本世紀的後半段達到零淨碳排的目標。2018年10月聯合國政府間氣候變化專門委員會在南韓仁川舉行會議，其會議報告彙整了與會91位學者各自的研究結果，共同結論為應努力將氣溫升幅限制在攝氏1.5度內；該報告肯定地闡明，按照當前溫室氣體排放程度與速率，全球均溫增幅最快將在2030年突破攝氏1.5度門檻，最晚不會超過本世紀中期。人類因此必須在10年內採取決斷行動，大幅削減碳排放，並在2050年達到淨零碳排放，否則氣候變遷將會失控。
2019年12月2日至23日在西班牙召開的第25屆氣候變化綱要公約締約四大會中，與會的專家與環保團體已開始用「氣候緊急」與「氣候危機」 取代舊有的「氣候變遷」用語，代表著大家對大氣中溫室氣體含量持續增加的關切與憂慮。各跨國企業、製造業、以及不少國家紛紛開始明確設定達到「碳中和」或稱「 零碳排放」的時間表；為了經營形象與競爭力，企業設定的目標年往往大幅超前已宣示國家的目標。
所謂的碳中和或零碳排放是指人類的活動所產生的溫室效應氣體，經由自然界的物理化學現象而消失，或透過工程技術補捉，使得大氣中的溫室效應氣體濃度不再增加。數據顯示，人類能源的使用包括電力、供暖、及交通產生了73.25%的溫室效應氣體，降低能源使用時排放的二氧化碳成為當務之急。電力是唯一可以用無碳或低碳途徑生產的能源，能源使用的電力化可以說是減碳必須採取的途徑，如何降低發電的二氧化碳排放更是重中之重。
再生能源(太陽光電、風力、水力、地熱）與核能兩者都屬無碳或低碳能源是無庸置疑的，再生能源的大量開發受限於天然環境的主客觀條件，且再生能源發電無法調度，必須搭配其他儲能設施，才能維持供電的穩定。核能發電是較有爭議的選擇，部分環保團體無法接受輻射生物效應的風險，認為核電廠有安全的疑慮，且對核廢料的處置有超乎常情的苛求，認為使用核能發電違反世代正義，故反對核能發電。但世界頂尖氣候科學家，如Dr. James Hansen, Dr. Tom Wigley, Dr. Ken Caldeira 及 Dr. Kerry Emanuel也都認為採用核能是達到零碳排放目標的重要途徑，他們對傾向反核決策者的忠告是「持續反核會威脅人類規避氣候變遷危險的能力」。微軟創辦人比爾蓋茲將氣候變遷是為威脅人類的兩大危機之一，他認為要減少二氧化碳的排放，必須依賴核能。他投資成立公司，與日本奇異-日立公司合作發展新型反應器，提出新的核能運作模式，可與不穩定的再生能源發電匹配使用。
