钻木取火是人类在能源转换方面最早的一次技术革命，它开启了以柴薪为主要能源的时代，是人类第一次能源革命，在英国发明家、第一次工业革命代表人物詹姆斯·瓦特改良蒸汽机以前，都被称为“柴薪时代”。“柴薪时代”是环境与人类和谐共处的友善时代，但经济发展水平低下，作为生物燃料的柴薪不但能满足人们生产和生活的需要，也不破坏环境。瓦特的蒸汽机改良推动了世界经济发展，煤炭大量涌入能源市场，那时煤炭具有最高的经济价值，称为“煤炭时代”。煤炭激励了工业发展，同时也造成环境污染。

17世纪的荷兰曾取得了远高于同时期其他大国的经济成就，这是依赖于荷兰蕴藏着大量可供开采的泥炭资源。美国环境史学者约翰·R·麦克尼尔认为，荷兰成本低廉的泥炭为石灰烧制和啤酒酿造这两个行业的发展提供了非常便利的基础，使荷兰成为世界上能源最密集的经济体，并且在18世纪的工业化程度和城市化程度均为当时全球最高。

到19世纪中叶，波兰药剂师依格纳茨·卢卡西维茨发现了更易从石油中提取煤油的方法，并于1854年在波兰克罗斯诺市附近开掘了世界上第一口油井，称为博布尔卡油矿场。19世纪石油工业发展缓慢，20世纪初随着内燃机的发明，全球的主要能源开始从煤炭变成了石油。由于石油在烃类的价值层次最高，使石油轻易排挤了煤炭，能源很快进入“石油时代”，而这个时代的杰出代表国家便是美国。在20世纪初，美国正是依靠石油，建设了自己的第二个全国运输体系——公路+小汽车和卡车。而此运输体系的建成促进了美国经济的进一步发展，所以美国经济的繁荣在很大程度上是建立在石油以及围绕石油建立起来的基础设施和运输体系的基础上的。在这个意义上，我们可以说，美国从二战至今一直保持着世界超级大国的地位，依靠的是石油提供的能源优势。至20世纪90年代，美国通过两次海湾战争控制了世界上重要的石油资源产地和运输通道，从中东、拉美等产油国获取了大量石油，从而推动其经济迅速发展，成为世界唯一的超级大国。如今，由于化石能源的枯竭问题，美国已提出了一项关于替代能源的国家安全议题，其目的为降低美国对外国石油的依赖。关于替代能源，从能源的化学结构来考虑，氢含量越高，热值也越高。木材的氢碳原子比为1∶10，其质量能量密度为16.2MJ/kg；煤的氢碳原子比为1∶1，其质量能量密度为24MJ/kg；汽油的氢碳原子比约2∶1，其质量能量密度为44.4MJ/kg；甲烷的氢碳原子比最高，为4∶1，其总热值为54MJ/kg，比木材、煤和石油都高。正是此性质，人们把天然气作为高效的燃料来使用，而进入“氢能时代”。(www.daowen.com)

从能源利用的发展进程中可看出，人类为生存发展，通过劳动不断从生态系统中获取物质、能量，使人类社会逐渐成为一个完整的系统，科技的进步使人类获取物质、能量的能力大大增加，输入系统的负熵的绝对值远大于系统内的熵增，推动人类社会向复杂有序的方向演化。从人类社会的能源演变状态来看便是：柴薪时期、煤炭时期、石油时期，从人类社会的经济形态演变为：渔猎社会、农耕社会、工业社会。自从人类进入工业社会后，人类在自我中心主义的支配下，大肆侵占以化石能源为主的不可再生能源，无节制地消耗能源，使人类社会系统内的熵增指数增加，最终人类社会乃至整个生态系统进入高熵状态。高熵社会无视原有生态秩序，加速物种灭绝速度，改善生态环境，引发生态危机，严重威胁人类的生存状态。为了回归低熵状态，新能源正逐渐变更人类社会能源的基础，取代以化石能源为主体的不可再生能源，使能源发展从高熵到低熵，从高碳到低碳，最终达到清洁能源的目的。