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就能源发展历史来看，人类能源消费主要经历了草木时代、煤炭时代和石油时代。各主体能源在不同时段，对于促进人类社会经济发展都起到了极其重要的作用。特别是煤炭、石油能源，推动了现代化工业的诞生和发展。然而，从二十世纪末开始，由于长时期、大规模的使用传统能源，使人类社会面临两个方面的挑战：一是高污染带来的环保压力；二是传统能源日渐匮乏所造成的能源安全威胁。面对生态环境和能源安全提出的挑战，发展替代能源和替代技术已成为必然的选择。