科幻电影预言的人类末日往往是这样一番场景：黄沙漫天，为数不多的人在一幢幢破烂不堪的高楼大厦中艰难求生，地球资源枯竭，人类没有足够的能量来源，取暖、交通甚至日常照明都非常不方便。然而，这并不是为了票房而炒作的噱头。300 年来，煤、石油等化石能源迅速枯竭，并且带来严重的气候变化风险。全球范围内的厄尔尼诺、臭氧层空洞、温室效应，近些年来愈演愈烈。环境变化的种种迹象都在提醒我们：寻找新的能源尤其是可再生能源，迫在眉睫！
新能源指煤、石油、天然气等常规能源之外人们所能利用的能量形式。目前，人类已经发现了一些可供选择的新能源形式，不过其中有一些仍然是不可再生的化石能源，如页岩气、页岩油、可燃冰等，但可以为我们当下解决能源问题提供新的可能性，但这些能源迟早也会被消耗殆尽。出于长远考虑，人们提出了发展可再生的清洁能源，例如太阳能、风能、海洋能、生物能等。除了这些，还有一种新能源是原子能。目前可控的原子能是重原子核裂变反应所提供的能量，虽然核裂变反应堆能提供清洁、廉价的能源，但面临着核泄漏等安全风险。例如，1986 年发生的切尔诺贝利核电站泄漏事件，造成了对周围环境严重的放射性污染。科学家提出使用氢同位素原子聚变产生氦原子和中子这一聚变反应来提供能量（太阳中发生的就是这一反应过程），但是由于技术难度高，可控核聚变目前仍没有实现（不可控的聚变反应是氢弹）。
人类并没有满足于目前的能源获取方式。英裔物理学家弗里曼·戴森和苏联天文学家尼古拉·卡尔达肖夫曾提出，宇宙中的文明有三个发展阶段。第一阶段：利用自然栖息地行星上的所有可利用能源，这是地球文明现在所处的阶段。第二阶段：尽可能利用文明所处星系的恒星的能量，例如在太阳周围布满太阳能电池板，把太阳光全部吸收利用。第三阶段：利用整个星系的能量。看来，我们的新能源开发任重而道远！
