尽管当下煤炭、石油等化石能源仍然占据人类能源消费结构的大半河山，但是切实的数据已经告诉我们，可再生能源对化石能源的替代的确是不可逆转地发生了。
核能、风能、生物质能、潮汐能等能源类型正在优化人类能源利用的结构。2013年《BP世界能源统计年鉴》显示，石油仍是全球主导性燃料，约占全球能源消费的1/3，但是从英国石油公司1965年第一次统计能源数据以来，石油目前所占的份额是历史最低值;煤炭仍是增长最快的化石燃料，但与历史平均水平相比，煤炭也是增幅下降最大的化石燃料。
可再生能源对化石能源的替代速度正在加快。仅仅用了10年时间(2002~2012年)，水电之外的可再生能源占全球能源消费的比例已经从0.8%上升到2.4%。这一替代速度从总量上看并不明显，但从增幅数值上看，趋势极其明显。
不过，相较于太阳能，核能、生物质能等可再生能源则缺乏明确的前景。2013年《BP世界能源统计年鉴》显示，全球核能发电量下降6.9%，是有记录以来连续第二年的最大降幅。受美国生物燃料产量下降4.3%的影响，全球生物燃料生产出现了2000年以来的首次下滑。此外，由于发电时间不稳定、风力资源分布不均衡等因素，风能近几年的发展也受到了一些限制。
核能依赖于铀的开发，而地球上的铀储量是有限的;生物燃料依赖于大量农作物的种植，也是一个不划算的能源方式;潮汐能同样需要付出较大的环境、资源代价，也不是最佳选择;而美国人鼓吹的页岩气从根本上说还是化石能源，并非可再生、清洁能源。
综合来看，只有同时符合如下特征，这种新能源才能成为人类能源的最终解决之道：第一，终极替代能源必须是新能源里的可再生、清洁能源，页岩气被排除;第二，终极替代能源必须具备时空分布均衡的特点，潮汐、风力被排除;第三，终极替代能源生产、利用时必须具备安全可控的操作工艺，核能显然不具备;第四，终极替代能源必须是成本可控、价格低廉的能源，而煤炭、石油无法满足这一点。
而光伏能源符合上述所有特征。第一，太阳能光伏能源本身取自太阳，不存在地质开发以及不可替代开发的问题，因此，光伏确实是一种可再生的新能源;第二，光伏具备时空分布均衡的特点，这样避免了不必要的设备闲置和区域发展不均衡的问题;第三，光伏不存在核泄漏等大面积生产性危害，属于生产环节相对绿色的能源类型;第四，光伏产业的大发展时间不长，产业基础并不完善，但光伏产业的发电效率已经具有一定的优势。
由此判断，太阳能替代化石能源并不是多选题中可选的项目之一，而是唯一选择。从现实可行、长远发展的角度看，它也是无可回避的必然趋势。至于化石能源何时寿终正寝、光伏技术何时能被应用于全世界，只是时间、技术、地域、政治等问题。
目前，由于技术不断进步，太阳能发电成本不断下降，而传统化石能源的发电成本却在不断上升，一个在降，一个在升，其交点就是大规模替代的战略转折点。
太阳能光伏替代化石能源也具备可行的现实基础。前面提到，现在的光伏度电成本已经下降到了0.5元，这是一个具有里程碑意义的数字，如果把化石能源对环境破坏的成本计算在内，其发电成本应在0.5元/度以上，因此，大规模替代已经来临!
需要注意的是，这一次的替代将不是阶段性的替代，而是终极替代。也就是说，当太阳能完成了对化石能源的替代之后，不会再有新的能源形式替代太阳能。从此以后，人类将告别石油和煤炭开采、石油战争、核泄漏危机，进入永久的太阳能时代。
