人类活动引起的二氧化碳等温室气体排放被认为是工业化之后所观察到的气候变化现象的主因，而化石能源开发利用所引起的二氧化碳排放是人类活动二氧化碳排放的最主要来源。根据美国能源部二氧化碳信息分析中心统计资料显示，2013年，全球化石能源开发利用的二氧化碳排放占当年二氧化碳总排放的91.76%。由此可见，应对气候变化的关键在于控制全球人为活动二氧化碳排放，核心是来自化石能源开发利用的二氧化碳排放。
那么，摆在决策者面前的关键问题就是，为了实现全球增温控制在2摄氏度以内的目标，人类对化石能源开发利用相关的碳排放应控制在多大范围之内?对于这一问题，德国波茨坦气候影响研究所的科学家的研究显示，对于全球气候增温而言，累计碳排放是其决定因素;进一步的研究显示，如果能够将2011年至2050年的全球累计碳排放控制在1.1万亿吨二氧化碳以内的话，人类至少有50%的可能性将全球增温在21世纪控制在2摄氏度以内。
1.1万亿吨二氧化碳排放规模到底有多大?以2013年为例，全球二氧化碳排放总量为394亿吨，其中来自化石能源开发利用的二氧化碳排放为361亿吨。如果按照这一速度，在不到30年的时间内，人类就将耗费完这一排放额度。进一步，我们再仔细分析一下世界当前的化石能源状况。
在化石能源的开发利用中，资源量(resources)和储量(reserves)是两个最为关键的术语。资源量是指考虑了现在和未来开发技术进步的情况下，可以从地下开采出来的资源数量，它既包括已经发现的资源，也包括当前尚未发现的资源;储量是指仅考虑现有技术和当前的经济条件，可以从地下开采出来的资源数量，它可以被看作是在当前可以随时按需开发利用的资源数量。对于油气储量而言，当前的剩余储量主要是常规油气资源，页岩油气等非常规资源的储量非常少。
对于资源量而言，由于它没有考虑经济的因素，且包括了未发现资源，因此，资源量数值往往比储量数值更大。根据统计，2010年年末，估计的石油资源量为5.07万亿桶，其中常规石油2.615万亿桶，非常规石油2.455万亿桶;天然气资源量为675万亿立方米，其中常规天然气375万亿立方米，非常规天然气300万亿立方米;煤炭资源量为4.085万亿吨。这些资源量分别是剩余石油、天然气、煤炭储量的3.9倍、3.5倍和4.1倍。
英国伦敦大学学院可持续资源研究所的研究显示，仅蕴藏在上述剩余常规化石能源储量中的碳含量就高达2.9万亿吨二氧化碳，这意味仅仅开发利用这些剩余储量，我们就已经超过了控制全球增温2摄氏度所允许的碳排放额度，更不用说开发资源量。该研究所进一步研究指出，为了实现全球增温控制2摄氏度，全球只有一小部分非常规油气资源可以被开发，绝大多数的非常规油气资源和北极地区的资源都不能被开发，因此，世界应该合理开发非常规油气资源。即使是对于当前的剩余储量，也不能完全开发。根据预测，2010年至2050年间，当前1/3的石油储量、1/2的天然气储量和超过4/5的煤炭储量应该留在地下。
然而，回看现实，人类对化石能源资源的开发利用似乎与上述目标完全相悖。我们不仅在有增无减地规模开发常规化石能源储量，而且，美国“页岩革命”的成功也正在促使世界对于非常规化石能源的勘探开发进入全新的大规模推进期。然而，已有大量的研究显示，页岩气开发虽然能够在一定程度上提高本国的能源供应量，但在页岩气开发过程中，同时也存在着诸多的环境问题。
还有一些研究认为，碳捕获与封存技术(CCS)的应用有望解除当前对煤炭资源开发的限制，从而满足人类经济发展对能源的需求。然而，英国伦敦大学学院可持续资源研究所的研究也显示，在全球增温2摄氏度的要求下，CCS技术的应用仍然不能使得煤炭这类高碳能源被广泛利用，即CCS对气候变化改善作用并不明显。
综上所述，由于全球气候变化的程度远超人们预想，我们正在加速逼近增温2摄氏度的上限，留下的碳排放空间已极为有限。在此背景下，在现有系统之上所做的任何修补性措施都将是无意义或作用微弱的，人类只能走全新的革命性道路：要么摆脱对化石能源的依赖，加速对可再生能源的开发利用;要么对现有化石能源开发利用系统进行革命性的改造。无论是哪一种，都将是一条艰辛之道。
