王大中院士概括我國能源發展目前麵臨四大挑戰：人均資源貧乏，供需矛盾突出；近年來能源消費出現超常規增長；能源利用效率低，節能任務艱巨；環境汙染加劇，可持續發展麵臨較大壓力。
3.3.1.2.環境約束日益增強
環境汙染的實質，是人類向自然界索取資源的速度超過了自然資源本身及其替代品的再生速度，向環境排放廢物的速度超過環境的自淨能力。
在中國這樣一個以煤炭為主要能源生產和消費的大國中，由於能源需求的迅速增長，礦物燃料的大規模使用引起的汙染物排放造成環境嚴重汙染和生態破壞，是工業化最嚴重的負麵影響之一，成為製約中國經濟和社會健康發展的重要因素。如果說資源的約束還有可能通過從國外進口得到緩解，那麼生態環境受到破壞的代價則使我們更難以承受。
目前，我國已進入了環境汙染事故高發期，生態惡化呈現加速趨勢。由於高汙染能源的大規模和低效率的使用，全國範圍內工業汙染物的集中密集排放，已超過了環境承載能力。我國的汙水日排放量為世界第一，排汙量是世界平均水平的十幾倍，80%以上未經處理。國內七大水係中，劣五類水體占三成左右，已失去使用功能，成為有害的髒水。近1/4的河流因汙染而不能用於灌溉，75%的湖泊被嚴重汙染，城市水域受汙染率高達90%以上。江蘇太湖和安徽巢湖的藍藻大規模集中暴發和2006年的鬆花江汙染事件正是長期水汙染問題不斷惡化、積重難返的表現。2006年發生嚴重環境汙染事故161起，接近2005年的兩倍，幾乎平均每兩天一起，環境投訴達60萬人次，比2005年增加30%。數據顯示，受工業“三廢”汙染的耕地麵積達1.5億畝，汙水灌溉汙染耕地3250萬畝，1/3的國土被酸雨汙染（童大煥，2007）。到20世紀90年代末，我國的二氧化硫排放量已位居世界第1位，二氧化碳排放量位居世界第2位。
空氣汙染達到了令人難以接受的水平，空氣中的二氧化硫至少是安全水平的兩倍，呼吸係統疾病變得更易流行。中國衛生部2007年5月8日公布的2006年城鄉居民主要死亡原因表明，惡性腫瘤已成為首要死因，中國城鄉癌症死亡率分別以18.6%和23.1%的速度迅速攀升。從總量上看，目前中國二氧化碳排放量已位居世界第2位，甲烷、氧化亞氮等溫室氣體的排放量也居世界前列。從排放強度來看，由於技術和設備相對陳舊、落後，能源消費強度大，中國單位國內生產總值的溫室氣體排放量也比較高。全世界20個汙染最嚴重的城市，中國就占去一半。
同時，由於粗放生產所引發的環境汙染和生態破壞給我國經濟造成了巨大的損失，據世界銀行測算，中國空氣和水汙染造成的損失要占到GDP的8%。另據中科院測算，環境汙染使我國發展成本比世界平均水平高7%，環境汙染和生態破壞造成的損失占到GDP的15%；環保總局的生態狀況調查表明，僅西部9省區生態破壞造成的直接經濟損失占到當地13%。
未來10-15年，我國的工業化和城市化還處於加速發展階段，對能源的需求仍將保持較高增速，環境對經濟發展的約束會更強。隻有使增長方式從高能耗、高汙染的粗放型向節能環保型轉變，才能實現經濟的持續協調發展。