Les agents énergétiques fossiles utilisés aujourd'hui (pétrole, gaz naturel, charbon, sables pétrolifères et schistes bitumineux) sont des mélanges d'hydrocarbures qui résultent de transformations géologiques de matières organiques mortes qui ont pris des millions d'années pour s'effectuer. Plus aucune énergie fossile ne pouvant être créée depuis l'apparition de l'être humain, les réserves d'énergie fossiles sont qualifiées d'énergies non renouvelables.

Il est difficile d'estimer avec précision le niveau des réserves des différents agents énergétiques fossiles. En effet, on ne peut dire avec certitude comment l'offre et la demande vont évoluer ou s'il reste des stocks à découvrir. Il est en revanche sûr qu'une diminution de l'offre fait grimper les prix. L'exploitation de réserves à peine utilisées jusqu'à aujourd'hui, de schiste bitumineux par exemple, pourrait donc devenir rentable. En tablant sur une consommation stable, on estime actuellement que les réserves de pétrole suffiront pendant 40 à 50 ans, celles de gaz naturel pendant 70 ans, et celles de charbon pendant plus de 200 ans. Or, il est très peu probable que la consommation reste stable puisque la forte croissance d'économies comme la Chine et l'Inde entraînent un accroissement régulier de la demande mondiale. L'Agence internationale de l'énergie (AIE), dont la Suisse est membre, table sur un renforcement de la place dominante des énergies fossiles dans un proche avenir. Selon le scénario de référence des perspectives énergétiques 2006 de l'AIE, la part des énergies fossiles dans la consommation mondiale d'énergie pourrait même augmenter.

Outre le caractère limité de leurs réserves, le principal inconvénient des énergies fossiles réside dans les émissions qu'elles dégagent lorsqu'elles se consument. La stabilisation de la consommation, la réduction des émissions énergétiques de CO2 et la substitution des énergies fossiles par des sources énergétiques renouvelables constituent de ce fait autant de défis majeurs pour la politique énergétique, pour l'économie et pour la recherche.

Recherche et développement

Les agents énergétiques fossiles couvriront encore pendant longtemps une grande partie de nos besoins énergétiques. En matière de transports, les carburants de synthèse produits à partir de gaz et de charbon (gaz liquide, charbon liquide) jouent un rôle de plus en plus important. Les énergies fossiles sont toutefois appelées dans un futur proche à être progressivement remplacées par la biomasse et des combustibles et carburants issus de la biomasse (biomasse liquide). L'hydrogène, qui n'est pas à proprement parler une source d'énergie mais uniquement un vecteur énergétique, pourrait gagner en importance si l'on réussit à le produire de manière économique à grande échelle sans émettre de CO2, p. ex. avec de l'énergie solaire ou nucléaire. Mais, indépendamment des énergies utilisées, la technologie de combustion restera encore longtemps la principale source de concurrence. Même si la gamme des combustibles vient à évoluer, les travaux de recherche sur la combustion continueront à viser une augmentation de l'efficacité et une diminution de la pollution. Le programme de recherche sur la combustion contribue à améliorer l'efficacité énergétique des techniques de combustion ainsi qu'à limiter les émissions.