أحد المنتجات الثانوية الرئيسية-لاحتراق الوقود الأحفوري هو ثاني أكسيد الكربون (CO2). أدى الاستخدام المتزايد-للوقود الأحفوري في الصناعة والنقل والبناء إلى إضافة كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي للأرض. تقلبت تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بين 275 و290 جزءًا في المليون من حيث الحجم (ppmv) من الهواء الجاف بين عام 1000 بعد الميلاد وأواخر القرن الثامن عشر ولكنها زادت إلى 316 جزءًا في المليون بحلول عام 1959 وارتفعت إلى 421 جزءًا في المليون في عام 2023. يتصرف ثاني أكسيد الكربون كغاز دفيئة-أي أنه يمتص الأشعة تحت الحمراء (صافي الطاقة الحرارية) المنبعثة من الغلاف الجوي للأرض السطح ويعيد إشعاعه مرة أخرى إلى السطح. ومن ثم، فإن الزيادة الكبيرة في ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي تعد عاملاً رئيسيًا يساهم في ظاهرة الاحتباس الحراري-التي يسببها الإنسان. الميثان (CH4)، وهو غاز دفيئة قوي آخر، هو المكون الرئيسي للغاز الطبيعي، وقد ارتفعت تركيزات الميثان في الغلاف الجوي للأرض من 722 جزء في المليار قبل 1750 إلى 1859 جزء في المليار بحلول عام 2018، قبل أن ترتفع بشكل كبير إلى 1919 جزء في المليار بحلول عام 2023. ولمواجهة المخاوف بشأن ارتفاع تركيزات الغازات الدفيئة وتنويع مزيج الطاقة لديها، سعت العديد من البلدان إلى تقليل اعتمادها على الطاقة. الوقود الأحفوري من خلال تطوير مصادر الطاقة المتجددة (مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية والطاقة الكهرومائية وطاقة المد والجزر والطاقة الحرارية الأرضية والوقود الحيوي) وفي الوقت نفسه زيادة الكفاءة الميكانيكية للمحركات وغيرها من التقنيات التي تعتمد على الوقود الأحفوري.
وبحلول أوائل القرن الحادي والعشرين، كان الوقود الأحفوري يوفر ما يقرب من 80% من الطاقة في العالم. ونظراً للمخاطر المتزايدة التي يتعرض لها مناخ الأرض بسبب ارتفاع تركيزات الغازات الدفيئة في الغلاف الجوي، اتفق ممثلو ما يقرب من 200 دولة مجتمعين في دبي عام 2023 في المؤتمر الثامن والعشرين للأطراف في اتفاقية الأمم المتحدة الإطارية بشأن تغير المناخ (COP28) على البدء في تحويل اقتصادات العالم من الوقود الأحفوري إلى الطاقة المتجددة. من أجل تحقيق هدف صافي-انبعاثات الكربون بحلول عام 2050، والذي من شأنه أن يفعل الكثير للحد من متوسط الاحترار العالمي بحوالي 1.5 درجة (2.7 درجة فهرنهايت) فوق مستويات ما قبل الصناعة، حث المندوبون البلدان على تسريع بناء-مشاريع الطاقة الشمسية وطاقة الرياح وغيرها من مشاريع الطاقة المتجددة، بهدف مضاعفة قدرة الطاقة المتجددة ثلاث مرات بحلول عام 2030.
