碳排放是温室气体排放的总称，其中最主要是二氧化碳，因此用碳（Carbon）一词作为代表。一般民众可以简单地将“碳排放”理解为“二氧化碳排放”。
近几十年来，多数科学家和政府承认温室气体已经并将继续为地球和人类环境带来灾难，“碳减排”、“碳中和”这样的术语也被所理解和接受。我们日常生活中一直都在排放二氧化碳，如何调整我们的生活，减少碳排放？
2015年联合国气候大会
第一个思路是节能，例如少用空调和暖气、少开车、少坐飞机等等。减少浪费，提升现有能源的使用效率，这当然是应有之义。但冬天暖气烧多久是必要的，每年出行多远是必须的？我们应该死守现有技术，因环境的威胁而抑制发展、抑制需求吗？同发达国家相比，中国的人均能源消费水平并不高。如果科技的发展把我们引向了还不如没有科技的时代，那么这并不科学，甚至并不符合普通人的直觉。
解决气候和环境问题（或者说碳减排）的另一个思路，是进行能源领域的技术革命，从能源生产到消费的各个环节加入“碳约束”的考虑。具体来说，就是以零碳或负碳的清洁可再生能源大规模替代传统化石能源。考察上个世纪人类能源的生产和消费可以发现，电力作为二次能源，在终端消费环节几乎没有额外的碳排放；而在电力生产过程中，化石能源，尤其是煤炭占绝对统治地位。反过来看，在煤炭的消费中，大部分也是用于火力发电。因此，在电力工业，尤其是发电端，以清洁可再生能源大规模替代传统化石能源火电，才是气候、环境、可持续发展等问题的核心解决方案。
20世纪初电力革命，交流电技术的出现使远距离输电成为可能，也决定了今天人类的电力产消模式——集中式的火电厂为城市和人群供电，人们用电的环境很清洁，这掩盖了远在郊区的火电厂一刻不停的排放和污染。近几十年世界经济规模的迅速扩大，使这种排放终于突破了环境的容忍度，变成我们看得见摸得着的警示。人们终于认识到，原来我们用的每一度电，都背负着污染和排放。
根据国家统计局公布的数据，2014年中国电力装机容量为13.60亿千瓦，发电量为55459亿千瓦时，其中火电发电量41731亿千瓦时，占总发电量的比例为75.20%。这意味着2014年，我们每使用1度电，其中0.75度来自于产生碳排放的传统化石燃料。
根据中国资源综合利用协会可再生能源专业委员会与国际环保组织绿色和平发布《中国光伏产业清洁生产研究报告》，光伏发电的能量回收周期仅为1.3年，而其使用寿命为25年，也就是说在约24年里光伏发电都是零碳排放。
光伏和风机这类可再生能源技术，在发电过程中不需要额外的“耗材”，而火电厂建成后每发一度电都需要相应的燃煤。因此在长达20多年的生命周期中，光伏等技术的能耗与碳排放仅发生在部署时组件和风机的生产环节。发电技术原理的根本不同决定了可再生能源的“清洁性”。
根据测算，光伏发电的二氧化碳排放为33-50克/度，而煤电为796.7克/度。光伏发电的二氧化碳排放量只是化石能源的十分之一到二十分之一，在降低碳排放方面拥有压倒性的优势。
由此可见，如果能在发电端提升清洁可再生能源的比例，就能从总体上降低每度电的碳排放量。更重要的是，这种思路不需要对社会用电量（即发电量）进行压缩和约束，以技术手段突破环境对传统经济模式的约束，为社会经济的发展打开全新的增长空间。
