Depuis le début de l'ère industrielle, la concentration en CO₂ dans l’atmosphère a augmenté de 280 ppm à 370 ppm (source GIEC), la température de la Terre est montée de 0,74 °C en moyenne et le niveau des mers s'est élevé de 10 à 20 cm. Ce dérèglement climatique est provoqué par des gaz à effet de serre, principalement le gaz carbonique, produits par les activités humaines lors de la combustion des énergies fossiles (charbon, pétrole ou gaz).

Les principaux gaz à effet de serre produits par les activités humaines sont :

- Le dioxyde de carbone (CO₂). Il provient essentiellement de la combustion des combustibles fossiles.

- Le méthane (CH₄). Il a pour origine l’utilisation des combustibles fossiles, l’élevage des ruminants, la culture du riz et les ordures ménagères.

- Les halocarbures (CFC, PFC, HFC, HCFC). Ces produits sont utilisés comme réfrigérants dans les systèmes de climatisation et la production de froid. Ils sont également utilisés dans certains procédés industriels.

- Le protoxyde d’azote (N₂O). Il provient de l’utilisation des engrais azotés et de la combustion des énergies fossiles.

- L’hexafluorure de soufre (SF₆). Il est utilisé dans les applications électriques (transformateurs par exemple).

Tous ces gaz ne contribuent pas à l’effet de serre dans les mêmes proportions.

Les 15 premiers pays producteurs d'émissions de CO₂

Les quantités de gaz carbonique émises par les hommes constituent une faible part de l'ensemble du cycle du CO₂, mais la biosphère, les sols et les océans (puits naturels) ne peuvent pas résorber plus de 3 milliards de tonnes (Gt) de CO₂ par an. Or nous en produisons aujourd'hui plus du double, en puisant dans le sous-sol du CO₂ que l'on rejette dans l'atmosphère terrestre. Le surplus s'accumule en perturbant les délicats mécanismes du climat. Et cela devrait continuer ! Les scénarios énergétiques élaborés par les experts internationaux prévoient une augmentation de la demande planétaire dans le futur. Les autres énergies n'étant pas aujourd'hui en mesure de prendre massivement le relais, les combustibles fossiles (gaz, pétrole et charbon) continueront à satisfaire plus de 80 % de la demande dans les prochaines décennies. Selon l'Agence Internationale de l'Energie (AIE), au rythme actuel, les émissions de CO₂ dépasseront les 37 milliards de tonnes de CO₂ par an vers 2030. Dans la mesure où elle n'est pas prête à se priver de l'utilisation des ressources fossiles, notre civilisation va devoir les exploiter sans polluer. Car, si aucune mesure n'est prise, en 2100, l'augmentation de la température moyenne sera comprise entre 2 et 6 °C.

En 2006, Sir Nicolas Stern, ancien économiste de la banque mondiale a remis au premier ministre britannique un rapport sur les effets du changement climatique, dit rapport Stern. Ce rapport envisage les conséquences économiques, sociales et politiques du changement climatique. Il insiste sur la nécessité d’investir rapidement dans les stratégies de lutte contre l’augmentation des émissions de gaz à effet de serre pour éviter les crises futures.

Entré en vigueur le 16 février 2005, le Protocole de Kyoto prévoit pour les pays industrialisés signataires, entre 2008 et 2012, une réduction de 5,2 % des émissions de gaz à effet de serre par rapport à 1990. Mais limiter le réchauffement planétaire à 2 °C nécessiterait une division par deux de ces émissions au niveau mondial. Un défi qui réclame une forte mobilisation internationale et l'exploration de toutes les voies possibles.

Le Protocole de Kyoto est un point de départ qui a été suivi par d’autres actions et d’autres engagements. D’ici 2020, les européens se sont ainsi engagés à réduire de 20 % les émissions de gaz à effet de serre avec le paquet énergie – climat et un engagement des Etats-Unis est également très attendu.

Les obligations liées au Protocole de Kyoto prendront fin en 2012. Les négociations pour un accord après-Kyoto ont débuté en décembre 2007 à Bali avec la Conférence des Nations Unies sur le changement climatique. Un nouveau traité devrait être signé à Copenhague en décembre 2009.