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Los combustibles fósiles constituyen la principal fuente utilizada a nivel mundial para la generación de electricidad y la más relevante en el ámbito del transporte. A ello se suman otros usos térmicos importantes a nivel industrial y residencial.
Carbón y petróleo son, seguidos del gas natural, las tres grandes referencias energéticas tradicionales. El gas natural, durante mucho tiempo considerado un importante combustible de transición por su flexibilidad y menores emisiones, está viviendo una nueva edad dorada con el surgimiento de hidrocarburos no convencionales en Norteamérica: arenas bituminosas, gas de esquisto, crudos pesados y, con la desaparición de hielos eternos en latitudes polares, nuevos yacimientos de metano que han despertado el interés de la industria del sector de hidrocarburos.