动力永恒的希望——新能源
核 能
二战末期，美国在日本的广岛和长崎至今为止首次也是最后使用了原子弹，它虽然加快了二战的结束进程，但却给日本人民带来了深重的灾难，同时也揭开了人类使用核能的新纪元。经过几番周折，核能技术在困惑中不断发展并得到国际公认，核能的开发利用是本世纪科技发展的重大成果，是解决人类能源危机的最有希望的手段之一，未来世界也将是核能取代石油。因而核能的发展将势不可挡。
目前，人类取得核能的最主要途径有两个，即利用重原子核分裂反应的核裂变和利用轻原子核聚变反应的核聚变。
核裂变：核能工业应用特别是核电应用，至今为止能够实用化的核电反应堆，本质上都是“核裂变反应堆”或叫“热中子反应堆”。
当用一个热中子去轰击铀、钚、钍等重金属元素的原子核时，原子核就会分裂成两个新的原子核，同时释放出能量，这就是核裂变。在一个原子核裂变的同时，又能放出两三个快中子，快中子可以通过慢化剂减速为热中子，如果其中有一个热中子又轰击其他的铀原子核，使之发生裂变，这种连续裂变反应就称为链式分裂反应。由于裂变反应速度很快，每秒种可以产生1000代的中子，所以，很短时间内就可以使大量的铀原子核连续分裂，而巨大的原子能也就源源不断地释放出来了。
核聚变：核聚变的基本原理是把两种较轻的原子核——氢元素的同位素氘和氚聚集在一起，在超高温或超高压等特定条件下聚合成一种较重的原子核，在聚变中释放巨大的能量，这就是“核聚变反应”。因为这种反应是在极高温度下才能进行，所以也称为“热核反应”。一个氘和一个氚作用后生成一个中子和一个氦，同时产生很大的能量。由于热核反应中突然释放的巨大能量是很难控制的，因此，核聚变能量的和平利用，实现受控热核反应，使聚变能平稳、持续地释放，这是目前科学上的一个重大课题。
核能发电就是将核裂变或核聚变产生的能量转变为电能，它是当代经济、安全可靠的优质二次能源，与其他发电方式相比具有独特的优点。燃料能量高度集中：1千克铀235全部裂变放出的热能，相当于2500～2700吨标准煤或200吨石油的热量。在现阶段的实际应用中，1千克天然铀可代替20～40吨煤，因而大大节省燃料的运输量和储存量。一座100万千瓦的核电站每年只需要30吨核燃料，只要一节火车皮就能拉走。而相同容量的火电站，每年要烧掉200万吨标准煤，要用100列40节车皮的列车运输，同时还要运走40万吨灰渣。因而，建设核电站可大大减少运输量。
核能发电的经济性比较好，核电站的造价比火电厂要高得多，但核燃料价格稳定，费用便宜，核电厂的发电成本比火电站便宜三分之一左右。目前，核电站的单机容量越来越大，发电效率越来越高，从而使发电成本不断降低。美国90年代初期核电装机容量已达一亿千瓦，每天可节省一百桶石油，价值一千五百万美元，在经济和缓解能源危机上均有重要意义。
核能发电，燃烧煤炭或石油等有机燃料的火电厂向大气排放大量烟灰，严重污染环境。一座60万千瓦的火电厂，每天烧煤5000吨，要向大气排放100多吨二氧化碳、一氧化碳、氧化氮等有害烟气和煤灰，此外还放出大量致癌性很强的物质。而核电站的放射性废液的排放量很少，仅为火电厂放射性物质排放量的1/3。
核燃料储藏量极为丰富，随着人口激增和经济发展，全球能源需求量越来越大，而地球上的煤炭、石油、天然气等有机燃料储藏量有限。但核燃料储藏量十分丰富。核聚变的基本燃料氘和氚更可以说是取之不尽，如氚的地球储量可达1013亿吨。
核电站不仅可以发电和供热，同时还能生产核燃料和各种放射性同位素，可广泛应用于工业生产过程中的测量、分析、催化；农业上的辐射育种、食品储存、防治虫害；医学上的诊断、治疗以及作示踪原子、同位素电池等等。
二战结束后，核能迅速转向和平利用，世界各国相继建立了核反应堆电站。在世界能源结构中，核能是最“年轻”的新型能源，但却是发展最迅速的一种能源。经过近40年的发展，核能特别是核电已达到技术上成熟、经济上便宜、运行上安全可靠的工业广泛推广阶段。
据统计，进入20世纪90年代，世界上有31个国家和地区已建成426座和正在建造96座核电站，共计552座。1991年底，全世界运行中的核电站净装机容量为32661.1万千瓦，1990年核能总发电量1901.2亿千瓦小时。1970年全世界核电还只占世界总发电量的1.5%，而到1990年已猛增到17%。据预测，到21世纪中期，将有58个国家和地区建造核电站，核电站总数将达到1000座，装机容量将达8亿千瓦，占世界总发电量的35%左右。
目前，核发电量超过本国总发电量10%的国家和地区主要有：法国、美国、德国、日本、加拿大、西班牙、比利时、韩国、中国台湾省、瑞士、芬兰、捷克、保加利亚、匈牙利、阿根廷、瑞典、英国、前苏联等。其中核电站最多和装机容量最大的是美国，分别是111座和9975.7万千瓦；其次是法国，分别是56座和5687.3万千瓦；第三是前苏联，分别为46座和3423.0万千瓦；日本居第四位，分别是42座和3204.4万千瓦。从发展速度看，最快的是法国和日本，特别是法国，其年增长率为34%，它在1980～1985年间一下子建造了10座功率为100万千瓦左右的核电站。
目前世界各国发展的核能都是利用核裂变来获得的。核聚变的研究处在实验室阶段，转入规模使用还有一段距离。然而核聚变作为一种干净、安全、取之不尽的21世纪的新能源，必将成为人类解决能源问题的主要途径，各国科学家和核技术专家们为之作出的努力和艰辛的探索，是具有深远的历史性和战略意义的。
发展核能源，安全因素至关重要。人们特别担心发展核能可能造成的危害，主要包括核武器扩散的风险问题、核废料处理问题和安全问题，这也是核能发展中的最有争议的原因之一。
核能源为人们所认识始于二战末期，美国在日本广岛和长崎爆炸的原子弹，造成20余万人丧生的悲剧。因而人们对核电站有恐惧心理。其实，核电站的设计和使用材料、燃料等都与原子弹完全不同，其工作方式和介质也不一样，不可能发生核爆炸。原子弹使用的是近100%的高浓度铀235，是一种不可控的链式裂变反应装置，引爆后，巨大的核能是在极短的时间内释放出来，又无法带走，就发生了不可控的核爆炸。而核电站所用的反应堆是一个由2%～4%的低浓度铀裂变物质燃料的可控制的裂变反应装置，使能量缓慢释放，并及时被冷却水带走。同时，核电站具有自稳定特性，即使核能意外地释放太快，堆芯温度上升太高时，链式反应会自行减弱，乃至停止，不会发生爆炸。目前各国采用最多的反应堆是一种技术成熟，安全性高的堆型。1986年4月26日，前苏联切尔诺贝利核电站发生了至今为止最严重的事故，反应堆失控过热造成火灾，但并没有发生核爆炸。
人们还担心，核电站向周围环境排放放射性物质，会不会危及居民的安全？无疑核电站是要向周围环境排放一些放射性物质，但其种类、数量和排放方式，都是受到严格控制的。据专家测量，核电站周围居民每年接受到的照射量只有0.3毫雷姆。仅相当进行一次X光胸透的辐射剂量，按数量计算，可以说是微乎其微。而每人每年受到的天然辐射量约为100毫雷姆，火电站附近的居民因烟尘中的放射性元素而每年接受的辐射量为近5毫雷姆，常年看彩电的人每年约接受1毫雷姆，带夜光表的人每年约接受1毫雷姆，均比核电站大。国际放射防护组织提出的允许辐射量为每人每年500毫雷姆。由此可见，正常运行的核电站，对人无任何危害。
关于核燃料的运输、储存、后处理和最终放射性废料的处理，许多国家多年的经验证明，安全是有保障的。目前世界各国对固体放射性废弃物一般都作封闭深埋处理。将核废料（废液、固体废弃物等）运用特殊的方法固化后，装入硅酸盐玻璃容器内，外面用金属桶密封，放入地质结构较稳定的旧矿井或人工开挖的深井中，避免与地下水接触。这样，放射性物质不易外泄，不会对人类产生有害的影响。另外，许多国家还在积极研究最终高效处置核废料的新方法。可以预见，随着高科技成果不断向核电事业渗透，核电站的安全性将会进一步提高。
当然，核能的利用，目前仍然是在两个领域里同时发展着。即一方面在大力开发核能的和平利用，建立核能发电和其他工业应用、医学应用和农业应用，并已取得长足的进步；同时，另一方面，也在制造大规模杀伤武器——原子弹、氢弹、中子弹的大肆应用，致使人类至今仍处于核恐怖之中。虽然《核不扩散条约》已在大部分拥有核武器的国家生效，但核威胁仍然存在。世界热爱和平的人们一直在呼吁禁止核武器，直到彻底销毁核武器，为子孙后代留下一个安宁的生存环境。
太阳能
人类直接利用太阳能，在遥远的古代就已经开始了。至今为止，人类所使用的各种能源，如太阳能、风能、水能、潮汐能、生物能等，都直接或间接来自太阳。而目前广泛使用的矿物燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古储存下来的太阳能。现在所说的太阳能，一般地认为是将太阳辐射能通过收集器和转换系统变为人们可以直接利用的能源。这是科学技术进步的表现，同时也是人们在探求新能源上的重大成果。
太阳是一个巨大、久远、无尽的能源源泉。太阳是一个直径约139万公里的炽热气体星球，表面温度大约6000度，内部温度估计为800～4000万度，压力可达2×1011个大气压。在这样的高温高压下，太阳内部不停地进行着氢变为氦的热核反应，就像一座不断进行核聚变的反应堆，向外释放出巨大的能量。尽管太阳射向地球的能量只占辐射总能量的22万亿分之一，但每年地球所能接收的太阳能至少为60亿亿千瓦小时，这相当于75万亿吨标准煤的能量，相当于地球上一年内利用各种能源产生的总能量的几万倍。在地球表面所接收的太阳能中，被植物吸收的仅占0.015%，被人们利用作为燃料和食物的仅占0.002%。可见利用太阳能的潜力是相当大的，开发利用太阳能为人类服务大有可为。
太阳能是一种极为丰富的能源，无需运输，又不会污染环境。另外，它不受任何人的控制和垄断。这些优点都是常规能源所无法比拟的。太阳能也有其不足之处，如它的能量密度低，实际利用时需要很大的太阳能收集设备，占地面积大，投资很大；太阳辐射的强度受气候、季节、纬度、海拔等因素的影响，造成太阳能白天供应不十分稳定，夜间收集不到，因而需要配备储能设备，这些因素都制约了太阳能利用的发展。
20世纪以来，由于新材料技术、电子技术的迅猛发展，给太阳能的利用创造了有利条件，使其得到相当大的发展。从能源利用的长远观点看，除了煤、石油、天然气及核能以外，在21世纪的能源结构中，太阳能必将占据重要的一席之地，成为人类最向往和最理想的新能源之一。
太阳能的利用一般分光热能转换和光电转换两大类，前者为太阳能的热利用，如太阳灶、太阳能热水器和太阳能发电等；后者利用“光电效应”原理将太阳能直接转换成电能，如太阳能电池。用太阳能发电，可以说是太阳能利用中最有发展前途的一种技术。
近年来太阳能热利用发展很快，已经制成各式各样的热器，用于取暖、干燥、蒸馏、洗浴、烹调、灌溉、发电等，在工业、农业以及家庭生活等各方面得到广泛的应用。太阳能热利用设备按其结构，可分为聚光式和非聚光式两大类。
非聚光式太阳能热利用设备，一般利用“热箱原理”或称“温室效应”，将太阳能转换成热能。
当太阳光投射到玻璃后，大部分进入箱内，涂黑的内表面吸收太阳辐射能而将其转换成热能，而玻璃又能阻挡箱内热能的散失，其他箱壁又是隔热的，使箱内温度不断升高。由于这种设备不能提高辐射强度，热量也会有所损失，因而箱内能达到的温度不太高，通常在200℃以下。
由于太阳能的能量密度较低，要想获得高温，一般采用能提高入射太阳光的能量密度的聚光式太阳能热利用设备。这类设备常由三大主要部件组成：聚光器、吸收器和跟踪系统。太阳光经过聚光器到吸收器上转变为热能，被吸收器吸收后传给内部的集热介质（如水），提高其温度，再加以利用。由于太阳的位置会随时间而变化，为了有效地聚光，聚光器必须由跟踪系统随时间调整其相对于太阳的位置，以获得较佳的聚光效果。下表简要介绍几种常见的直接利用太阳热能的设备。
热发电：通常所说的太阳能电站，指的是太阳能热电站，这是因为这种发电站先将太阳光转变成热能，然后再通过机械装置将之转变为电能。一般来说，太阳能电站多采用塔式，即在地面上设置许多聚光镜，从不同角度和方向把太阳光聚集起来，集中反射到一个高塔顶部的专用锅炉上，使锅炉里的水受热变成高压蒸汽，用来推动汽轮机，再由汽轮机带动发电机发电。除了塔式太阳能电站外，还有太阳池发电、太阳能汽流电站等，均为利用太阳热能进行发电的装置。
光发电：通过特殊的光电器件（主要是太阳能电池）将太阳光直接转化为电能，称为太阳能光发电。太阳电池是当前太阳能光电利用的最基本方式，技术成熟，应用广泛，发展迅速，前景广阔。
用于制造太阳电池的半导体材料已发现十几种，但迄今技术上成熟，可付诸应用的要算硅太阳电池。根据材料不同可分为结晶太阳电池和非结晶太阳电池两种。光电转化效率是衡量太阳能电池的重要指标，其理论极限值为28%左右。目前一般的太阳能电池可把入射到表面的太阳光的10%转换成电能，最大的可达到20%左右。由于太阳能电池制造工艺很精细，要求很严格，原材料价格较昂贵，因而成本较高。目前普及太阳能电池的关键是大幅度降低成本，同时不断提高光电转换效率。而这正是各国科学家不断进行太阳能电池研究的主攻方向。
世界上第一台实用型的硅太阳能电池是1954年在美国的贝尔实验室诞生的。随后，1958年就被用作“先锋1号”人造卫星的电源上了天。太阳能电池为航天事业发展提供了一种重要的能源动力。我国从1958年开始太阳电池的研制工作，1971年，我国发射的科学实验卫星上装有20多块单晶硅太阳电池组合板，这套太阳电池装置不断向卫星舱内的银锌蓄电池充电，在空间运行了8年，性能良好。世界上90%的卫星使用太阳电池。太阳电池除应用于空间技术外，在地面上可作为小功率特殊电源使用，如无人管理的灯塔和海上浮标灯，无线电中继站，山地气象观测站，以及在无电或少电的山区、农村中作为照明电源。
随着全球能源供应的日益紧张和科学技术的不断进步，太阳能作为一种现实可行的辅助能源，已被人们普遍关注，对太阳能利用的研究工作越来越广泛，越来越深入。
目前，光热转换和热利用技术已有重大进展。新型的集热器、采光材料不断出现，太阳能的转换效率不断提高，应用范围也不断扩大。太阳能热利用在工农业生产和人类生活中逐渐发挥作用。特别是热能发电，自试验成功后，发展很快。如美国，到1994年，仅在加利福尼亚就建造了商用太阳能发电站11座，总装机容量已达35万千瓦。此外，日本、法国、以色列、意大利、西班牙、中国等国家都建有试验性或实用性的太阳能发电站。90年代，全球大型太阳能发电站已有几十座，并且，多个国家正在投巨资建造或拟建太阳能发电站，如英国、法国等。
太阳能电池除应用于人造卫星外，其应用范围正在日益扩大。世界上第一架完全利用太阳能电池作动力的飞机“太阳挑战者号”已经试飞成功，在它的尾翼和水平翼表面上，装置了16000个太阳能电池，产生的电力推动螺旋浆，使飞机飞行。日本、美国、德国、墨西哥等国家均试制成功以太阳能为动力的小汽车。美国甚至有一个大胆的想法，建立一个巨大的空间太阳能电站。其方案是在地球的同步轨道上安置两个5.92×4.93平方千米的太阳能电池列阵，它永远对着太阳，产生的电能转换成微波，再通过巨大的列阵天线送发到地球，地面站再将收到的微波转换成直流电，有效输出可达500万千瓦。此外，太阳能电池还应用于微波通讯、交通信号灯、电视差转、钟表、计算器等许多领域。
太阳能利用从理论上来讲非常经济，可以满足任何形式的工业加工用热需要。但是从目前的工艺水平来看，效率还很低，而且在太阳能利用的设备中，一些材料还不够理想，成本太高，无法和常规能源竞争。因此，在太阳能利用研究方面，还需作出很大的努力。但我们可以相信，通过世界各国科技工作者的共同努力，太阳能必将在人类的生活、生产中发挥越来越大的作用。
海洋能
地球表面积约为5.1亿平方公里，其中陆地面积为1.4亿平方公里，占总面积的29%，海洋面积达3.61亿平方公里，占总面积的71%。在浩瀚的海洋里，蕴藏着极为丰富的自然资源和巨大的可再生能源，海洋的能源除矿物能源外还有以位能、热能、动能、化学能等形式出现的“海洋能”，据专家估计，海洋能源约占世界能源总量的70%以上。
海洋能是蕴藏于海水中的再生能源，包括潮汐能、波浪能、海流能、温差能、盐差能以及海上太阳能和风能等自然资源。海洋能开发技术就是指将海洋能转换成电能的技术。海水受到海面上风的吹动和日照的辐射以及冷却条件的不平衡，造成了不同海域温度不同，含盐量各异。这些差异，产生了各种各样的能量，这些能量作为海洋能源可以转化为电能而加以利用。比如，海洋热能的利用一般是用热力循环方式把海水温差能转化为机械能，再用机械能发电；海水潮汐、海流、波浪等能源属于机械能，将其转变为发电机的动力能直接发电；盐差能则属于化学能，通过化学方式转变为电能。
海洋能的储量，按粗略的估计，全世界的潮汐能约为27亿千瓦，波浪能约为25亿千瓦，海流能约为50亿千瓦，温差能约为20亿千瓦，盐差能约为26亿千瓦。此外，海面上的太阳能蕴藏量约为80亿千瓦，风能约为10～100亿千瓦。这样巨额的海洋能源含量如能充分开发利用，将是何等巨大的能源库。
目前，世界各国有关海洋能源的研究和利用还处于初始阶段，因而海洋能属于有待开发利用的新能源行列。其中，对于潮汐能的开发技术比较成熟，已进入技术经济评价和工程规划阶段；波浪能的利用处于试验研究阶段；海洋热能的利用正在进行工程性研究；海流和盐度差能的利用，仅处于原理研究阶段。
我国海洋能资源非常丰富，而且开发利用的前景广阔。全国大陆海岸线长达18000多公里，还有6000多个岛屿，其海岸线长约14000多公里，整个海域达490万平方公里。其地处低纬度的南海，海域达360万平方公里。入海的河流淡水量约为2.3万亿立方米/年。如果将我国的海洋能资源转换为有用的动力值，至少可达1.5亿千瓦，相当于我国目前电力总装机容量的两倍多。在海洋能的开发利用方面，当前我国还仅仅处于起步阶段，一些沿海地区先后研制成了各种试验性的发电装置，并建成了试验性的潮汐电站等，为今后进一步开发利用海洋能源打下了初步基础。
全世界海洋能的总储量，约为全球每年耗量的几百倍甚至几千倍。这种海洋能是取之不尽，用之不竭的新能源，在不远的将来，海洋能在造福人类方面，将发挥巨大而重要的作用。
潮汐现象是海水在一定时间内作有规律的涨落运动，是由于月亮、太阳对地球上海水的吸引力和地球的自转而引起海水周期性、有节奏的垂直涨落现象。海水白天涨落叫“潮”，晚上涨落叫“汐”，合称为“潮汐”。
海洋的潮汐中蕴藏着巨大的能量。在涨潮的过程中，汹涌而来的海水具有很大的动能，随着海水水位的升高，就把大量的海水的动能转化为势能；在落潮的过程中，海水又奔腾而去，水位逐渐降低，大量的热能又转化为动能。海水在涨落潮运动中所包含的大量动能和势能，称为潮汐能。
海水潮汐能的大小随潮差而变，潮差越大，潮汐能也越大。潮汐涨落形成的水位差，即相邻高潮潮位与低潮潮位的高度差，称为潮差。通常，海洋中的潮差比较小，一般仅几十厘米，多者只有1米左右。而喇叭状海岸或河口的地区，潮差就比较大。例如：加拿大芬地湾、法国的塞纳河口、中国的钱塘江口、英国的泰晤士河口、巴西的亚马孙河口、印度和孟加拉国的恒河口等，都是世界上潮差较大的地区。其中，芬地湾的潮差最高达18米。是世界上潮差最大的地方。如果在1平方公里的海面上，潮差为5米时，其潮汐能发电的最大功率为5500千瓦，而潮差为10米时，最大发电功率可达32000千瓦。据初步统计，全世界海洋蕴藏的潮汐能约有27亿千瓦，每年的发电量可达33480万亿度。所以，人们将潮汐能称为“蓝色的油田”。
人们早在15世纪到18世纪就逐步认识了潮汐能。并安装了一些装置进行动力利用。到了20世纪50年代，人们才开始重视起来，逐步开发了潮汐发电的利用技术。
潮汐发电的工作原理和一般的水力发电原理是相近的。它采取把靠海的河口或海湾用一条大坝与大海分开，形成天然水库，发电机组安装在拦海大坝里，利用潮汐涨落的位差能来推动水力涡轮发电机组发电。它的特点是涨潮和落潮过程中水流方向相反，双向推动水力涡轮转动，且水流速度也有变化。这一点虽给潮汐发电带来技术上的一些特殊困难，但可通过调节控制水库流量和用电气线路转变的方法得到解决。而它的优点也在于不受洪水、枯水的水文因素影响，功率反而比较稳定。
目前，潮汐发电站依其布置形式不同可分为以下三种：
单库单向电站：一般在连接海湾的河口修建水坝使河口内形成水库。在涨潮时使海水进入水库；落潮时则让海水通过大坝里的涡轮电机向海湾泄水，从而发电。这种电站修建容易，但不能连续发电。
单库双向电站：这种电站也只用一个水库，但使用的水轮机既可顺转，也可以倒转，并配有可正反转的发电机。所以，它在正反向运行时都能发电。涨潮时，反向发电；落潮时，正向发电。在海潮的一次涨落过程中可以发电两次。这是20世纪60年代开发的一种新型潮汐发电技术，极大地提高了潮汐能的利用率。
双库单向电站：它有两个水库，一个高水库，一个低水库，水轮发电机安装在两水库之间，作单向运行。高水库在涨潮时进水，低水库在落潮时放水。两个水库始终保持不同水位，使水流不断由高水库流向低水库，水轮机组可以不停地运转，做到全日发电。
世界潮汐能的开发利用已初见成效。全球潮汐能发电储量约有2000亿度，而目前实际用来发电的只有6亿度左右。据联合国预测，到2000年，全世界的潮汐发电站年发电量可达300～600亿度。目前，有多个国家已经或即将修建潮汐发电站。1966年，法国的朗斯河口建成了世界上第一座现代化潮汐电站，它的总装机容量达24万千瓦，年发电量5亿度。美国在库克海和阿拉斯加州，以及缅因州和加拿大苏格兰海岸之间的丰迪海岸，与加拿大联合修建大型潮汐电站。英国已在塞汶河口投资2000万英镑修建了潮汐电站，设计发电量为720万千瓦。英国能源部认为，利用英国的潮汐动力，足可满足英国电力消耗的1/5。前苏联于1968年就在巴伦支海的基斯洛伊建成一座装机容量为800千瓦的潮汐电站，后来又于1989年决定加速装机容量为4万千瓦的克尔斯卡雅潮汐电站的建设，同时还决定在白海和白令海峡着手修建潮汐电站，还开展了800万千瓦和1500万千瓦电能的论证工作。1974年，韩国在大同江下游的台城川建成一座装机容量为250千瓦的小型潮汐电站。印度于1991年完成了第一座潮汐能工厂的选址工作，计划在古吉拉特海岸修建一座90万千瓦的潮汐电站。
我国潮汐能的蕴藏量是非常丰富的，至少约有1.9亿多千瓦，占世界总蕴藏量的15%左右，可供开发的年发电量达800多亿度。其中，渤海3000万千瓦，黄海5500万千瓦，东海7400万千瓦，南海4000万千瓦。钱塘江的潮汐能约在700万千瓦以上，著名的钱塘江大潮，潮差高达9米，如用来发电，发电能力几乎等于三门峡水电站的50%。从1958年至今，我国已建成数十座中、小型潮汐发电站，遍布滨海的广东、广西、福建、浙江、上海、江苏、山东、河北、辽宁等省市。1980年设计建造的浙江温岭江厦潮汐电站，其装机总容量为3000千瓦，是我国第一座双向潮汐电站，平均每天可发电15万千瓦/小时。1975年，我国在浙江省乐清湾的第埏岛上，修建了世界上当时唯一的一座海岛潮汐电站，解决了海岛居民的生产生活用电。
波浪能是以动能形态出现的海洋能之一。汹涌澎湃的海浪蕴藏着极大的能量。据计算，在每一平方公里的海面上，运动着的海浪大约蕴藏着30万千瓦的能量，如此推算，全球波浪能功率超过700亿千瓦，其中可开发利用的约为20～30亿千瓦。波浪中蕴藏的巨大能源，使得各国都十分重视利用这种能源作为发电的动力。早在1955年，就发明了第一台波浪力发电机，以后各国先后提出几百种不同方案的科学设想，并设计了多种波浪力发电实验装置。1964年，日本制成了世界上第一个海浪发电装置——航标灯，开创了人类利用海浪发电的新纪元。
利用海浪发电，既不消耗任何燃料和资源，又不产生任何污染，投资少，见效快，因此引起各国的关注，一致认为合理开发利用波浪能具有重大的实用价值。这种不占用任何土地，只要有海浪就能发电的方法，特别适合于那些无法架设电线的沿海小岛以及航标灯，浮标等的电源使用。
目前，利用海浪发电的方法大致有三种。1.利用海浪的上下运动所产生空气流或水流，使气（水）轮机转动，从而带动发电机发电。2.利用海浪装置的前后摆动或转动产生空气流或水流，使气（水）轮机转动，从而带动发电机发电。3.将低压大波浪变为小体积的高压水，然后把水引入高位水池积蓄起来，使它形成一个水头，再来冲动水轮发电机发电。
海浪发电装置按使用安装的位置不同，分为“海洋式波浪发电装置”和“海岸式波浪发电装置”两类。海洋式波浪发电装置最多的是漂浮在海面上的浮标式波浪发电装置，它利用波浪起伏产生的气流冲击涡轮机发电。海岸式波浪发电装置的涡轮发电机组安装在岸上，利用波力压缩空气，以强大的气动力推动涡轮机工作。
据统计，全世界约有近万座小型波浪发电装置在运行，主要用于航标灯、浮标等，也有些国家已开始向中、大型波浪发电装置发展。
1980年，日本与国际能源机构合作研制了“海明”号波浪发电船，总装机容量1250千瓦，年发电能力180万度，很大程度上解决了日本众多岛屿居民的能源问题。日本还于1988年开始在酒井港建造一座20万千瓦的波力发电装置，用海底电缆向陆地供电。英国把波浪发电的研究放在新能源开发的首位，甚至把它称为“第三能源”。90年代初在苏格兰的艾莱岛上建成一座发电能力为75千瓦的海浪发电站。爱丁堡大学研制5万千瓦的海浪发电装置，而且还将在海岸以外的海面上建造波浪能发电站。挪威于1984年5月开始建造在拜耳根的两座波力发电站，装机容量分别为350和500千瓦。后来，又开始建造1万千瓦的波浪电站，还于1988年与印尼签订协议，在巴厘岛建造1500千瓦级波力电站。丹麦、印度、加拿大、澳大利亚等国家均已建成波浪能电站并投入运营。
我国海岸线长达2万余公里，蕴藏着大量波浪能动力资源，据估计有1.5亿千瓦以上，可开发利用的约为3000～4000万千瓦，如把外海的波浪加在一起，将有7000万千瓦。从20世纪70年代以来，我国也研制成功了一批小型浮标式波力发电实验装置，功率为1千瓦。今后将继续开发这种海洋能源。
经过长期观测计算，科学家发现到达水面的太阳辐射能，大约有60%透射到一米的水深处，有18%可以到达海面以下10米深处，少量的太阳辐射能甚至可以透射到水下100米的深处。海水温度随水深而变化，一般深海区大致可以分为三层：第一层是从海面到深度约60米左右的地方，称为表层，该层海水一方面吸收着太阳的辐射能，一方面受到风浪的影响使海水互相混合，海水温度变化较小，约在25℃～27℃；第二层水深60～300米，海水温度随着深度加深急剧递减，温度变化较大，称为主要变温层；第三层深度在300米以下，海水因为受到从极地流来的冷水的影响，温度降低到4℃左右。表层海水和深层海水之间存在着20℃以上的温差，是巨大的能量来源。
据测算，全球热带海洋的水温只要下降1℃，就能释放出1200亿千瓦的能量，实际上，海洋的温差能居于海洋里各种能源之首。
海水温差发电装置的结构由两部分组成。一部分是构成发电循环的设备，如蒸发器、冷凝器、汽轮发电机、循环泵和辅助设备等；另一部分是海洋结构物，如海洋结构物主体、冷水取水设备、温水取水设备和电站定位设备等。海水温差发电一般是用氨或氟利昂等低沸点物质作为介质、吸收表层海水的热量而在蒸发器中蒸发成气体，出来推动汽轮发电机。做完功后的气体进入冷凝器，由深层海水冷凝，然后再由循环泵将介质送至蒸发器用表层海水使其蒸发，推动汽轮发电机发电。
从世界各国研究的情况看，海水温差发电在技术上完全可行，主要的问题是费用太大。此外，会受台风等不利自然条件的影响，平台、错系等方面还有技术问题待解决。
利用海水温差发电，必须选择温差在20℃以上的海域。古巴、巴西、安哥拉、印尼和我国南部沿海等低纬度海域，是利用海水温差发电的理想场所。据估计，仅北纬20度至南纬20度之间的海域，海水温差能大约可以发电26亿千瓦。我国海域可利用的海水温差能达1.2亿千瓦。
所谓海流是指大范围的海水朝着一定的方向作有规律的流动的现象，包括水平运动和垂直运动。海流能就是海水的这种运动中蕴藏的动能，估计有56亿千瓦之巨。主要集中在大洋的西部边界，在那里有强大的海流系统，如黑潮暖流、北大西洋暖流等。
产生海流的原因主要有两个：一个是方向不变的信风，另一个是海水的温度和盐度的不同。另外，由于来自极地的海水温度很低，使之流向低纬的大洋深处，这也是产生海流的原因。
海水流动会产生巨大的能量。以黑潮暖流为例，其平均流速为1米/秒，以宽度30公里，深度300米计算，平均输出功率达1000万千瓦。因此，利用海流发电已引起科学家的兴趣，有些国家正开始进行研究。海流发电是依靠海流的动力使水轮机旋转，然后再变换成高速，带动发电机发电。目前，海流发电站多是浮在海面上的。如一种叫做“花环式”的海流发电站，是用一串螺旋桨组成的，它的两端固定在浮筒上，浮筒里装有发电机。由于海流流速小，故发电能力较小，一般用于灯塔或灯船提供电力。美国设计了一种驳船式海流发电站，其发电能力比花环式发电站大得多。在船舷两侧装着巨大的水轮，在海流推动下不断转动，进而带动发电机发电，其发电能力可达5万千瓦。70年代末期，国外研制了一种设计新颖的伞式海流发电站，这种电站也建在船上。将50个降落伞串在一根绳子上来积聚海流能量，转动的伞带动船上的轮子，连接着轮子的发电机就跟着转动而发出电。对于这种装置，美国能源部作了一个估计，如在佛罗里达海湾的海流中放置这种电站，其发电能力可达1000万千瓦。日本的一个研究小组还在研究使海流通过磁场而发电的新技术，研究人员设想把一种超导磁体放入黑潮海流中来获得电力。
盐差能是以化学能形态出现的一种海洋能。在江河入海口，海水和淡水混合使含盐浓度较高的海水以较大的渗透压力向淡水扩散，而淡水也在向海水扩散，不过渗透压力较小，这种渗透压力差所产生的能量应是海水盐差能。据估计，世界各河口区的盐差能约有3000亿千瓦，可能利用的大约有26亿千瓦。
如何利用如此丰富的海水盐差能呢？人们设想了利用化学中浓差电池的原理，以电化学的方法把盐差能转换成电能。另外，还有一种方法是利用海水和淡水之间的盐度差产生的渗透压力直接推动水轮发电机发电。不过这些方法还处于实验研究阶段，没有一个国家取得成熟的技术。
总之。从宏观上看，海洋能是一种富饶而诱人的新型能源，在现代高技术的不断进步推动下，海洋能的开发利用必将出现一个崭新的局面。有识之士在积极准备，努力发展海洋能源新技术，在解决常规能源危机中，使海洋作出更大的贡献，造福于人类的子孙后代。
其他新能源
地热能
地球内部蕴藏着巨大的能量。人们把来自地球内部的热能叫做地热能。地球通过火山爆发和温泉等途径，将它内部的内能源源不断地输送到地面。目前，除温泉外，人们对地热能的大规模开发利用还处于初始阶段，所以说地热还属于一种新能源。
从地表向地球内部深入，温度逐渐上升。地壳的平均温升为20摄氏度/千米～30摄氏度/千米，大陆地壳底部的温度为500℃～1000℃，地球中心的温度约6000℃。据估算，在10千米的地壳外层内的储热量为12.6×1026焦耳，相当于世界上煤炭的经济可开采储量所含热量的7万多倍。可见，地热能是相当巨大的。
根据地下热能储存的不同形式，地热能可分为水热资源（包括地热蒸气和地热水）、地压资源、干热岩和熔岩四类。地热水指以水为主的对流水热系统，包括热水和湿蒸气，这类地热能世界上分布较广。蒸气型地热能指以过热蒸气为主的对流水热系统，含有少量气体或水。地压资源指在高压下由深层提取可溶性甲烷。干热岩指地下广泛存在的没有水或含有少量蒸气的热岩石。熔岩型地热能就是岩浆，其温度高达650℃～1200℃。开采时需要在火山地区打几千米深的钻孔，目前尚没有利用。
地热发电的原理与火力发电大致相同。由于地热发电不消耗燃料，因而不需要庞大的燃料运输、存储设备，设备系统远比火力发电简单；地热发电后排出的热水只是降低一些温度，仍然可以用于取暖、洗浴、医疗、化工等；地热电站不会排出污染环境的烟气和灰土。这些是地热发电的突出优点。然而，地热电站的分布、规模和发电成本受地质条件的影响很大，为了广泛地利用地热资源，地热发电正从蒸气型向热水型发展。此外，利用干热岩发电也已进入实际应用阶段。
对于地热能的开发利用，如果从1904年意大利建成世界上第一座地热发电站算起，已有90多年的历史了。但是，只有近二三十年来地热能的开发利用才逐渐引起世界各国的普遍注意和重视。
据统计，目前世界上已有120多个国家和地区发现和打出地热泉与地热井7600多处。地热能的利用，当前主要有采暖、发电、育种、温室、栽培、洗浴等方面。70年代初估计全世界可作为发电用的地热能约有6000万千瓦，主要分布在意大利、美国、新西兰、墨西哥、冰岛和前苏联等国家。由于钻井技术的不断进步，深层地热的开发将成为现实，地热发电容量将远超过此数。目前，许多国家都建成了不同规模的地热电站，总计约有150座左右，装机总容量超过600万千瓦。
我国具有丰富的地热资源，已发现的地热点有2500多处，天然地面热泉就有2000处以上。地热利用在我国具有广阔的前景。地热发电装机总容量已约有1万千瓦。目前最大的是西藏的羊八井湿蒸气地热电站，地热井口温度平均为140℃，第一期工程装机容量1000千瓦于1979年9月建成投产，以后又有4台3000千瓦机组陆续投入运行。
风 能
风能是太阳能的一种转换形式，地球接受到的太阳辐射能约有2%转化为风能。据估计，全球的风能总量有2.74万亿千瓦，其中可利用的约为200亿千瓦。这是一个巨大的潜在能源宝库，是一种取之不尽，尚未得到大力开发利用的新能源。
人类利用风能的历史悠久，中国、埃及和荷兰是世界上最早普遍利用风能的国家。19世纪末，人们开始研究风能发电。1891年，丹麦建造了世界上第一座试验性的风能发电站。到了20世纪初，一些欧洲国家如荷兰、法国等，纷纷开展风能发电的研究。二战期间，开始使用小型螺旋桨式风能发电。70年代中期以来，由于能源供应紧张，加之石油、煤炭对环境的污染日益严重，所以很多国家对风能发电的研究重视起来，而且近年来还广泛开展了风能在海水淡化、航运、提水、供暖、制冷等方面的研究，使风能的利用范围得到了进一步扩大。
目前，世界各国对风能的利用，主要是以风能作动力和发电两种形式。以风能作动力就是利用风轮来直接带动各种机械系统的装置。如带动水泵提水。风力提水装置结构简单，易于维护、操纵。目前在世界各国运行的风能利用机械约有50%以上用于风力提水。澳大利亚的许多牧场，都设有风力提水机。很多风力资源丰富的国家，还利用风力发动机铡草、磨面和加工饲料等。
风力发电的原理比较简单，是利用风轮带动发电机来发电的。根据风轮机的布置形式，风力机可分为水平轴式和立轴式两类。水平轴风力机的旋转轴与迎面的风流平行。如荷兰风车就是早期使用的这种机型。桨叶式风力机是目前普遍使用的一种。垂直轴（立轴）风力机的旋转轴垂直于地面，它不需要像水平轴风力机那样随风向改变转子的方向，设计、制造、安装、运行都比水平风力机简单和方便，很有发展前途。
风能由于能量密度小，风速和风向不停变化等原因，风力发电机的单机容量均较小，大多数是几十至几百千瓦。大型的风力发电站是在一个风场设置几十台或几百台10～100千瓦级的风力发电机组成的风力发电机群，也称风力田。其优点是技术较成熟，建设周期短，经济效益较好。美国最具商业价值的是加利福尼亚州的三大风力田，1989年装有风力发电机17000余台，装机容量达150万千瓦。英国在北海沿岸建立了20个风力田，共装50千瓦风力发电机512台，计划增至2200台，预计到2000年装机容量达100万千瓦。荷兰、意大利、德国等也都建立了自己的风力田。此外，澳大利亚、丹麦、美国等分散的农场和住户合用中小型风力发电站提供电源，发展也很迅速。
我国地域辽阔，蕴藏着非常丰富的风能资源。据计算，全国风能资源总量约每年16亿千瓦，其中可开发约为每年1.6亿千瓦。我国东南沿海岛屿以及西北牧区、西南山区严重缺电，但风能资源较大，有着发展风力发电的优良条件。因此，在我国因地制宜地开发利用风能，不仅可以扩大能源，而且有助于解决边远地区用电需要，有着现实的重要意义。
生物质能
生物质能是指太阳能通过光合作用以生物的形态储存的能量，也即绿色植物所固定的太阳能。据估计，全球陆地绿色植物固定的太阳能，约占到达地表太阳能的4%～5%，为400亿千瓦，而水下植物所利用的太阳能，比陆地植物要多若干倍。全球生物每年产生的总能量是当今世界每年能源消耗量的10～20倍。当然，并不是所有的生物质都作为能源资源利用，目前真正利用的只是其中很小一部分，包括林产品下脚料、薪柴、农作物秸杆和皮壳、水生作物以及作为沼气资源的人畜粪便和城市生活、生产过程的一些废弃物等。
目前生物质能资源通常作为农村生活用能源，在农村家庭炉灶中直接燃用。这方面存在着两个问题：一是可作为能源的生物质能资源未能充分利用；二是利用率极低，一般家用炉灶的热效率均低于20%。大量的能源资源未能有效利用。因此，积极开发研制实用高效的生物质能转化、利用装置，是提高生物质能利用率的必然途径。
现在使用的转化技术主要是生物质厌氧消化生产沼气、生物质发酵制取酒精、生物质热分解气化等。
生物质能转换成沼气是利用各种有机物在一定温度、湿度、酸碱度和隔绝空气的条件下，经过微生物发酵分解作用，产生一种可燃混合气体，其主要成分为甲烷和二氧化碳。由于这种气体最先在沼泽中发现，故称为沼气。沼气的成分随发酵原料的配比、成分、发酵温度等因素而变化。其一般组成及含量为甲烷50%～70%、氢0.5%～2%、二氧化碳25%～40%、一氧化碳0.5%～1%，此外，还含有少量氮气、氧气、氨及硫化氢等。沼气发酵的原料极为丰富，包括农作物秸杆、人畜粪便、树叶杂草、水生生物质、城镇生活垃圾、污水，及屠宰场、造纸厂、糖厂、酒厂、食品厂、酿造厂、皮革厂等工厂排放的废水、废物等。
沼气是一种高热值燃气，具有较高的使用价值。作为生活用燃气，沼气是一种理想的农村家庭燃料，不仅方便、干净，还可节约大量生产原料。同时，它还可用作机械的动力能源和工业生产上的化工原料。大力发展沼气、对于我国广大农村的现代化建设有着十分重要的作用和现实意义。生物质转化为酒精是将生物质转化为液体燃料——酒精，是研究历史较长、应用范围较广且最受人们关注的生物质能量转换应用技术，在能源的开发与利用方面极有前途。
生物质生产酒精的工艺主要有两类，一类为热解法，另一类为水解法或发酵法。热解法的基本原理、工艺系统及操作运行条件等都与石油精炼的催化裂化过程相似，目前应用不多。水解法的关键工艺之一是将大分子的纤维素转化为酵母可以利用的小分子葡萄糖。根据将纤维素降解为葡萄糖的方法又可分为酸法水解和酶法水解。目前酸法水解应用较多，且工艺已比较成熟。
目前，国外在应用技术的开发研究和生物质生产酒精的产量及利用方面都已达到较高水平。美国、巴西、法国、日本、新西兰、菲律宾等国都投入技术力量对木材、甘蔗、玉米、稻草、高粱杆及城市垃圾等生产酒精的技术进行了广泛的研究，并取得了显著成果。其中，巴西是发展燃料酒精工业最快的国家。1981年，巴西生产酒精12亿加仑，绝大部分用于汽车燃料，约占该国汽车燃料的50%。
生物质转化技术还有以下几种：
干馏煤气：将生物质在隔绝空气的条件下加热使其分解并析出气态物质的过程称为干馏。最终产物是干馏煤气、半焦油和焦油。干馏煤气的主要成分是一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氢、氮和乙炔等，为高热值气体，可作为商品燃气广泛用于日常生活及工业生产。
酯化燃料：对各种植物油进行酯化处理，改变其化学组成和结构，以改善其燃烧特性。乌桕油、桐子油、桉树油等野生植物都可以作为酯化燃料的原料。这种工艺尚处于实验阶段。
固体燃料：将生物质粉碎成一定细度后在一定的压力、温度和湿度条件下挤压成型，增加了比重和热值。用作化工原料，工业或家庭燃料等。
氢 能
在众多的新能源中，氢能将会成为21世纪最理想的能源。这是因为，氢气重量轻，热值高，储运方便，不污染环境，更重要的是氢的分布很广，主要存在于水中，而燃烧后唯一的产物也是水。如果能用合适的方法从水中制取氢，那么，氢将是一种取之不尽，用之不竭的能源。
氢属二次能源，提取时要消耗能量。因此，要大量利用氢能源，就要求有先进的耗能低、成本低、能大量生产氢的方法。现在世界上氢的年产量约为3600万吨，其中绝大部分是从石油、煤炭和天然气制取的，这就得消耗本来就很紧张的矿物燃料；而4%的氢是用电解水的方法制取的，但耗电太多，很不合算。所以现有的制氢方法只能维持目前航天、电子、冶金、炼油、化工等少数方面的需要。为使氢能得到更为广泛的应用，人们正在积极研究新的制氢方法。
太阳能制氢是20世纪70年代发展起来的方法，个体实施技术有多种。如利用太阳热能、直接热分解或热化学化解水制氢，太阳能电解水制氢，太阳能光化学分解水制氢，太阳能光电化学电池分解水制氢等。但这些方法制氢，均需以低成本、大规模使用太阳能为前提。在目前大阳能利用技术还不是很普遍的条件下，用它来制氢还存在很多困难。另外，太阳能制氢还涉及催化剂的使用、电极材料的选择等问题。
生物学制氢是人们利用在光合作用下可以释放氢的微生物，通过氢化酶诱发电子，把水里的氢离子结合起来，生成氢气。另外，许多低等生物在新陈代谢的过程中也可放出氢气。美国、日本、前苏联等国家都已取得了一些研究成果。
原子能制氢则是利用核反应堆中的放射性能量分解水来制造氢气或者建造电解水制氢的专用核电站。
另外还有许多种制氢技术，绝大部分仍处于理论研究和实验室阶段，距离大规模工业实用化，还有相当大的距离。开发氢能还存在一个难题，这就是氢气的贮存。目前，氢的储运主要采取：一是气态储存和运输；二是高压低温的液态罐装储运；三是用金属或合金材料的氢化物贮氢。
虽然，氢的制取和储存方面都还存在较大的难题，然而，由于氢能的特殊优点，在航天、航空、汽车等领域利用，显示出它的独特优势，并为今后的大规模使用展示了广阔前景。
首先，在航天方面，氢可谓是最理想的航天动力燃料。氢质量轻而能量密度很高。既可满足航天飞机、运载火箭的基本燃料需求，又减轻燃料自重，增加有效载荷。1960年，液氢首次成为太空火箭燃料，70年代美国发射的“阿波罗”登月飞船使用的起飞燃料也是液态氢。目前氢几乎已成为所有航天飞行器的主要动力燃料。
氢作为气体燃料，在汽车应用方面成效显著。1976年5月，美国研制出一种以氢气作燃料的汽车。之后，日本、德国、英国等国均已研制成功以氢为动力的汽车。用氢作汽车的燃料，不仅干净、在低温下容易起动，而且对发动机腐蚀作用小，可延长发动机的使用寿命，简化现有汽车构造。
另外，使用氢、氧燃料电池还可以把氢能直接转化成电能，使氢能的利用更为方便。目前，这种燃料电池已在宇宙飞船和潜水艇上得到应用。
能源问题
能源问题，至少应该包括以下两个方面：一是因能源（主要是常规能源）短缺而形成的能源供应问题；二是因大量使用化石燃料而引发的环境问题。本世纪70年代爆发的世界性石油危机使人们开始认识到世界能源供应的问题。而从50年代以来持续困扰人类社会发展的环境问题，使人们开始认识到现行能源结构与环境破坏之间的内在联系。要真正解决能源问题，除了想方设法解决能源供应问题之外，还必须同时注意环境的保护。这两者都是人类社会在保持持续发展中必须同时关注的问题。
人类使用能源有着悠久的历史，有过多次变革。自18世纪以来，能源结构就发生了三次大的变革。
第一次能源结构的大变革，是在18世纪资本主义产业革命后发生的。产业革命以蒸汽机的发明和纺织机的推广应用为标志，导致世界第一次技术革命，使世界生产力得到飞速的发展，同时也改变了以薪柴为主的传统的能源结构。煤炭这种不可再生的初级能源成为工业的主要能源。煤炭在能源结构中所占比重逐步上升：19世纪70年代为24%，到20世纪初就急剧地猛增到45%。因此，这个时期被称为“煤炭时期”。这期间，煤炭被大量开采和使用，促进了资本主义社会工业的高速发展。出现了机器和大工业生产。同时，以煤烟型污染为主的环境问题开始逐渐显现。
第二次能源结构大变革是在20世纪初开始的。19世纪末期发展起来的电力、钢铁工业和铁路技术，迅速风靡欧洲和美国，同时带动了汽车和内燃机技术的推广发展，煤炭作为主要能源已越来越不适应需要，而开始用石油逐渐取代煤炭的地位。石油迅速登上了能源舞台，并得到了急速发展。特别是二战以后，全球石油消费急剧上升，在世界能源结构中，到1965年时，石油已成为主要能源，70年代逐步上升到约占总能源的50%左右。这就是被称为世界能源的“石油时期”。石油的大量使用，不仅使石油工业迅速发展，同时带动了科学技术的飞快进步。新技术革命促成了一大批高技术群体的涌现，引发了以石油为主要能源的石油争夺战，并日益激烈复杂。应该肯定，石油和天然气的使用创造了人类历史上空前灿烂的物质文明。然而，环境污染问题同时也越来越严重，成为制约人类社会发展的一种反作用力。
第三次能源结构大变革是从20世纪70年代开始的。自1973年开始，国际上接连出现两次石油大危机，这使世人认识到，石油是一种蕴藏量极其有限的宝贵能源，必须一方面设法提高利用率，尽量节省这种能源；另一方面也必须采用新的方法寻求新替代能源。在其他相关高技术群体（例如微电子技术、计算机技术、遥感遥测技术、新材料技术、核技术、航天技术等）的支持下，开始了新型能源开发应用的新时期。能源结构逐步过渡到开发应用太阳能、原子能、地热能和潮汐能等多种综合新能源结构上来。目前的能源结构类型，还是处于能源替代的过渡时期，能源结构由较单一的石油、煤炭等不可再生能源为主向可再生新型能源与常规能源并存的多样化结构过渡。
当代已被人类广泛利用，在生产和生活中起着重要作用的能源，主要有五类，即煤炭、石油、天然气、水和核裂变能等。目前世界能源消耗几乎全靠这五大能源来供应。电力只是上述这些能源转化生出来的“二次能源”。
随着现代工业、农业和国家科技事业的快速发展，各国对能源的消耗量显著增加，年增长率达5%～6%。就是说10多年就要翻一番。近100年内，世界动力消耗的燃料增加了20倍，尤其近30年来，消耗指数直线上升。20世纪60年代初，全球能源消耗量每年平均约为40亿吨煤当量，70年代初已达80亿吨，进入80年代后，消耗量增长更为迅速，1980年至1989年间增长了17.8%，达到103.3亿吨煤当量。
世界能源的消耗结构在近20年中发生了很大变化。虽然，目前各种新型能源在不断开发利用，但在五大能源中，主要依靠石油、天然气和煤三大能源，其他能源消耗比重还很低，不足以根本改变原有的以石油、天然气消耗为主体的结构类型。据统计，从第二次世界大战结束以来的50余年中，引起国际石油市扬重大变动的事件就近10次，平均每5～6年发生一次。从1973年发生第一次石油价格危机到1989年间，煤炭消耗量由28.3%上升到31.1%；天然气由18.1%上升到23.1%；水力由5.4%上升到6.4%；而核能由0.6%上升到2.3%；唯有石油有所下降，由47.4%降至37%。由此可见，石油、天然气占世界能源消耗总量的60%左右，煤占30%左右，其他约占10%左右。
据国际能源资料统计和专家们预言，在五大能源中，适合于经济开采的石油和天然气资源只能再开采30年，最多50年内将耗尽。另据一些地质学的推测，全球石油资源总数的一半蕴藏在海底及地壳之下尚未发现。近年来专家估计海底石油储量约在2500亿吨以上，但按目前的消耗量计算，即使都开采出来，也仅够人类使用270年。煤炭是两千多年来的传统能源，它是由陆上森林掩埋在地下经长期变化而成的。因此，它的储量基本上不会增加，只会减少，煤炭同石油、天然气相比，虽储量大，消耗少，但总储量也仅够开采300年。铀矿资源已探明量和附加储量将在2030年以前开采完，即使包括推测储量在内，在大力发展核能的情况下，到2060年前全部铀矿资源也将用完。水力是较为理想的自然资源，但是，在工业国家，通过传统工艺发掘的水资源已开发了3/4左右，而利用水力发电建站投资大、周期长，且受地理条件限制。因此，能源危机即在眼前了。
正当人类加速扩大能源需求的同时，能源的可供应量和持续时间即日显危机，一场全面的能源危机摆在了人们面前。能源，已成为制约一个国家经济、科技、军事发展的制约产业，往往严重阻滞其他行业的发展，它迫使人们必须尽早采取紧急措施，在节约能源消耗的同时，积极开发新能源，以使人类渡过目前面临的能源危机。
能源与环境
现行能源体系严重威胁着生态环境。由于20世纪以来，世界能源结构主要是以燃烧化石燃料为主，其排放的大量有害物质，使大气环境受到严重污染，并危害着人类自身的身体健康。
据地球大气物理专家们测定，近几十年来，地球大气的化学成分已有很大变化：空气中的二氧化碳（CO2）成分增加了25%，氮氧化物（NOx）提高了19%，甲烷CCH4增加了100%。由于工业生产大量使用氯氟烃（CFC3）合成化学制品或制冷，使大气中饱含这种成分，不仅破坏了臭氧层，而且是促使大气变暖的因素。据专家分析表明，由于温室气体在大气中含量快速增长，地球变暖的速度比上个世纪要快10～50倍。1988年全球平均气温是近百年来最热的一年。
全球气候变暖和酸雨剧增，都与能源的利用相关，尤其是大量燃烧化石燃料，影响更甚。目前，世界能源的消费，主要是依靠石油、煤炭和天然气等化石燃料，约占总消耗量的75%。而燃烧化石燃料必将造成大气中二氧化碳等温室气体含量不断增加，而且每年以3%的速度增长着。根据国际气象权威机构预测，到2030年时，大气中二氧化碳的含量将增加一倍，从而使地球的平均表面气温升高1.5℃～4.5℃。若果真如此，人类社会将面临很多灾难。
扭转全球气温上升这一趋势，使世界逐步摆脱对化石燃料的巨大依赖，既是摆脱常规能源危机的重要步骤，又是稳定全球气温、改善生态环境的重要措施。
臭氧层的破坏与保护也是一个与能源有关的问题
1984年，英国科学界首次向外发布在南极上空发现臭氧空洞的新闻。
1985年，美国的气象卫星也观测到了这个“天洞”。之后，全世界的科学家们一直关注着臭氧层的变化情况。各个国家有关臭氧空洞的报道频频出现在新闻媒介上。现在，除了南极上空存在臭氧空洞外，北极和地中海上空也都形成了新的臭氧空洞。臭氧空洞的存在，说明了人类生存的地球上已发生了突然增强的大气变化，并将对人类生存产生深远的影响。
在距地表10～50公里高空的平流层存在一层薄薄的臭氧层，其浓度较低，最高浓度也不过10ppm（百万分之十）。它的数量虽然不多，但对陆地和海洋生物的作用都很大。在太阳辐射中，存在大量对人类和地球上动、植物有危害的紫外线。而臭氧刚好能吸收它。由于臭氧层的存在，它几乎吸收了来自太阳的紫外线总量的99%。这层薄薄的臭氧层形成了一道保护性的自然屏障，科学家们称之为“人类的核保护伞”。
臭氧层的变化对地球生物质的影响是十分深远的。臭氧的减少必将导致紫外线辐射的增强，这将对人体抗病能力产生抵消作用，从而诱发多种疾病。医学专家认为，大气层中的臭氧每减少1%，辐射到地表的紫外线就会增加2%，这将造成基础细胞癌变率增加4%；白内障患者增加0.2%～0.6%；皮肤癌发病率增加4%左右。臭氧减少，对陆生植物，特别是对农作物产生的有害影响，将使农业大幅度减产。如水稻、大豆等农作物在超剂量紫外线辐射后，将会明显减产，最大减产辐度可达25%。紫外线还对水里的动、植物造成严重损害，超剂量的紫外线还可改变淡水和海洋浮游生物的种群组成、海洋生物的食物链构成，从而引起生态群落结构发生演变，甚至可能造成生物灭绝等等。
关于造成臭氧层破坏的原因，在国际上说法不一。但较一致认为氯氟烃、溴化烃和氮氧化物等是破坏臭氧的主要物质，其中以氯氟烃类物质的破坏性最大。氯氟烃类物质主要用于制造制冷剂、发泡剂、洗净剂和推动剂等，广泛应用于工业生产和家庭生活。氮氧化物主要来自燃料燃烧以及农用化肥。这些物质进入大气经过化学反应消耗臭氧，从而引起臭氧减少，臭氧空洞的出现。另外，核试验也是影响臭层的因素。
要保护臭氧层，目前的有效方法就是要限制和减少以上有害物质的排放。1987年在加拿大蒙特利尔召开了有关保护臭氧层的国际会议，会议签订的《蒙特利尔议定书》明文规定限制氯氟烃类物质的生产量和消耗量。现在已有多个国家生产不含氟里昂的冰箱，我国称之为“绿色冰箱”。此外，改变能源结构以减少氮氧化物的排放，控制使用化肥，禁止核试验等均是保护臭氧层免遭进一步破坏的有效措施。
酸雨通常是指pH值小于5.6的酸性降水，其中致酸的主要物质是二氧化硫和氮氧化物。它们进入大气后，在水凝结过程中溶解于水形成硫酸和硝酸，进而随同雨雪降落地面形成酸雨。
酸雨在20世纪30年代始发于北欧，目前已发展到整个欧洲，北美地区也大量出现酸雨，东南亚、南亚地区亦先后出现了严重的酸雨问题。近些年来，我国的酸雨污染日益严重，特别是西南地区尤为严重。
酸雨的发生与二氧化硫和氮氧化物的大量排放有直接关系。在没有新型能源代替之前，目前还只能继续燃烧大量含碳化石燃料，这样就要继续排放这些有害物质。当前，欧洲每年排放硫3000万吨、氮600万吨，而且今后20年内将增加20%～30%。发展中国家由于工业发展，常规能源使用量持续上升。有害物质排放量将继续大幅度增长，从而必将导致酸雨问题日趋严重。
酸雨的发生，给人类生存带来严重危害。一是破坏陆地生态平衡，造成森林大面积死亡。意大利北部地区已有9000公顷森林因酸雨而死亡；瑞典也有25%的树木死亡，14%正在危急之中；酸雨已使欧洲数百种树木绝种；酸雨还会造成大片农作物减产，甚至完全绝收。二是污染水体，严重影响水生动物、植物的生长。瑞典9万多个湖泊中，有2万多个受酸雨损害，其中4万个鱼类已经绝迹；挪威南部80%的湖泊、溪水受害，1万3千多平方公里的湖面鱼类绝迹。三是造成土壤肥力下降，植物枯死。酸雨使土壤中的营养元素如钙、钾等酸化淋失，破坏土壤微生物生活环境，严重影响农作物和其他植物的生长。四是酸雨腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品和含碳酸钙的建筑材料，造成大量房屋、桥梁、铁路、输电线路、城市雕塑以及室外文物的损坏。
酸雨问题已成为涉及全球的环境问题。在目前的技术和经济条件下，主要可通过以下措施来扼制或减轻酸雨的危害：一是限制和减少二氧化硫和氮氧化物的排放量；二是改进燃料燃烧技术，对污染源进行消酸和脱硫处理；三是加强环境绿化，大量种植耐酸的抗污染树种，用以吸收和消除大气中的二氧化硫和氮氧化物；四是积极开发低污染或无污染的新能源，逐步改变能源结构，可以说这是最重要、最彻底的治理措施。
全球变暖，亦是能源利用方面所造成的后果之一
科学家们通过分析近几百年来气候变化史发现，全球气温正在逐步升高，特别是近一百年来，全球变暖的趋势更为明显。19世纪末，全球平均气温为14.5℃，目前已达15℃。若按目前趋势发展，到2040年，地球平均温度可能上升到17℃～18℃，到21世纪末将达22℃～23℃。地球变暖将给人类带来灾难性的危机。
关于全球变暖的原因，众说纷纭。但与能源的大量利用有关的原因至少可归为两个方面。
一是大气中二氧化碳等温室气体含量不断增加。而二氧化碳浓度的增加主要是大量燃烧煤炭、石油等含碳化石燃料造成的。1750年，大气中二氧化碳的浓度280ppm，1958年已上升到315ppm，1984年已达343ppm，1990年达360ppm，按此速度增加，到2040年，大气中二氧化碳浓度可比目前增加50%～60%，预计到21世纪末，其浓度将达600ppm，比1750年多2倍多。与此同时，能源消耗大幅度增加。1950年时，全球消费燃料折合标准煤为26.6亿吨，到1978年就上升到93亿吨，1989年达114.47亿吨，平均每年增加2%，预计到21世纪即可达200亿吨。
二是人为热量的排放。目前，能源的利用率较低，平均只有30%～40%，大量的能源燃烧后产生的热量以各种方式排放到环境中，使环境温度升高。全球气温的升高，会给全人类的生存和发展带来难以估量的灾难，其危害主要表现在以下几个方面：一是海平面会大幅度上升。全球气温上升，以致使世界沿海平原上的城市和农田被水淹没。如果全球气温升高25℃，海平面将比现在高5～7米，那么将会有相当一大批国家被海水吞没。海面上升还会加剧风暴、海潮及洪水的威胁，也会导致沿海地区土壤盐碱化。二是全球农业生产将产生重大变化。全球变暖使地表温度发生变化，已经适于粮食作物的地域，由于土壤、温度、湿度的变化而可能消失。农作物结构将发生重大改变。地球上的一些地方（如北美洲）将会因气温升高变得干旱。这些变化，必将影响农业生产，使粮食大幅度减产。三是全球气温将发生冷暖不均，全球变暖，将直接影响气候变化的因子发生重要变化，雨、雪、风、云、海洋流等将改变原有规律。其结果将会使全球冬季变短，气温升高，夏季变长，湿度减小，沿海地区更潮湿，而大陆内地会更加干燥。很明显，这将使人类生活环境变得更加恶劣。
全球变暖是十分有害的自然变化现象，最终可能使地球完全毁掉。在现阶段，要阻止或延缓这种现象的发生，最重要的是变更能源结构，极力减少使用有污染的化石燃料；其次改进燃烧技术，提高能源利用率，努力减少热量的排放。
能源开发利用带来的其他环境问题也很多。如煤炭的开采造成的环境污染。开采煤炭会造成地表沉陷，破坏地面的工程设施，大量占用和破坏耕地，影响生态平衡。采煤和煤炭洗选过程中均要产生大量废水，它们污染地表水和地下水，淤塞河道，影响农田生产。在矿井生产系统和选煤厂破碎、筛选、转载及储运过程中，还产生大量的煤尘。这些煤尘不仅影响矿工及周围居民的身体健康，污染大气，而且也损失燃料。
再如石油污染。目前石油污染最主要表现在对海水的污染。每年直接或间接进入海洋中的石油和石油产品总量约达1亿吨，占世界石油产量的3%。海洋所受到的严重石油污染，阻碍海水的正常蒸发，影响气候，危及海水中的水生物，也会污染海滩。
开发水利资源对环境生态也会产生影响
水力是一种比较清洁的能源，但是在开发水力资源时也有一些环境问题。近几十年来，世界各国的水电工程规模不断扩大，由此带来的对环境生态的影响也越来越明显，这种影响往往相当复杂，既有对人类有害的影响，也或多或少地有对人类有益的影响。其中有害的影响包括由于工程建设而造成的水质污染，森林植被毁坏以及工程建成后对江河入海口生态环境的影响、对人体健康的影响等等。有益的影响诸如调节库区温差、有利于发展渔业及为一些陆生植物提供有利生长条件等。
节流与开源
面对传统的常规能源危机日益逼近，天然资源条件更加恶化，深受天然资源限制的能源将会枯竭衰退。与此同时，随着科学技术的进步，社会经济的发展，对能源的需求不断扩大，供需矛盾迅速趋向激烈而尖锐。加之常规能源的大量消费对全球环境的严重危害愈发加深。在这种种矛盾的形势下，必将迫使这个对人类发展至关重要的自然动力领域发生一场新的“能源革命”，使能源的供需构成发生彻底的变革，以适应跨世纪的社会经济发展，得以沿着健康道路迈着巨大的步伐继续前进。
节约使用能源、提高能源危机的根本途径，除了“开源”，“节流”亦是同等重要的一个方面。美国能源专家D.约金在他的《能源未来》一书中讲到“有一种能源不产生放射性废料，也不涉及石油美元问题，而且没有什么污染。这种能源还能提供普通能源所不能提供的能量。然而，不幸的是，它并没有受到应有的重视”。目前，节约能源成为世界各国关心和研究的重大课题，甚至有人把节能称为世界的“第五大能源”，与煤、油气、水能、核能并列。我国亦在1997年的《中国的能源改革》中提出“能源开发与节约能源并重，把节约放在优先地位”的重要方针。节约能源做出成效，不仅可以缓解当前能源紧张的局面，而且可以促进国民经济的技术改变和设备的更新换代，改变不合理的产业结构和产品结构，提高能源管理水平，带动国民经济各部门不断向前发展。节能的过程，实质上就是一个生产和生活逐步现代化的过程。
节能虽以能源开发为前提，但它与开发相比有许多优点：它不需要从自然界去开发能源，是一种保护资源的“开发”；它不需要大规模的场地与设施的建设，是一种节省投资的“开发”；它不会产生和增加污染，是一种“绿色能源”；另外，节能还有周期短，参与面广等特点。
提高能源效率是解决能源问题的首要途径，而要提高效率，就必须在技术攻关上找出路。随着能源需求的增加，能源价格不断上涨，以及人类的环境意识不断增强，迫使许多国家都把励行节能、提高能源效率作为解决能源危机的重要手段，并作为政府的一项能源发展的基本政策之一。一些国家在能源投资中都把节能和提高能源效率摆在优先位置，予以投资相助，并已取得明显效果。
1990年，欧洲环境署发表了一篇研究报告指出，工业发达国家在能源投资中把提高能源效率摆在首位，就可使欧洲所需能源减少30%，而不会对经济发生影响。世界了望学会的丹尼斯·海斯也认为，从长远来看，美国在不影响生活水平的情况下，节约50%的能源是可能的。“世界资源研究所”和“国际环境与发展研究所”联合发表一份报告说，每生产1美元的国民生产总值，法国耗费的能源最少，为87194焦耳；中国最多，达433944焦耳。许多专家还指出，节能和提高能源效率也是解决全球变暖和其他环境问题的最好途径。“世界观察研究所”的研究也表明，若全世界的能源效率每年能提高3%，到2010年时世界燃烧化石燃料的碳排放量为60亿吨，可以保持与当前大体相同的水平，并预言在今后20年内，没有任何一种方法能像提高能源利用率那样大幅度减少二氧化碳的排放量。
据专家预测，从70年代世界第一次石油危机以来，“经济合作与发展组织”成员国把能源效率提高了25%，就相当于每年减少价值2500亿美元的能源消耗。同期，美国的经济增长了40%以上，而能源总消耗量只增加了5%，相当于每年节约能源费用1600亿美元。欧共体国家在1980～1989年间国民生产总值增长了21.6%，而能源的总消费量只增加了5%，这也是由于采取了一系列节能措施和采用能源新技术的结果，从而节约了大量能源费用。
经过近20年的节能效果显著、渡过能源危机有望的实践，各国都尝到了提高能源利用率的甜头，许多国家都在能源发展战略中把提高能源利用率列为重要项目，期望获得好成绩。欧共体国家1990年提出“节能5年计划”，中心是要提高欧共体国家能源利用率。该项计划目标是使欧共体国家减少能源消费12%，同时将二氧化碳的排放量减少15%。法国于1990年初也提出了“节能10年计划”，要求到2000年的10年中节约2600～3400万吨石油当量的能源消费。前苏联政府在1990年时也计划要把节能问题列为90年代能源政策的最优先位置，通过节能要使其能源消费总量减少30%。日本政府在推动节能工作上一直处于领先地位，采取许多措施，开发许多节能新技术，并取得较好成果。近年来，日本政府多次召集有关部门负责人会议，商讨节能对策，把节能作为国家能源政策的重要项目之一。
开展技术攻关，减少能耗，要首先抓住耗能大户，采取重点突破。工业发达国家中重工业部门消耗的能源占全国能源总消耗量的40%以上，对这些部门要采取加速推广各种节能新工艺、新设备和新材料，改造能耗大的用电设备和动力设备，减少和充分利用生产过程中大量余热，采取热电转供、余热发电、燃气－蒸气联合循环发电系统等技术措施。对交通运输、家用电器和生活用电，也要采取限制措施和鼓励有效利用能源等措施。
另外，积极开发热效率高的“磁流体发电技术”，美、前苏联、日、德等国也都努力研究多种燃料的磁流体发电技术，力争2000年进入实用。总的来说，随着高技术群体的不断发展，世界产业结构的及时调整，技术攻关和工艺改进取得成就，能耗降低，能源使用效率提高。
在1989年召开的第十四届国际能源大会上，专家们对全球能源的前景进行了深入分析。普遍认为，在今后20年里，世界能源的消费结构将会发生重大变化，供需关系的构成将出现新格局，能源消费量的绝对值将继续增长，但增长速度在变慢。据统计，1960年到1985年间全球能源消费增长了125%。从1986年到目前，并预测跨入新世纪的2020年间全球能源消费量将只增长50%～75%。石油消费的绝对数量可能会继续有所增长，但在能源消费中的比例将会明显变化；天燃气的消费会大量增加；核能也会有所增长；煤炭仍将占一定的比例。另据欧共体预测，世界初级能源需求量将由1987年的81.88亿吨石油当量上升到1990（年的89.38亿吨石油当量。其中煤炭的消费，尽管它是造成环境恶化的“罪魁祸首”，但短期内仍不可能完全抛弃不用，仍将占能源总数的26%左右；石油的消费仍将居高不下，到2000年时石油所占份额为33.5%；天燃气的消费比重将增加，形势看好。由于燃烧过程中，每单位热量天燃气所产生的二氧化碳比燃煤少75%，且总储量也较为丰富，因而许多国家将把发电用燃料逐步转向用天然气。对于核能的发展仍有两种不同看法：有的认为到2020年时，核动力能源将由占能源总数的12%下降到7%～8%；但绝大多数认为，从总体上看，核电事业在90年代将有较大的发展，核能不但消费量绝对值将大幅度增加，且在总能源中所占比例也会增长。据国际原子能机构预测，世界核电能力预计到2030年时所占比例将上升到23%。关于太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能等新能源的发展速度和所占比例，也有不同看法，有的预测到2020年时新能源占总能源比例仅为3%左右，同样，绝大多数人根据现实发展情况分析则认为必将有大幅度增长，肯定要超过10%以上。
这些对于新型能源增长速度和所占比例的不同预测，充分反映了对能源技术革命水平认识的不确定性，也反映了对再生能源的作用和对其发展的可能性，对核聚变、太阳能、地热能等技术方面取得突破的预测，对石油、天燃气等化石燃料供应的稳定性的程度，对提高能源利用率和大量节能技术的发展水平，以及从保护环境角度出发对能源消费提出的种种限制等多重因素的估价和认识的分歧。但凡事都是仁者见仁，智者见智，各有所得，各有所悟，对能源问题的认识和将采取的措施也是一样，各国都将根据各自的能源分布结构、生产、储量、消费情况等因素，确定自己的能源发展战略，调整自己的能源政策，使能源供需构成和消费模式产生更大的变革，“高耗能型”的产业结构将全面转向“节能型”、“智能型”和“高增殖型”的产业结构。
积极拓展能源市场，增强经济效益。能源产业的开发，必须依靠资金的支撑。虽然现在不能说要“以能养能”，但把能源开发的成果迅速转化为生产力，转化为商品，从而“捞回本钱”以扩大再生产，这也是能源产业发展的必由之路。要使新能源的开发形成技术经济效益型的开发，形成研制、开发、生产、利用一条龙的运行机制，使能源高技术迅速走向产业化、商品化、国际化的道路。1991年12月，美国能源部沃特金斯曾痛心疾首地表示，美国许多高技术工业化领域，学术机构的基础研究工作和应用开发脱节，使不少领域的产品为外国公司占领了市场。因此，美国能源和商业部正在制订一项工业开发计划，加速美国工业研究成果向商业市场的转化和应用。前不久，美国能源部就美国三大汽车厂商在开发制造电动汽车蓄电池方面签订了2.6亿美元的合同，以保证新型电池的行销。
许多国家对能源发展采取优惠政策，诸如减免利税，原材料价格优惠，对发展新能源、调整能源结构的项目给予优惠政策保证等，以提高新能源的投资效果。
新能源产品要尽快实现标准化、系列化、通用化、保证产品质量，便于维修，物美价廉，以扩展市场，拓宽销路。
在发展各种能源的过程中，要注意新能源产品尽快向商品化、产业化过渡。商品化和产业化是新能源发展获得生机的必要条件，只有这样才能获得效益，才能为再开发提供资金。
世界许多国家发展能源都已十分重视这一问题，今后必将更加重视，才能促进能源的大发展。
在能源危机和环境恶化的两重巨大压力下，迫使全世界的能源必须来一场大规模的技术革命，其重点内容和主攻方向就是要由以石油为骨干、以煤炭为基础的能源体系逐步向资源丰富的核能、水能、太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能等新型综合能源体系过渡，争取从根本上解决能源危机和环境危机。
发展各种新能源，既有技术问题，也有经济问题，科学技术需要得到经济后盾的支撑才能进步。各国根据自身的情况，特别是自然条件（优势资源、技术基础、地缘因素等）和经济承受力的程度，从能源开发的长远利益出发，把技术与经济结合起来一并考虑确实需要开发的重点新能源项目。
核能是当今世界各国瞩目的项目，有条件的（包括技术条件和经济条件）都要积极开发。这是跨世纪的重点能源之首，尽管由于发生了苏联切尔诺贝利核电站事故，一些公众有所抵制，但发展核电是大势所趋，不可逆转。截至1990年4月，已有30多个国家和地区的426座核电站（堆）在运行，还有96座（堆）在建设中。除了极少数的国家（如波兰政府）提出要停建唯一的一座核电站以外，许多国家都在发展中。
太阳能也是各国关注的能源重点项目。美国原先很重视，并已取得很大成果，但近些年由于政治、经济原因，进展开始有所减缓，但仍然在继续发展中，并搞出了新产品。日本则在太阳能应用上下了大功夫，不仅要搞地面上的太阳能发电、太阳能汽车、太阳能自行车，还搞了太阳能飞机，甚至要发展向人类提供永久能源的宇宙太阳能电站。德国也在研制小型高级太阳能发电站。
丹麦是最早利用风能的国家。美国在风力发电领域起步较晚，但发展很快，目前已是世界上装机容量最多的国家，到1990年时已接近200万千瓦，每年还新增容量约20万千瓦。墨西哥、英国、荷兰、西班牙、阿根廷等国风力发电机不断涌现，并越来越多，这些国家决心把风电的成本进一步降低，以此与火电相竞争。
地热能资源的利用范围已由供热沐浴迅速扩展到应用于发电技术。美国在利用地热能研究方面一直处于领先地位。英国也在积极发展。日本是一个多火山国家，地热资源丰富，日本的“阳光计划”对地热能源的开发寄予厚望，计划于1995年前开始1万千瓦的发电设备进行试运转，日本地热高温热水发电将是日本地热利用的主要形式。
欧洲历来很重视海洋能资源的开发利用，在发展波浪能、潮汐能、温差能等各种海洋能方面一直走在世界前列。英、法等国积极开发，并在90年代大力发展。我国扩大波浪能发电的试验范围，为21世纪初开展大型潮汐能电站工作进一步做好预研准备。
其他替代能源如氢能、甲醇、生物质能，大部分国家都处于起步阶段，20世纪末将使基础研究进入正轨，争取下世纪初能逐步登上能源舞台。有史以来，人类为寻觅赖以生存的能源，千辛万苦，历经艰险，获得了丰硕的果实，大大推动了社会经济生活的发展。但是，人类的发展是无止境的，“推陈出新”是事物发展的普遍规律，一切事物概莫能外。人类经济发展的动力也是一样，开发新型能源无疑已成为当今世界能源发展的大势所趋，这也是人类生存发展的必由之路。
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