تعتمد العديد من الدول على الفحم والنفط والغاز الطبيعي لتزويد معظم احتياجاتها من الطاقة ، لكن الاعتماد على الوقود الأحفوري يمثل مشكلة كبيرة. الوقود الأحفوري مورد محدود. في نهاية المطاف ، سينفد العالم من الوقود الأحفوري ، أو سيصبح مكلفًا للغاية لاسترداد تلك المتبقية. يتسبب الوقود الأحفوري أيضًا في الهواء ، ماء وتلوث التربة والإنتاج غازات الاحتباس الحراري التي تساهم في الاحتباس الحراري.
توفر مصادر الطاقة المتجددة بدائل أنظف للوقود الأحفوري. فهي ليست خالية من المشاكل تمامًا ، ولكنها تنتج تلوثًا أقل بكثير وغازات دفيئة أقل ، وبحكم التعريف ، لن تنفد. فيما يلي مصادرنا الرئيسية للطاقة المتجددة:
الشمس هي أقوى مصدر للطاقة لدينا. يمكن استخدام ضوء الشمس أو الطاقة الشمسية في التدفئة والإضاءة وتبريد المنازل والمباني الأخرى وتوليد الكهرباء وتسخين المياه ومجموعة متنوعة من العمليات الصناعية. تتطور التكنولوجيا المستخدمة لحصاد طاقة الشمس باستمرار ، بما في ذلك أنابيب تسخين المياه على السطح ، والخلايا الكهروضوئية ، والمصفوفات المتطابقة. إن الألواح على السطح ليست متطفلة ، ولكن الصفائف الكبيرة على الأرض يمكن أن تتنافس مع موطن الحياة البرية.
الرياح هي حركة الهواء التي تحدث عندما يرتفع الهواء الدافئ ويندفع الهواء البارد ليحل محله. تم استخدام طاقة الرياح لعدة قرون لإبحار السفن ودفع طواحين الهواء التي تطحن الحبوب. اليوم ، يتم التقاط طاقة الرياح عن طريق توربينات الرياح واستخدامها لتوليد الكهرباء. تنشأ مشاكل بشكل دوري حول مكان تركيب التوربينات ، حيث يمكن أن تكون مشكلة في هجرة الطيور والخفافيش.
المياه المتدفقة في اتجاه مجرى النهر هي قوة قوية. المياه مورد متجدد ، يتم إعادة شحنها باستمرار من خلال الدورة العالمية للتبخر والهطول. تؤدي حرارة الشمس إلى تبخر المياه في البحيرات والمحيطات وتشكيل السحب. ثم تسقط المياه مرة أخرى إلى الأرض كمطر أو ثلج وتصرف في الأنهار والجداول التي تتدفق إلى المحيط. يمكن استخدام المياه المتدفقة لتشغيل عجلات المياه التي تدفع العمليات الميكانيكية. وتستحوذ على التوربينات والمولدات ، مثل تلك الموجودة في العديد من السدود في جميع أنحاء العالم ، يمكن استخدام طاقة المياه المتدفقة لتوليد الكهرباء. يمكن استخدام التوربينات الصغيرة لتشغيل المنازل الفردية.
تعد الكتلة الحيوية مصدرًا مهمًا للطاقة منذ أن بدأ الناس في حرق الأخشاب لطهي الطعام وتدفئة أنفسهم ضد البرد الشتوي. لا يزال الخشب هو المصدر الأكثر شيوعًا لطاقة الكتلة الحيوية ، لكن المصادر الأخرى لطاقة الكتلة الحيوية تشمل المحاصيل الغذائية والأعشاب والنباتات الأخرى ، النفايات والمخلفات الزراعية والحرجية ، والمكونات العضوية من النفايات البلدية والصناعية ، وحتى غاز الميثان الذي يتم حصاده من المجتمع مدافن النفايات. يمكن استخدام الكتلة الحيوية لإنتاج الكهرباء وكوقود للنقل ، أو لتصنيع منتجات قد تتطلب استخدام الوقود الأحفوري غير المتجدد.
الهيدروجين لديه إمكانات هائلة كمصدر للوقود والطاقة. الهيدروجين هو العنصر الأكثر شيوعًا على الأرض - على سبيل المثال ، الماء يمثل ثلثي الهيدروجين - ولكن في الطبيعة ، يوجد دائمًا في تركيبة مع عناصر أخرى. بمجرد فصلها عن العناصر الأخرى ، يمكن استخدام الهيدروجين لتشغيل المركبات واستبدال الغاز الطبيعي للتدفئة والطهي وتوليد الكهرباء. في عام 2015 ، أصبحت أول سيارة ركاب إنتاجية تعمل بالهيدروجين متوفرة في اليابان والولايات المتحدة.
تنتج الحرارة داخل الأرض بخارًا وماءًا ساخنًا يمكن استخدامهما لتوليد الطاقة وتوليد الكهرباء أو لتطبيقات أخرى مثل التدفئة المنزلية وتوليد الطاقة للصناعة. يمكن استخلاص الطاقة الحرارية الأرضية من الخزانات العميقة تحت الأرض عن طريق الحفر ، أو من الخزانات الحرارية الأرضية الأخرى القريبة من السطح. يستخدم هذا التطبيق بشكل متزايد لتعويض تكاليف التدفئة والتبريد في المباني السكنية والتجارية.
يوفر المحيط عدة أشكال من الطاقة المتجددة ، وكل منها تحركه قوى مختلفة. يمكن تسخير الطاقة من أمواج المحيط والمد والجزر لتوليد الكهرباء ، كما يمكن تحويل الطاقة الحرارية للمحيطات - من الحرارة المخزنة في مياه البحر - إلى كهرباء. باستخدام التقنيات الحالية ، فإن معظم طاقة المحيطات ليست فعالة من حيث التكلفة مقارنة بمصادر الطاقة المتجددة الأخرى ، لكن المحيط لا يزال مصدرًا مهمًا محتملًا للطاقة في المستقبل.