风能是空气在流动时所产生的能量，而大气运动的能量来源于太阳辐射。由于地球表面各处受太阳辐射后散热的快慢不同，加之空气中水蒸气的含量不同，从而引起各处气压的差异，结果高压地区空气便向低气压地区流动，从而形成了风，因此，风能是一种不断再生的没有污染的清洁能源。太阳不断地向地球辐射能量，而到达地球的太阳辐射能中，约有20％被地球大气层所吸收，其中只有很小的一部分被转化为风能，它相当于10300亿吨煤所储藏的能量。据计算，风能量大约相当于目前地球上人类一年所消耗能量总和的100倍。
风能的大小和风速有关，风速越大，风所具有的能量就越大。
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，其中以风力发电为主。
以风能作动力，就是利用风来直接带动各种机械系统的装置，如带动水泵提水等。这种风力发动机的优点是，投资少、工效高、经济耐用。目前，世界上约有一百多万台风力提水机在运转。澳大利亚的许多牧场，都设有这种风力提水机。在很多风力资源丰富的国家，科学家利用风力发动机铡草、磨面和加工饲料等。
利用风力发电，以丹麦应用最早，而且使用较普遍。早在1910年，丹麦就已有数百个容量为5～25千瓦的风力发电站。到20世纪50年代中期，丹麦成千个农庄利用风力发电照明和提供所需要的电力。美国曾建造过一座1250千瓦的风力发电站，但由于发电机叶片重达八吨而被折断，故只运行了一年多就停止了试验。法国在20世纪50年代也建造了一座800千瓦的风力发电站；前联邦德国建造的一座100千瓦的风力发电站，自1959年起一直向电网供电。
高效安全的核能
从1954年前苏联建成世界上第一座核电站以来，人类和平利用核能的历史还不到半个世纪，然而，核能的发展却异常迅速。特别是近20年来，它以极大的优势异军突起，成绩卓著，已成为世界舞台上一个引人注目的角色。
到1991年底，全世界有近30个国家和地区拥有近420座核电站，另有76座正在建设中。我国首座核电站秦山核电站，已于1991年正式投入运行，这标志着我国核能利用已经进入了一个新阶段。
目前，核能发电可满足世界电力需要的20％左右。据专家们预计，到2000年，全世界核电站的总发电量可达72000～95000万千瓦，届时核能发电量将是世界总发电量的30％～50％。到21世纪中叶，核能将取代石油等矿物燃料而成为世界各国的主要能源。
前景广阔的海洋能
辽阔浩瀚的海洋，不仅使人心旷神怡，而且使人迷恋和陶醉。然而，大海最诱人的地方，还在于它蕴藏着极为丰富的自然资源和巨大的可再生能源。那波涛汹涌的海浪、一涨一落的潮汐、循环不息的海流、不同深度的水温、河海水交汇处的盐度差，都具有可以利用的巨大能量。另外，占地球表面积约70％的海水中，还可以取得丰富的热核燃料和氢。
海洋能主要来源于太阳能。它的分布地域广阔，能量比较稳定，而且变化有一定规律，可以准确预测。例如，海水温差和海流随季节而变化，而潮汐的变化则具有一定的周期性。
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。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，海流和盐度差能的开发，仅处于原理研究阶段。
全世界海洋能的总储量，约为全球每年耗能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，海洋能在造福于人类方面，将发挥巨大而重要的作用。
海洋潮汐发电
海洋的潮汐，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。通常，将海水白天涨落叫“潮”，晚上涨落叫“汐”，合称为“潮汐”。由于月亮离地球较近，它对海水的吸引力约为太阳的2.7倍，因此月亮对海水的吸引力是产生潮汐的主要原因。
潮汐天天发生，循环不已，永不停息。
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，就把大量海水的动能转化为势能；在落潮过程中，海水又奔腾而去，水位逐渐降低，大量的势能又转化为动能。
海水在涨落潮运动中所蕴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。潮汐的能量是非常巨大的，据初步计算，全世界海洋储藏的潮汐能约有27亿千瓦，每年的发电量可达33，480万亿度。所以，人们把潮汐能称为“蓝色的煤海”。
随着科学技术的发展，人们已不满足于利用潮汐的力量来推动水车和水磨了，而是要用潮汐能来发电。目前，世界上法国、英国、美国、加拿大、独联体和阿根廷等许多国家都建造了潮汐发电站，其中以法国的朗斯潮汐电站最大，它的总装机容量为24万千瓦。
潮汐发电的原理与一般的水力发电相似，是在海湾或有潮汐的河口上建筑一座拦水堤坝，将入海河口和海湾隔开，建造一个天然水库，并在堤坝中或堤旁安装水轮发电机组，利用潮汐涨落时海水水位升降，使海水通过水轮机推动水轮发电机组发电。
总的来看，潮汐发电具有如下优点：
潮汐发电的水库都是利用河口或海湾建成的，不占用耕地，也不像河川水电站或火电站那样要淹没或占用大面积土地。
潮汐发电站不像河川水电站那样受洪水和枯水季的影响，也不像火电站那样污染环境，是一种不受气候条件影响的、干净的发电站。
潮汐电站的堤坝较低，容易建造，投资也较少。
海浪发电
大海从来是不平静的，无风时它微波荡漾，有风时则巨浪翻滚。那奔腾咆哮的海浪猛烈地拍击着海边的岩石，发出雷鸣般的轰响声，激溅起高高的浪花，这是海浪在显示它那无穷的力量。海浪的高度一般不超过20米，可是它冲击海岸时却能激起六、七十米高的浪花。这浪花曾将斯里兰卡海岸上一个60米高处的灯塔击碎；拍打海岸的激浪曾把法国契波格海港三吨半的重物抛过六米的高墙；在苏格兰，巨大的海浪把1350吨的庞然大物移动了10米；在荷兰的阿姆斯特丹，一个20吨重的海中混凝土块被海浪举起七米多高，又抛到距海面1.5米的防波堤上；1952年，一艘美国轮船在意大利西部海面上被浪头劈成两半，一半抛上了海岸，另一半冲到很远的海洋里。
由此可见，海浪蕴藏着巨大的能量。据测试，海浪对海岸的冲击力每平方米达20～30吨，最大甚至可达60吨。因此，人们早在几十年前就开始研究海浪能的利用，以便使它更好地为人类服务。
1964年，日本研制成了世界上第一个海浪发电装置——一航标灯。虽然这台发电机发电的能力仅有60瓦，只够一盏灯使用，然而它却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，因而是一种干净的发电技术。这种不占用任何土地，只要有海浪就能发电的方法，特适合于那些无法架设电线的海岛使用。
20世纪70年代末期，日本研制成了一种大型海浪能发电船，并进行了海上试验。它能发出100～150千瓦的电能，而且具有远离海岸的电力传输装置。这艘发电船通常停泊在离岸3000米的海上，船长80米，宽12米，总重500吨，停泊海域的水深为42米，在船的内室里，安装了几台海浪发电装置。
英国20世纪90年代初期在苏格兰建成了一座发电能力为75千瓦的海浪发电站。英国是继挪威、日本之后利用海浪发电的第三个国家。英国的爱丁堡大学正在研制五万千瓦的海浪发电装置，而且还将在海岸以外的海面上建造海浪能发电站。挪威的科学家大胆地提出用人力制造大的波浪来进行发电，这将使海浪发电的研究试验工作进入一个新阶段。
目前，世界上已有几百台海浪发电装置投入运行，但它们的发电能力都比较小，需要进一步研究。海浪能是人们从海洋中可以获得的重要能源，也是一种亟待开发利用的现代新型能源。
海水盐差发电
海水里面由于溶解了不少矿物盐而有一种苦咸味，这给在海上生活的人用水带来一定困难，所以人们要将海水淡化，制取生活用水。然而，这种苦咸的海水大有用处，可用来发电，是一种能量巨大的海洋资源。
在大江大河的入海口，即江河水与海水相交融的地方，江河水是淡水，海水是咸水，淡水和咸水就会自发地扩散、混合，直到两者含盐浓度相等为止。在混合过程中，还将放出相当多的能量。这就是说，海水和淡水混合时，含盐浓度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，不过渗透压力小。这种渗透压力差所产生的能量，称为海水盐浓度差能，或者叫做海水盐差能。
海水盐差能是由于太阳辐射热使海水蒸发后浓度增加而产生的。被蒸发出来的大量水蒸气在水循环过程中，又变成云和雨，重新回到海洋，同时放出能量。
由于海水盐差能的蕴藏量十分巨大，世界上许多国家如美国、日本、瑞典等，都在积极开展这方面的研究和开发利用工作。我国也很重视海水盐差能的开发利用，据估计，我国在河口地区的盐差能约有1.6亿千瓦。
海水温差能
海水的温度随着海水的深度的增加而降低。这是因为太阳辐射无法透射到400米以下的海水，海洋表层的海水与500米深处的海水温度差可达20℃以上。通常，将深度增加100米的海水温度之差，称为温度递减率。一般来说，在100～200米的深度范围内，海水温度递减程度最大；深度超过200米后，温度递减率显著减少；深度在1000米以上时，温度递减率则变得很微小。
海洋中上下层水温的差异，蕴藏着一定的能量，叫做海水温差能，或称海洋热能。利用海水温差能可以发电，这种发电方式叫海水温差发电。
现在新型的海水温差发电装置，是把海水引入太阳能加温池，把海水加热到45～60℃，有时可高达90℃，然后再把温水引进保持真空的汽锅蒸发进行发电。
用海水温差发电，还可以得到副产品——淡水，所以说它还具有海水淡化功能。一座10万千瓦的海水温差发电站，每天可产生378立方米的淡水，可以用来解决工业用水和饮用水的需要。另外，由于电站抽取的深层冷海水中含有丰富的营养盐类，因而发电站周围就会成为浮游生物和鱼类群集的场所，可以增加海捕鱼量。
大有希望的地热能
我们居住的地球，很像一个大热水瓶，外凉内热，而且越往里面温度越高。因此，人们把来自地球内部的热能，叫地热能。地球通过火山爆发和温泉等途径，将它内部的热能源源不断地输送到地面，人们所热衷的温泉浴，就是人类很早开始利用的一种地热能。然而，目前对地热能大规模的开发利用还处于初始阶段，所以说地热能还属于一种新能源。
在距地面25～50千米的地球深处，温度为200～1000℃；若深度达到距地面6370千米即地心深处时，温度要高达4500℃。
据估算，如果按照世界动力消耗的速度完全只消耗地下热能，那么即使使用4100万年后，地球的温度也只降低1℃。由此可见，在地球内部蕴藏着多么丰富的热能。温度分布是很规律的，通常，在地壳最上部的十几千米范围内，地层的深度每增加30米，温度便升高约1℃；在地下15～25千米之间，深度每增加100米，温度上升1.5℃；25千米以下的区域，深度每增加100米，温度只上升0.8℃；以后再深入到一定深度，温度就保持不变了。
地球深层为什么储存着如此多的热能呢？它们是从哪里来的？对于这个问题，目前还处于探索阶段。不过，大多数学者认为，这是由于地球内部放射性物质自然发生蜕变的结果。在核反应的过程中，放出了大量的热能，再加上处于封闭、隔断的地层中，天长日久，经过逐渐的积聚，就形成了现在的地热能。值得指出的是，地热资源是一种可再生的能源，只要不超过地热资源的开发强度，它是能够补充而再生的。
通常，人们将地热资源分为以下四类：
水热资源、地压资源、干热岩、熔岩。
到目前为止，对于地热资源的利用主要是水热资源的开发。近年来，一些国家开始进行干热岩的开发研究和试验，开凿人造热泉就是干热岩的具体应用之一。而地压资源和熔岩资源的开发尚处于探索阶段。
地热在世界各地的分布是很广泛的。美国阿拉斯加的“万烟谷”是世界上闻名的地热集中地。横跨欧亚大陆的地中海——喜马拉雅地热带，从地中海北岸的意大利、匈牙利经过土耳其、独联体的高加索、伊朗、巴基斯坦和印度的北部、中国的西藏、缅甸、马来西亚，最后在印度尼西亚与环太平洋地热带相接。
有人做过计算，如果把全世界火山爆发和地震释放的能量，以及热岩层所储存的能量除外，地下热水和地热蒸汽储存的热能总量，就为地球上全部储藏量的1.7亿倍。在地下三公里内目前可供开采的地热能，相当于29，000亿吨煤燃烧时释放的全部热量。可以看出，地热能的开发与利用有着广阔的前景。
对于地热能的开发与利用，如果从1904年意大利建成世界第一座地热发电站算起，已有近百年的历史了。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打出地热泉与地热井7500多处，使地热能的开发和利用得到不断地扩大。
利用地热能发电，具有许多独特的优点：建造电站的投资少，通常低于水电站；发电成本比水电、火电和核电站都低；发电设备的利用时数较长；地热能干净，不污染环境。发电用过的蒸汽和热水，还可以用于取暖或其他方面。
现在，美国、日本、独联体、意大利、冰岛等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，装机总容量达320万千瓦。
另外，地热能在工业上可用于加热、干燥、制冷与冷藏、脱水加工、淡化海水和提取化学元素等；在医疗卫生方面，温泉可以医治皮肤和关节等的疾病，许多国家都有供沐浴医疗用的温泉。
现在，随着科学的发展，人们开始在岩浆体导热源周围建立人工热能存积层，以便开发利用热源蒸汽的高温岩体来发电。人们预计，到本世纪初，世界地热发电的总能力可达一亿千瓦。
理想的能源——氢能
