我们已知的能源大体有三类:来自地球以外天体的能源,主要是太阳能;地球本身蕴藏的,如海洋和地壳中储存的原子核能和地热;地球和其他天体相互作用产生的能,如潮汐能。
人类利用能源的历史表明,随着科学技术和社会生产的发展,旧的能源总要被新的能源逐步代替。在18世纪60年代以前,草木燃料、畜力、风力、水力是人们的主要能源。工业革命以后,煤、石油、天然气逐渐成为主要的能源。然而这些矿产能源总有消耗完的一天。随着社会生产和科学技术的进一步发展,新的能源必然要取代煤、石油和天然气。
近期目标中的新能源主要是利用地热、海洋潮汐、核燃料、太阳能。
利用地热的方法主要有地热发电和地热采暖两种。地热发电的基本原理和一般火力发电一样,是利用热能通过机械能的中间转换产生电能。
潮汐蕴藏的能量很大。潮汐发电的原理和一般水力发电的原理大同小异,是利用海水潮涨潮落的水位差来推动水轮机发电的。
核能过去常叫原子能,是原子核发生变化时释放出来的能量。获得核能有两种途径,一种是原子核的裂变,指的是一个原子分裂成两个以上的其他原子。一种是原子核的聚变,指的是两个以上原子熔合成一个较大的原子。核能就是裂变或聚变反应中释放出来的能量。原子弹是根据裂变的原理制成的,氢弹是根据聚变的原理制成的。现在,和平利用核能的前景非常广泛,核电站、原子能破冰船等都利用了核能。使用核能的最大优点是所耗燃料的量极少。一艘装有小型原子炉的船,可以环绕地球航行而不用添加燃料;和每年耗煤三四百万吨的火电站发同样多电的核电站,每年仅需铀燃料三四十吨。而在地壳中、海洋中蕴藏着极丰富的核燃料。
太阳能是一种巨大的能源。太阳能热水器、太阳能发电站、太阳能电池是直接把太阳能转换成热能、电能加以利用的设备。地球上的绿色植物每年吸收的太阳能比人类每年使用的能量要多几十倍,所以开发和利用植物储存的太阳能也是扩大能源的重要途径,如用玉米造乙醇(酒精),有机物发酵生产沼气都是对植物储存的太阳能的利用。