20世紀人類文明發展在相當程度上依賴于煤炭、石油、天然氣等化石能源的開發利用。然而，這些化石能源的儲量有限，而且過度利用化石能源也給地球環境造成了嚴重危害，使人類生存空間受到了極大的威脅。即將于法國巴黎召開的聯合國氣候大會就將對控制氣候變暖進行多國協作，其中，能源使用造成的污染排放是治理的重點之一。
　　為了減輕污染對環境和公眾健康的危害，更加有效地開發利用新能源就成為了保護環境、改善環境質量的重要突破口。如今，人們已經掌握利用了太陽能、風能、核能等多種清潔能源來代替化石能源的方法，這些清潔能源不但污染低，而且用之不盡，完全可以實現人類可持續發展的美好夢想。
　　太陽能：真正可以靠天吃飯
　　人類利用太陽能有著悠久的歷史，早在兩千多年前，人們就知道利用鋼制四面鏡聚焦太陽光來點火以及利用太陽能來干燥農副產品。其實，太陽能作為取之不盡用之不竭的清潔能源，有著巨大的開發應用潛力。國際能源署數據顯示，如果在全球4%的沙漠上安裝太陽能光伏系統，就足以滿足全球能源需求。而美國推出的“光伏建筑計劃”、歐洲的“百萬屋頂光伏計劃”、日本的“朝日計劃”以及中國開展的“光明工程”更是在全球掀起了太陽能的應用熱潮。
　　太陽能雖然是大家公認的清潔能源，但是利用起來也有其相應的局限性。首先，雖然到達地球表面的太陽輻射的總量很大，但是能流密度很低。而且還會受到晝夜、季節、地理緯度和海拔高度等自然條件的限制以及晴、陰、云、雨等隨機因素的影響。其次，目前太陽能利用的發展水平，有些方面在理論上是可行的，技術上也是成熟的。但有的太陽能利用裝置，因為效率偏低，成本較高，總的來說，經濟性還不能與常規能源相競爭。
　　不過，隨著科學技術的進步，人們設計出的薄膜電池已經克服了轉化率低的缺點。目前，全球范圍建造起一座座光伏電站，價格低廉的太能發電技術彌補了大城市對電力部分的需求。而未來太陽能發電將成為全球總量的重要組成部分，有專家預測，未來太陽能的發展將取代化石能源甚至是核能成為世界第一。
　　風能：發電成本低且儲量巨大
　　在自然界中，風也是一種可再生、無污染而且儲量巨大的能源。隨著全球氣候變暖和能源危機，各國都在加緊對風力的開發和利用。風能的利用主要是以風能作動力和風力發電兩種形式。
　　風能做為潔凈的能量來源。只要選擇在適當地點，風力發電成本很低。而且風能設施多為立體化設施，也可保護陸地和生態。不過，風能利用受地理位置限制嚴重，在許多地區風速不穩定，因此產生的能量大小不穩定。此外，進行風力發電時，風力發電機會發出龐大的噪音，對周圍環境也造成了一定的損害。
　　世界風能組織對未來風能的發展分析稱，由于風能的低風險特點及世界各國對清潔可靠能源的需求，未來風能將得到越來越多的重視和投資。預計到2020年，全球風力發電裝機容量至少可達到1500GW，風力發電量有可能達到全球電能消耗的12%。
　　海洋能：利用方式多樣
　　地球有80%被海洋覆蓋，海洋中蘊含著強大的能量。海洋能指蘊藏于海水中的各種可再生能源，包括潮汐能、波浪能、海流能、海水溫差能、海水鹽度差能等。這些能源都具有可再生性和不污染環境等優點，是一項亟待開發利用的具有戰略意義的新能源。
　　雖然，海洋能也是取之不竭的，但是目前獲取能量的最佳手段尚無共識，大型海洋能項目可能會破壞自然水流、潮汐和生態系統。