可再生能源实际上存在于阳光，空气，地下深处和海洋中。它们是地球物理结构的一部分，这意味着它们不断通过自然方式进行更新，周而复始，无法用完。

这些可持续能源通常被称为“替代能源”，因为它们被认为是传统化石燃料（如石油和煤炭）的替代品。仅仅因为能源是可再生的并不意味着它是100％环保的。例如，水坝利用流动的水的力量，但它们也可以伤害鱼类和野生动物。风力涡轮机利用太阳能产生清洁电力，但制造过程会对环境产生影响。

但总而言之，替代能源包含的环境污染比化石燃料轻得多。这也是可再生能源如此重要的原因——它们是我们进入污染较少的世界的门票。即使我们没有面临气候变化的威胁，通过可再生能源以最大限度地减少污染也是保证健康的基础。

那么，可再生能源如何运作的呢？以下是七种可以直接或间接开发的清洁能源，以帮助我们的世界走向绿色并应对全球变暖。除了地热和氢气，太阳在这些类型的可再生能源中发挥着重要作用。

绿色可持续能源

通过利用自然过程（如阳光或波浪）产生五种替代能源。它们通常是最可持续的能源形式。

太阳能

阳光是一种可再生资源，其最直接的用途是通过捕获太阳的能量来实现。各种太阳能技术被用于将太阳的能量和光转化为热能：照明，热水，电力和（矛盾的）冷却系统，适用于企业和工业。

光伏（PV）系统使用太阳能电池将太阳光转化为电能。太阳能热水系统可用于通过平板太阳能集热器循环水来加热建筑物。光热发电系统则通过镜面反射集中太阳的热量来产生蒸汽进行发电。商业和工业建筑也可以利用太阳能来满足更大规模的需求，如通风，供暖和制冷。最后，合理周到的建筑设计可以被动地利用太阳作为加热和冷却的光源。

工商业企业和政府机 可以通过多种方式利用太阳能：安装家用太阳能系统或商用太阳能电池板; 建造或改造建筑物，以纳入太阳能热水，冷却或通风系统; 从头开始设计结构，利用太阳的自然属性进行被动加热和照明。

风能

风可以被认为是太阳能的一种形式，因为大气的不均匀加热和冷却会引起风（以及地球的旋转和其他地形因素）。风力可以被风力涡轮机捕获并转换成电力。同时，虽然占得比例已经很小，但风车今天仍然在为一部分农场抽水。

商业级风力发电系统可满足许多组织的可再生能源需求。单风力涡轮机可以发电以补充现有的电力供应。当风吹动时，系统产生的电力抵消了对电网的需求。成规模的风电场可以通过电力市场交易经过电网上网发电。

地热：来自地球的力量

地热能源自地球的热量。这种热量可以靠近地表或来自我们脚下的热水岩石和热水库。地热发电厂利用这些热源发电。在一个小得多的规模上，地热热泵系统可以利用地表下水进行供暖，或者在夏天供冷。

地热能可以是大规模商业能源解决方案的一部分，也可以是可持续能源示范项目实践的一部分。直接使用地热能可包括：加热办公楼或制造厂; 帮助种植温室植物; 养鱼场加热水; 并辅助各种工业过程（例如巴氏杀菌牛奶）。

从水车到水电

水力发电并不是一项新发明，今天，河流的动能以一种截然不同的方式被捕获并转化为水力发电。通常情况下水电是通过一套发电系统来实现的，其中水坝部分用于储水并产生势能差，当阀门打开时，水流过涡轮机以产生电力。更进一步的系统叫做“抽水蓄能水电”，其中水在下水库和上水库之间循环，以控制峰谷需求之间的发电量。另一种称为“河流水电”的类型，将一部分河流通过水道，不需要水坝。水电站的规模可以从诸如长江三峡等大型项目到几千瓦的微型水力发电系统。

来自海洋的力量

海洋可以产生两种类型的能量：来自太阳热量的热能和来自潮汐和波浪运动的机械能。海洋热能可以通过几个不同的系统转换成电能，这些系统依赖于温暖的地表水。“海洋机械能”利用地球自转和月球引力影响引起的潮汐起伏。来自风力波浪的能量也可以转换并用于帮助降低发电成本。

还有一些尚未成熟的技术，在利用洋流，海风和盐度梯度作为电力转换的来源。来自地表深处的冷海水可用于冷却建筑物（通常作为副产品生产淡化水），海滨社区可以采用上述方法挖掘上述天然海洋能源以补充市政电力和能源需求。

海洋能源是替代能源生产的一个不断发展的方向，我们星球的70％以上的地表被海洋覆盖，其未来看起来很有希望，但具体取决于地理位置、自然条件和技术进步。

其他替代能源

这两种类型的可再生能源必须使用机械手段生产，而不是通过利用自然过程。

生物能

生物能是一种可再生能源，源自生物质，可产生热量和电力，或生产液体燃料，如乙醇和生物柴油。尽管生物能产生的二氧化碳量与化石能源一样多，但作为生物质生长的过程中植物也从大气中去除了等量的二氧化碳，使环境影响保持相对中性。有许多系统用于产生这种类型的电力，从直接燃烧生物质到捕获和使用由有机物质的自然分解产生的甲烷气体。

在实际应用在，通过成套的系统设施以直接燃烧生物质以产生由涡轮机捕获的蒸汽以发电。在某些情况下，通过为设施供电以及加热设施，来实现热电联产。例如，造纸厂可以使用木材废料来产生电力和蒸汽来加热。农场运营可以使用小型模块化系统将牲畜的废物转化为电能。城镇可以利用垃圾填埋场中厌氧消化有机废物产生的甲烷气体，并将其用作发电的燃料。

氢：高能/低污染

氢是最简单的（由一个质子和一个电子组成）和宇宙中最丰富的元素，但在地球上并没有天然存在的氢气。而是存在于有机化合物（碳氢化合物，如汽油，天然气，甲醇和丙烷）和水（H2O）中。使用太阳光作为能源，一些藻类和细菌也可以在某些条件下产生氢气。

氢气能量高，燃烧时几乎不产生污染。自20世纪50年代以来，液态氢被用于将航天飞机和其他火箭发射到轨道。氢燃料电池将氢的潜在化学能转化为电能，纯水和热量是唯一的副产品。

然而，作为绿色能源的实际来源的这些燃料电池的商业化可能会受到限制，直到成本降低并且耐久性提高。氢气在工业中可用于精炼石油，处理金属，生产肥料和加工食品。此外，氢燃料电池中通过氢和氧原子结合以发电。