能源是发展农业、工业、国防、科学技术和保障人民生活的重要物质基础。煤、石油、天然气是当今世界最重要的三大化石燃料，它们以及从中分离出来的各种燃料照亮了我们这个世界，使整个世界变得美丽多姿。然而，这些资源在地球上的蕴藏量是有限的，按照目前这些能源的消耗速度，并考虑人口增长等因素，有人估计石油和天然气不过几十年，煤不过几百年就会消耗完。
我们一方面要节约开发现有的能源，另一方面还要研究和开发如太阳能、地热能、风能、氢能、核能、潮汐能等新的能源。
新能源又称非化石能源，是指除煤炭、石油和天然气等化石能源之外的各种能源，如风能、太阳能、地热能、水能、海洋能、生物质能和核聚变能等，具有储量大、污染小等特点，属于绿色、环保、清洁、安全、高效的能源。对于解决能源矿产的枯竭问题、地球环境的污染问题，以及煤矿开采的安全问题具有重要意义。
1.太阳能
太阳照射到地面的能量相当于全球能耗的1.6万倍，既无污染，又是永久性能源。可惜太阳辐射到地球的能量密度太低，只有1kW／平方米。太阳能的利用形式主要有两种：一是热能的直接利用，如利用镜面或反射槽将太阳光聚焦在收集器上，由中间介质吸热产生蒸汽，推动气轮机组发电；另一种形式是利用小型太阳能装置为房屋采暖供热，现己大量应用。
发达国家都在积极开发太阳能，如美国“百万屋顶”计划、日本“600个屋顶”太阳能电池系统等。我国对西部地区把太阳能的利用列为重点，因为西部地区日照好、居民分散，适合发展太阳能。
2.地热能
地热能是指贮存在地球内部的可再生能源，起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。其储量比目前人们所利用的总量多很多倍，而且集中分布在构造板块边缘一带、该区域也是火山和地震多发区。地下水的深处循环和来自极深处的岩浆侵入到地壳后，把热量从地下深处带至近表层。在有些地方，热能随自然涌出的热蒸汽和水（也称温泉）而到达地面，它们广泛被用于洗浴和蒸煮。通过钻井，这些热能可以从地下的储层引入水池、房间、温室和发电站。这种热能的储量相当大。
如北京奥运村项目、上海世博园项目、北京当代万国城、北京用友软件园、北京果品市场、天津工业大学新校区热泵系统工程。
3.风能
太阳能在地面上约2％转变为风能，全球风力用于发电功率可达11.3万亿kW，很有发展前景。风能与风速密切相关，我国沿海与西北地区的风力资源丰富，大有作为，但风车材料是关键。一个2.5MW的风车，转子叶片直径要
新疆、内蒙古自治区、山东等各省都有规模的风能项目。
3.核能
原子核在聚变和裂变时，能放出巨大的能量，简称核能。核裂变的燃料是铀、钚等物质，核聚变的燃料是氘、氚等物质。有些物质，例如钍，本身并非核燃料，但经过核反应可以转化为核燃料。核能不仅单位质量产生的能量大，而且资源丰富。据初步统计，地球上已勘探到的铀矿和钍矿资源，按蕴藏的能量计算，相当于地壳中有机燃料能量的20倍，如果将可控聚变反应产生能量用于工业，那么人类就更不必为能源供应担忧了。
核能发电是利用核能的重要形式。从廿世纪50年代第一座核电站建成以来越来越受到人们重视，许多国家先后建造了核电站。据统计，截止2002年底世界上已有30多个国家和地区建成约441座核电站，发电容量约为3.6亿千瓦。预计到2030年，世界核电站总数将达到1000座，核发电量将占总发电量的三分之一，可以预期在相当长一段时期内核电将成为电力工业的支柱。
核能除了用来发电外，还可以作为船舶、火箭、宇宙飞船、人造卫星等的动力能源。特别是核动力不需要空气助燃，因而它在地下、水下、空间等缺乏空气的环境下作为特殊动力，它将是人类开发海底世界的理想能源。
中国核电工业现在有11座反应堆在运行，并且还在以每年10座的增速迅猛发展。鉴于中国是目前世界上主要的碳排放国，核电规模的扩张对减排而言是相当有益的。
4.氢能
氢被认为是理想能源，资源丰富、热值高、无污染。但是氢作为能源，存在两个问题，一是氢的来源，只能通过电解水，太阳能分解水，生物制氢，以及化工、冶金等流程制氢，这就需要消耗能源；二是氢在存储、运输及应用过程中容易发生爆炸，加上氢对材料产生氢脆、氢腐蚀，以及氢渗漏等，所以近年来对储氢材料的研究很多。一种储氢方式是将材料与氢结合成为氢化物，需要时加热放氢，放完后还可继续充氢。同时储氢材料又是高能蓄电池的负极。目前正在研究的纳米碳管，因其储氢能力大而受到广泛关注。
5.潮汐能
潮汐能是一种海洋能，是指海水潮涨和潮落形成的水的势能。在海洋中，月球的引力使地球的向月面和背月面的水位升高。由于地球的旋转，这种水位的上升以周期为12小时25分和振幅小于