As principais fontes de energia não renováveis incluem o carvão, o gás natural, o petróleo e a energia nuclear.

Depois de esgotadas, estas fontes de energia não podem ser substituídas, o que constitui um grande problema para a humanidade, uma vez que atualmente, permanecemos dependentes destes recursos para suprir a maior parte das nossas necessidades energéticas.

As fontes de energia renováveis utilizam recursos naturais considerados inesgotáveis e com capacidade de serem rapidamente repostos pela natureza, como a luz solar, a água e o vento.

A tecnologia utilizada para aproveitar a força do vento desenvolveu significativamente nos últimos dez anos. As turbinas eólicas recolhem e convertem a energia cinética produzida pelo vento, em eletricidade.

A energia eólica oferece muitas vantagens, o que explica o seu crescimento evidente nos últimos anos, em relação às demais fontes de energia.

Vantagens:

• A energia eólica cria empregos bem remunerados;
• É uma fonte de energia limpa e renovável;
• O vento não só é um recurso abundante e inesgotável, como também fornece eletricidade sem queimar qualquer combustível ou poluir o ar;
• É uma energia rentável. As turbinas eólicas terrestres em escala de utilização fornecem uma das fontes de energia a preços mais baixos atualmente disponíveis. Além disso, a competitividade dos custos da energia eólica continua a melhorar com os avanços na ciência e tecnologia da energia eólica;
• As turbinas eólicas funcionam em diferentes cenários. Gerar energia eólica enquadra-se bem em paisagens de trabalho agrícolas e de uso múltiplo. A energia eólica é facilmente integrada em áreas rurais ou remotas, tais como quintas ou comunidades costeiras e insulares, onde se encontram frequentemente recursos eólicos de alta qualidade.

Desvantagens:

• Os projetos eólicos nem sempre são competitivos em termos de custos em locais qcom pouco vento. A tecnologia da próxima geração, melhorias de fabrico e uma melhor compreensão da física das centrais eólicas podem ajudar a reduzir ainda mais os custos;
• Os locais ideais de instalação são frequentemente remotos. Os desafios de instalação devem ser superados para trazer eletricidade de parques eólicos para áreas urbanas, onde é necessária para satisfazer a procura;
• As turbinas produzem ruído e alteram a estética visual;
• As centrais eólicas podem impactar a vida selvagem local. Os avanços nas tecnologias, a localização adequada das plantas eólicas e a investigação ambiental em curso, estão a trabalhar para reduzir o impacto das turbinas eólicas na vida selvagem.

A energia solar é qualquer tipo de energia gerada pelo sol.

Esta energia é criada pela fusão nuclear localizada no sol. A fusão ocorre quando protões de átomos de hidrogénio colidem violentamente no núcleo solar e se fundem para criar um átomo de hélio. A energia solar é um recurso renovável.

Existem diferentes formas de capturar a radiação solar e de a converter noutras formas de energia.  Para isso, utilizam a energia solar ativa ou a energia solar passiva.

As tecnologias solares ativas utilizam dispositivos elétricos ou mecânicos que convertem ativamente a energia solar noutra forma de energia, em grande parte das vezes, calor ou eletricidade. As tecnologias solares passivas não utilizam quaisquer dispositivos externos. Em vez disso, aproveitam o clima local para aquecer estruturas durante o Inverno, e refletem o calor durante o Verão.

Vantagens

• Uma grande vantagem na utilização da energia solar é o facto de ser um recurso renovável;
• A energia solar é limpa. Depois do equipamento de tecnologia solar ser construído e posto em funcionamento, a energia solar não precisa de combustível para funcionar. Também não emite gases com efeito de estufa ou materiais tóxicos. A utilização da energia solar pode reduzir drasticamente o impacto que temos sobre o ambiente;
• As casas ou empresas que instalam painéis solares com sucesso podem de facto produzir eletricidade em excesso. Estes proprietários ou empresários podem revender energia ao fornecedor de eletricidade, ou partilhar com vizinhos, reduzindo os custos de eletricidade.

Desvantagens

• O equipamento necessário. O equipamento de tecnologia solar é caro. A compra e instalação do equipamento pode custar milhares de euros para casas individuais;
• O equipamento de energia solar também é pesado. A fim de se poderem equipar ou instalar painéis solares no telhado de um edifício, o telhado deve ser resistente, grande, e orientado para o sol;
• Quer a tecnologia solar ativa como a passiva dependem de fatores que não controlamos, como o clima e a cobertura de nuvens. As áreas locais devem ser estudadas para determinar se a energia solar seria ou não eficaz em determinado local.

A energia hídrica ou hidroelétrica como é frequentemente chamada, é uma forma de energia a partir da energia potencial da água em movimento, tal como a água que corre sobre uma queda de água para gerar eletricidade.

A água ganha energia potencial imediatamente antes de derramar sobre a parte superior de uma barragem ou de descer uma colina. A energia potencial é convertida em energia cinética à medida que a água desce. A água pode ser utilizada para girar as pás de uma turbina que gera eletricidade. A energia hídrica é a fonte de eletricidade renovável mais comummente utilizada. A China é o maior produtor de energia hídrica. Outros grandes produtores de energia hídrica em todo o mundo incluem os Estados Unidos, Brasil, Canadá, Índia e Rússia.

Vantagens:

• Energia limpa e rentável;
• As centrais hidroelétricas podem fornecer energia à rede imediatamente, servindo como uma forma flexível e fiável de energia de reserva durante grandes interrupções de eletricidade;
• A energia hídrica também produz uma série de benefícios, tais como o controlo de cheias, apoio à irrigação e abastecimento de água.

Desvantagens:

• Os reservatórios alteram drasticamente a paisagem e os rios em que são construídos. Barragens e reservatórios podem reduzir os caudais dos rios, aumentar a temperatura ou degradar a qualidade da água e causar a acumulação de sedimentos. Isto tem impactos negativos nos peixes, aves e noutros animais selvagens.

A energia geotérmica é a energia térmica da terra: Geo (terra) + térmica (calor).

Os recursos geotérmicos são reservatórios de água quente que existem ou são criados pelo homem na superficie da terra, a temperaturas e profundidades variáveis. Os poços, de alguns metros a vários quilómetros de profundidade, podem ser perfurados em reservatórios subterrâneos a vapor de torneira e água muito quente que pode ser trazida à superfície para utilização numa variedade de aplicações, incluindo produção de eletricidade, utilização direta, e aquecimento e arrefecimento.

Vantagens:

• Renovável: O calor que flui do interior da Terra é continuamente reabastecido pela decomposição de elementos radioativos naturais e permanecerá disponível durante milhares de milhões de anos;
• Produção de eletricidade de forma consistente e pode funcionar 24 horas por dia / 7 dias por semana, independentemente das condições meteorológicas;
• Os recursos geotérmicos domésticos podem ser aproveitados para a produção de eletricidade sem importação de combustível;
• As centrais geotérmicas consomem, em média, menos água ao longo do ciclo de vida do que a maioria das tecnologias convencionais de produção de eletricidade.

Desvantagens:

• Poluição sonora provocada pelo funcionamento das centrais geotérmicas;
• Emissão de H₂S (gás sulfídrico), nocivo à saúde humana;
• Alto custo para a construção e instalação das centrais;
• Sobreaquecimento do local onde é gerada;
• Possibilidade de afundamento do terreno e de abalos sísmicos;
• Possibilidade de contaminação dos rios e dos lagos, caso os fluidos térmicos não sejam devidamente retidos;
• Limitação da operação das centrais a locais com elevado aquecimento interno.

Embora as energias maremotriz e ondomotriz sejam ambas provenientes dos oceanos, apresentam entre si, algumas diferenças. A energia maremotriz provém do movimento das marés. Delas podem ser extraídos dois tipos de energia: a cinética, proveniente das correntes marítimas, e a potencial, gerada a partir da diferença de altura entre as marés alta e baixa. Assim, pode haver a transformação da energia cinética ou potencial em elétrica. Já a energia ondomotriz, como o próprio nome sugere, é gerada a partir do movimento das ondas do mar. Pode ser captada por absorvedores flutuantes, atenuadores, terminais ou por dispositivos overtopping (referem-se a grandes caixas, como balsas, que flutuam no mar).

Vantagens:

• É limpa: não emite gases poluentes;
• É renovável: as águas marítimas são um recurso inesgotável;
• É alternativa: pode ser utilizada em locais onde outras fontes de energia são mais escassas;
• É constante: não depende das condições climáticas para ser produzida;
• É previsível: é possível antecipar a ondulação marítima e as correntes das marés, o que, além de permitir que a quantidade de energia gerada possa ser prevista, reduz a necessidade de armazenamento;
• Pode apresentar um grande potencial energético: se bem explorada, pode favorecer a geração de uma boa quantidade de eletricidade.

Desvantagens:

• Os custos de instalação são bastante elevados;
• Só é produzida energia enquanto existir um desnível entre os níveis de água que se encontram nas partes superior e inferior do muro da barragem;
• Só podem ser instaladas centrais para a produção de eletricidade a partir desta energia em locais que respondam às necessidades geomorfológicas necessárias para a mesma e que possuam um desnível entre marés bastante elevado (cerca de 5,5 m);
• A sua construção pode acarretar grandes impactos ambientais devido à criação da albufeira.

A biomassa é qualquer matéria orgânica que possa ser utilizada como fonte de energia, portanto também como bioenergia. A biomassa pode ser utilizada de muitas formas, como por exemplo, um processo de biodegradação produzido por microrganismos pode ser utilizado para produzir biogás. Através da utilização das chamadas culturas energéticas (culturas não alimentares) podemos também obter biocombustíveis, cuja principal característica é serem neutros em carbono.

O biocombustível é uma fonte de energia alternativa produzida através de matérias-primas vegetais. Entre as matérias-primas que podem ser utilizadas para produzir o biocombustível, destacam-se a cana-de-açúcar, a mamona, o girassol, a soja, o milho, a beterraba e o trigo. Estas matérias dão origem a alguns tipos de combustíveis que podem substituir parcial ou completamente os de origem fóssil como o  etanol (pode ser derivado da cana-de-açúcar, beterraba e milho), o bioetanol (pode ser extraído dos vegetais e dos seus resíduos, como o bagaço da cana-de-açúcar, a palha do trigo e os restos de milho e de beterraba), o biodiesel (produzido a partir do óleo de sementes e grãos, como o óleo de girassol e o de soja), e o biogás (produzido a partir da decomposição de matéria orgânica, como o esterco, as palhas e o bagaço de vegetais).

Os processos mais utilizados para a produção de energia por meio da biomassa são: a pirólise, a gaseificação, a combustão e a co-combustão.

Vantagens

• A biomassa é uma energia renovável e está disponível e ao nosso alcance em praticamente todos os locais;
• É pouco poluente, não emitindo dióxido de carbono (de acordo com o ciclo natural de carbono neutro);
• É altamente fiável e a resposta às variações de procura é elevada;
• A biomassa sólida é extremamente barata, sendo as suas cinzas menos agressivas para o ambiente;
• A biomassa apresenta-se como mais económica comparativamente aos combustíveis fósseis;
• A utilização de biomassa permite a limpeza sustentável dos terrenos, principalmente nas comunidades rurais.

Desvantagens

• Desflorestação de florestas, além da destruição de habitats;
• Possui um menor poder calorífico quando comparado com outros combustíveis, ou seja, a energia da biomassa não é tão eficiente como outras fontes de energia;
• Os biocombustíveis líquidos contribuem para a formação de chuvas ácidas;
• Dificuldades no transporte e no armazenamento de biomassa sólida;
• Centrais de biomassa ocupam geralmente uma grande área, principalmente pelo espaço necessário ao armazenamento da biomassa.