Hernieuwbare energie verwijst naar energie die wordt opgewekt uit natuurlijke hulpbronnen die in de normale loop van het proces worden aangevuld. Zonne-energie, windenergie, getijdenenergie, enz. en energie uit biomassa en biobrandstoffen vallen in deze categorie.

We zullen kort ingaan op de belangrijkste hernieuwbare energiesystemen:

• Zonne-energie
• Windenergie
• Getijde(golf)kracht
• Biomassa

Zonne-energie als hernieuwbare energiebron

De zon heeft een oppervlaktetemperatuur van ongeveer 27 miljoen graden. C. en zendt stralingen uit die een breed scala aan frequenties in alle richtingen bestrijken. Een deel van de straling valt op de aarde als het om de zon heen gaat. Rekening houdend met de verschillende stralingsverliezen op weg naar de aarde, ontvangen we gemiddeld ongeveer 800 W/m2 aan zonne-energie aan de evenaar.

Zonnestralen zijn onder andere infraroodfrequenties die voor warmte zorgen en ook zichtbare stralingen die voor licht zorgen. De zonne-energie kan dus op een zeer veelzijdige manier worden gebruikt.

• Fotovoltaïsche cellen als arrays en panelen worden gebruikt in geïsoleerde woningen en gemeenschappen voor de levering van elektriciteit; ze worden ook gebruikt in grote elektriciteitscentrales voor nutsvoorzieningen. De warmte voor industriële processen en voor de aanvulling van de grote thermische centrales wordt geleverd door het gebruik van de zonneconcentrators in grote installaties.
• Dit is een werkelijk veelzijdige hernieuwbare energiebron die onuitputtelijk is en bovendien totaal niet vervuilend.

Windenergie als hernieuwbare energiebron

Een van de goedkoopste bronnen van duurzame energie is de windenergie. Windmolens worden van oudsher gebruikt voor het pompen van water (zoals in Nederland) of voor het malen van granen. Deze windmolens hebben de moderne rol van elektriciteitsvoorziening op zich genomen. De driebladige windmolens maken gebruik van turbines die zijn aangesloten op generatoren voor de productie van elektriciteit; ze zijn geïnstalleerd in de vorm van grote windmolenparken over grote oppervlakten.

• Goede windplaatsen bevinden zich over het algemeen op afgelegen locaties die vaak mijlenver verwijderd zijn van grote belastingscentra zoals steden of industriële centra. In ieder geval zou het moeilijk zijn om grote oevers van windmolens te installeren binnen steden of in de buurt van stedelijke centra.
• Rotatie van de aarde, oneffenheden in de opwarming van de atmosfeer door de zon en een onregelmatig oppervlak van de aarde zijn de basisoorzaken van het ontstaan van winden. Dit is een andere manifestatie van hernieuwbare energie van de zon die in een andere vorm beschikbaar is.

Getijden vinden plaats door de relatieve beweging van de aarde, de zon en de maan, en de zwaartekracht van deze planetaire lichamen op de wateren in de oceanen. Een enorme hoeveelheid water beweegt twee keer per dag in en uit estuaria als getijden en het benutten van deze hoeveelheid water zou een grote hoeveelheid energie kunnen opleveren. Vroeger waren er zowel in Europa als in de Verenigde Staten getijdenmolens in gebruik.

Getijden zijn voorspelbaarder dan windenergie en zonne-energie, en de energievoorziening door getijden zou betrouwbaar en overvloedig zijn. De opwekking van getijdenenergie moet worden gekoppeld aan andere grote energiesystemen, omdat getijdenenergie alleen beschikbaar is als de getijden in of uitbarsten, zeg maar voor maximaal tien uur per dag. Er zijn echter grote technologische problemen bij het omzetten van de getijdenstroom in bruikbare elektrische energie.

• Er zijn verschillende landen actief betrokken bij de ontwikkeling van technologieën voor het benutten van getijdenenergie. Algemeen wordt erkend dat getijdenenergie een enorm potentieel heeft als hernieuwbare energiebron voor de opwekking van elektriciteit in de toekomst.

Biomassa als hernieuwbare energiebron

Door fotosynthese zet chlorofyl in planten koolstofdioxide in de atmosfeer om in koolhydraten. Biomassa is als zonne-energie opgeslagen in de vorm van koolhydraten. Je verbrandt het en de zonnewarmte komt vrij.

Biomassa wordt al sinds de oudheid gebruikt voor het verkrijgen van warmte.

De moderne technologie kan biomassa niet alleen gebruiken om elektriciteit te produceren door het te verbranden, maar kan het ook omzetten in biobrandstof die kan worden gebruikt in voertuigen of die kan worden omgezet in brandbare gassen. Welke weg we ook inslaan bij het gebruik van biomassa, het is een onvermijdelijke waarheid dat we uiteindelijk te maken zullen krijgen met het probleem van het vrijkomen van kooldioxide in de atmosfeer.

• Er zijn veel installaties die geschikt zijn om te worden gebruikt voor het opwekken van elektriciteit of om te worden omgezet in biobrandstoffen of voor vergassing. Er moet echter nog veel werk worden verzet om te voorkomen dat vruchtbare grond wordt overgeschakeld van de productie van voedsel naar de productie van gewassen als biobrandstof of om te voorkomen dat gewassen en hun producten worden gebruikt voor de productie van biobrandstof in plaats van te worden gebruikt voor menselijke consumptie (zoals bijvoorbeeld in het geval van maïs).