Incercam in cele ce urmeaza o clasificare a surselor de energie regenerabila ce se prezinta ca alternative viabile pentru acoperirea necesitatilor energetice ale umanitatii in conditiile epuizarii rezervelor de combustibili fosili. Aceasta epuizare se estimeaza ca va avea loc in maxim 25 de ani daca se mentine rata actuala de exploatare a lor.

Energia solară
Durata de viaţă a Soarelui este estimata la 5 miliarde de ani, ceea ce conduce la concluzia că, pe scara noastră a timpului, el reprezintă o energie inepuizabilă şi deci regenerabilă. Energia totală captată de scoarţa terestră este de 720*106 TWh pe an. Disponibilitatea acestei energii depinde insa de ciclul zi-noapte, de latitudinea locului unde este captată, de anotimpuri şi de pătura noroasă. Exista mai multe modalitati de captare/conversie a energiei solare.

Energia solară termică
Se bazează pe producerea de apă caldă utilizată în clădiri, sau în scopul de a permite acţionarea turbinelor ca şi în cazul centralelor termice clasice, pentru producţia de electricitate. Această tehnică de a produce electricitate se aplică în cazul centralelor experimentale cu randamentul net într-adevăr mic, de 15%. Apele de suprafaţă ale mărilor sunt în mod natural încălzite de soare, ceea ce reprezintă un imens rezervor de energie în zonele tropicale. Proiectele de extracţie a acestei "energii termice a mărilor" au la bază acţionarea diferitelor maşini termodinamice. Aceste funcţionează pe baza diferenţei de temperatură dintre apa de suprafaţă (25 până la 30°C) şi apa de adâncime (5°C la 1000 m adâncime). Pentru ca această soluţie să fie practică ar trebui ca diferenţa de temperatură să fie mai mare 20°C, dar randamentul de 2% este foarte slab.

Energia solară fotovoltaică
Se bazează pe producerea directă de electricitate prin intermediul celulelor cu siliciu. Atunci când străluceşte şi atunci când condiţiile climatice sunt favorabile, soarele furnizează o putere de 1 kW/mp. Panourile fotovoltaice permit convertirea directă în electricitate a 10 - 15% din această putere. Producţia de energie a unui astfel de panou variază odată cu creşterea sau scăderea intensităţii solare: 100 kWh/mp/an în Europa de Nord, iar în zona mediteraneană este de două ori mai mare. Un acoperiş fotovoltaic de 5x4 metri are o putere de 3kW şi produce 2 - 6 MWh/an. Dacă cei 10.000 kmp de acoperiş existenţi în Franţa ar fi utilizaţi ca generator solar, producţia ar fi de 1.000 TWh pe an, aproape dublul consumului final de electricitate în Franţa la începutul anilor 2000 (450 Twh).Principalele obstacole în utilizarea pe scară largă a energiei solare fotovoltaice (şi termice) le reprezintă, pe de o parte disponibilul de putere furnizată, care constrânge la stocarea electricităţii pentru o funcţionare autonomă sau la utilizarea de soluţii energetice complementare, iar pe de altă parte competitivitatea economică.

Energia eoliană
Sursa eoliană disponibilă este evaluată pe scară mondială la circa 60.000 TWh pe an, jumatate din acest potential aflandu-se in locatii off shore (în largul marilor sau oceanelor). Teoretic, energia de origine eoliană poate acoperi necesarul mondial de electricitate ce se ridica la 40.000 Twh (inclusiv pierderile). Pe de alta parte, principalul inconvenient al acestei surse de energie, o reprezintă instabilitatea vântului. În perioadele cu temperaturi extreme, cand cererea de energie este acerbă, efectul produs de vânt este practic inexistent, fapt care a condus la solutia realizarii instalatiilor hibride de producere a energiei electrice, ce contin, pe langa sursa eoliană, si alte surse bazate pe energii regenerabile, cu o stabilitate superioara în funcţionare, precum si sisteme de stocare a energiei electrice. In cazul sistemelor de stocare a energiei electrice de mare capacitate, trebuie luat în calcul preţul de cost ridicat al acestor sisteme, ce se afla în faza de dezvoltare.

Europa nu are decât 9% din potenţialul eolian disponibil în lume, dar in anul 2002 detinea 72% din puterea instalată de origine eoliană. Ea a produs 50 TWh electricitate de origine eoliană în 2002, producţia mondială fiind de 70 TWh. Potenţialul eolian tehnic disponibil în Europa este de 5.000 TWh pe an.

Energia cinetica si potentiala a apelor
Din punct de vedere al puterii instalate, la nivel mondial, sursa hidroelectrica poate fi considerată prima sursă regenerabilă de electricitate. Aceasta se datoreaza atat pretului de cost mai redus al instalatiilor de captare, cat si traditiei, deja existente in domeniu. Potenţialul mondial reprezintă un avantaj care trebuie exploatat. Producţia de energie hidroelectrica, la începutul anilor 2000 a fost de 2.700 TWh pe an, cu o putere instalată de 740 GW. Ea poate ajunge la 8.100 TWh în anul 2050 prin dublarea competitivă economic a puterii instalate. Tehnic exploatabili sunt 14.000 TWh din potenţialul teoretic de 36.000 TWh.

Sursa hidro de mare putere
In aceasta categorie se incadreaza instalatiile hidroelectrice cu o putere mai mare de 10 MW. În ţările industrializate, aceasta categorie de surse este exploatată în proporţie de 100% din potenţialul său maxim. Barajele permit stocarea de energie, furnizând-o în momentele de maximă necesitate a cererii. În diferite cazuri, bazinele de stocare a energiei în amonte sau în aval, permit o adevărată stocare de energie utilizând instalaţii de tip turbo-alternatoare reversibile care realizează pompajul în perioada ne-critică. Această formă de stocare a energiei este foarte utilizată în lume.

Sursa hidro de mică putere
Centralele hidroelectrice cu o putere inferioară celei de 10 MW sunt plasate, in general,  pe firul apei, funcţionarea lor depinzând în mare măsură de debitul apei. Aceste mici centrale sunt utilizate pentru o producţie descentralizată. Producţia mondială este estimată la 85 Twh anual.

Energia mareelor
Si acest tip de energie primara regenerabila poate fi utilizată pentru a produce electricitate. Se bazeaza pe exploatarea fluctuatiilor periodice ale nivelului marilor si oceanelor, datorate atractiei gravitationale exercitate de Luna si de Soare asupra apelor. Pe plan mondial se afla in studiu mai multe tipuri de instalatii de captare a acestui tip de energie. Proiecte importante se afla in curs de desfasurare in Canada, Franta si Anglia. Realizarea acestor proiecte nu este sigură, deoarece prin implementarea ideilor existente in acest domeniu, se modifică considerabil ecosistemul local.

Energia valurilor
Aceasta sursa este o alta sursa importanta de energie. Puterea medie anuală pe coasta Oceanului Atlantic este cuprinsă între 15 şi 80 kW/m de coastă. Prototipuri de centrale de acest gen sunt astăzi în fază de analiză şi testare. Din pacate insa, energia valurilor nu se poate folosi însă pe scară largă, datorita suprafetelor mari ocupate de instalatiile de captare.

Energia Geotermală
Temperatura planetei creşte considerabil odată cu aproprierea de centrul său. În anumite zone de pe planetă, la adâncime, se găseşte apă la temperaturi foarte ridicate. Geotermia de temperatură ridicată (150 până la 300°C) presupune pomparea acestei ape la suprafaţă, unde, prin intermediul unor schimbătoare de căldură, se formează vapori, care sunt utilizaţi ulterior în turbine, ca şi în cazul centralelor termice clasice şi astfel se produce electricitate.

Resursele geotermice cu o temperatură scăzută (mai mică de 100°C) sunt extrase cu ajutorul unor pompe termice, în scopul eliberării unei cantităţi de căldură pentru diferite necesităţi.

Potenţialul geotermic natural este, în continuare, considerat limitat, deoarece există numeroase locaţii unde se întâlneşte o temperatură foarte ridicată (mai mare de 200°C), dar nu există apă. Această resursă termică poate fi exploatată prin intermediul tehnologiei "rocilor calde şi uscate", în curs de dezvoltare. Principiul constă în pomparea de apă prin intermediul unui puţ către zonele de mare adâncime (mai mari de 3000 m) corespunzătoare fisurilor din rocă. Această apă reîncălzită urcă prin intermediul unui alt puţ şi permite producerea de electricitate ca şi în cazul centralelor termice clasice. Totuşi, potenţialul acestui tip de energie nu este precizat.

Biomasa
Poate fi considerata o energie regenerabilă, cu conditia exploatării durabile a ei (refacerea fondului forestier etc.). In general, termenul de biomasa se refera la o sursa ce furnizează biocombustibili şi biocarburanţi.

Lemnul
Acoperă mai mult de 10% din cererea de energie primară în multe ţări din Asia, Africa şi America Latină, în câteva ţări din Europa (Suedia, Finlanda, Austria). Utilizarea lemnului ca sursă de energie a crescut foarte mult în ultimele decenii în ţările în curs de dezvoltare, dar această resursă nu a fost exploatată durabil, determinând despăduriri masive. Emisiile datorate arderii lemnului într-o instalaţie industrială de încălzire sunt mai reduse decât în cazul arderii combustibililor fosili. Dacă pădurile din care provine lemnul sunt gestionate într-o manieră durabilă, emisiile de CO2 cauzate de această filieră de producţie, nu ar fi decât cele cauzate de benzina consumată în cadrul operaţiilor de plantare, recoltare şi comercializare. Aceasta ar reprezenta aproximativ 5% din combustibilul vândut. Trebuie subliniat faptul că o energie regenerabilă nu este neapărat şi o energie total nepoluantă.Consumul de biomasă, ca energie primară, este în Franţa de 10-11 Mtep (la începutul anilor 2000), în principal sub formă lemnoasă. Fără să se constituie culturi energetice specifice, potenţialul de biomasă ar putea fi dublat, doar prin recuperarea sistematică a tuturor deşeurilor organice: deşeuri menajere şi industriale ne-reciclabile, tratarea prin metanizare a filtrelor de epurare şi a deşeurilor agricole, care ar genera biogaz. Potenţialul energetic este de 60 TWh/an, adică 15% din consumul final de electricitate din Franţa.Biomasa este frecvent utilizată în sistemele de cogenerare care produc electricitate ca şi în centralele clasice, prin valorificarea căldurii, altfel pierdută, din diverse aplicaţii: încălzirea încăperilor, nevoi industriale, agricultură,… Această tehnologie permite creşterea randamentului conversiei energetice.

Biocarburanţii lichizi
Sunt mai scumpi din punct de vedere al obţinerii şi produşi pe baza unor culturi energetice (stuf, trestie de zahăr, floarea soarelui, grâu, porumb,...), sunt cel mai bine puşi în valoare în aplicaţii din domeniul transportului. Ei sunt utilizaţi în prezent, mai ales pentru alimentarea motoarelor termice, fiind amestecaţi cu mici cantităţi de carburanţi tradiţionali, pentru a le ameliora caracteristicile. Cei mai renumiti sunt in acest sens “bioetanolul” si “biodieselul”.
Bioetanolul este principalul biocarburant lichid utilizat in lume si este produs in special in Brazilia si Statele Unite. Productia mondiala este de aproximativ 50 miliarde litri anual, din care, 37 miliarde litri provin din cele doua Anerici. Materiile prime cele mai folosite sunt trestia de zahar si cerealele.
Biodieselul este al doilea ca nivel de productie dar se afla intr-o continua dezvoltare. Principalii producatori de biodiesel se afla in Uniunea Europeana, ce produce anual peste 4 milioane de tone din totalul mondial de 4,6 milioane tone. Ca materie prima se folosesc in special uleiul de rapita si cel de floarea soarelui.
Se estimeaza ca producerea biocarburantilor va lua o amploare deosebita, cresterea anuala din ultimii 5 ani fiind de peste 15%.
Romania are un potential imens pe piata biocarburantilor, de circa 600.000 de tone pe an. Mai multe companii interne si internationale si-au anuntat intentiile de a construi rafinarii de biocarburanti in Romania.

Biocarburantii gazosi
Sunt folositi in special in domeniul casnic si in transporturi, dar si in domeniul industrial. Biogazul este un complex de hidrocarburi usoare, obtinut prin descompunerea deseurilor organice nereciclabile din domeniul menajer, agricol si industrial in medii umede si lipsite de oxigen molecular. Acest proces are loc si in mod natural prin descompunerea materiilor organice sedimentate pe fundul apelor statatoare sau in alte locuri unde nu patrunde aerul. Constituentul principal al biogazului este metanul.
Agentii fermentarii acestor materii organice sunt doua specii de bacterii: Bacillus cellulosae methanicus si Bacillus cellulosae hydrogenicus. Dupa cum le arata si numele, aceste bacterii se hranesc cu celuloza si genereaza ca produsi secundari ai metabolismului lor metanul si, respectiv, hidrogenul.
Pornind de la fenomenul natural cunoscut si studiat inca din secolul al XVII-lea, au fost dezvoltate instalatii de fermentare anaeroba controlata a materiilor organice reziduale. Pentru o lunga perioada de timp, mai ales in perioada interbelica, aceste instalatii erau folosite pentru descompunerea materiilor organice in statiile de epurare a apei, iar biogazul obtinut era neglijat. Treptat insa, acesta s-a impus ca o sursa de energie  ieftina si destul de usor de obtinut.
Ca materie prima pentru obtinerea biogazului, se folosesc in principal gunoaiele provenite de la cresterea animalelor,  plantele acvatice si algele. Acestea din urma au o capacitate extrem de mare de multiplicare, intr-un timp relativ scurt, ceea ce creeaza o disponibilitate mare de materie organica ce poate fi folosita in filiera de metanizare.
Metanul este componenta care confera valoare energetica biogazului. Pe lângă metan, biogazul mai contine dioxid de carbon, hidrogen, hidrogen sulfurat, vapori de apă, amoniac, azot, diversi compusi organici gazosi etc. Datorita prezentei acestor gaze, puterea calorica a biogazului este mult mai scazuta decat a metanului pur.