Osnovni vidovi energije koji omogućavaju funkcionisanje današnje civilizacije su uglavnom toplotna i električna energija, koje se u daljim tehnološkim postupcima primenom određenih pretvarača (konvertora) mogu prevesti u ostale vidove energije. Toplotna i električna energija se danas u velikom procentu dobijaju iz neobnovljivih izvora energije. Pod pojmom neobnovljivih izvora energije se podrazumevaju svi potencijalni nosioci nekog vida energije koji su jednom stvoreni ali se za sada ne mogu obnoviti. Takvi nosioci energije su fosilna goriva: ugalj, nafta i derivati nafte, prirodni gas, kao i fisiona (nuklearna) goriva.

Problemi sa neobnovljivim izvorima energije su prvo u njihovoj količini i rasprostranjenosti. Zalihe fosilnih goriva su ograničene i brzo nestaju, a usled koncentracije energetskih resursa u svega nekoliko oblasti u svetu, korišćenje neobnovljivih goriva stvorilo je sistem međuzavisnosti, tako da se države koje zavise od uvoza fosilnih goriva nalaze u podređenim položajima. Drugi problem je zagađenje čovekove okoline. Sagorevanje fosilnih goriva, naročito onih baziranih na nafti i uglju, predstavlja najverovatniji uzrok globalnog zagrevanja, dakle stvaranju tzv. efekta staklene bašte usled emisije ugljen-dioksida, sumpornih i azotnih jedinjenja. Promena klimatskih uslova predstavlja jednu od najozbiljnijih opasnosti za Zemljin ekološki sistem zbog mogućeg uticaja na proizvodnju hrane i ključne procese koji stvaraju produktivnu prirodnu okolinu. Sa druge strane, primena nuklearne energije, predstavlja uslovno čistu tehnologiju, ali u slučaju katastrofa (Černobil) može doći do izuzetno velikih zagađenja sa ogromnim posledicama na čoveka i životnu okolinu. Takođe, veliki problem predstavlja i problem odlaganja radioaktivnog otpada.

Mada za sada praktično nije moguće isključiti neobnovljive izvore energije, primena obnovljivih izvora energije u mnogome može smanjiti emisiju gasova staklene bašte.

 

Obnovljivi izvori energije predstavljaju neiscrpan prirodan vid energije koja se nalazi svuda oko nas. Pod pojmom obnovljivi izvori energije, podrazumevaju se izvori energije koji se nalaze u prirodi i obnavljaju se u celosti ili delimično. Na primer za Republiku Srbiju raspodela resursa obnovljivih izvora energije je sledeća:
– bioobnovljivi izvori (63%)
– energija malih vodotokova, (10 %)
– energija vetra, (5%)
– neakumulirana sunčeva energija, (17%)
– geotermalna energija.  (~5%)

 

     Pošto se potencijalna energija obnovljivih izvora nalazi u vidu koji veoma često nije moguće direktno koristiti, potrebno je tu potencijalnu energiju prevesti u drugi vid procesom konverzije (pretvaranja). Takođe, zbog periodičnosti rada ekološki prihvatljivih konvertora energije (vetrogeneratora, fotonaponskih ćelija, solarnih kolektora i sl.), uslovljenih vremenskim prilikama, dobom dana odnosno godine, neophodno je dobijenu energiju akumulirati (skladištiti) da bi se omogućilo trošenje i pri nepovoljnim uslovima. Konverzija i akumulacija električne (kao i toplotne) energije je naročito bitna ukoliko se konvertori koriste u specifičnim uslovi gde ne postoji mogućnost povezivanja na elektrodistibutivnu mrežu, kao na primer: automobili, seoska domaćinstva, vikendice, vojni objekti, telekomunikacioni repetitori i sl.
Bioobnovljivi izvori energije, predstavljaju neiscrpan vid energije koja se periodično obnavlja usled procesa fotosinteze. Najednostavnije korišćenje bioobnovljivih izvora je sagorevanje čime se dobija toplotna energija koju je moguće prevesti u sve ostale vidove energije. Mada je poznato da se sagorevanjem biogoriva (drvo, drvni odpaci, kukurozovina, slama, seno i sl) takođe oslobađa ugljen-dioksid kao glavni gas staklene bašte, manje je poznato da bi se isti gas oslobodio i procesom prirodnog truljenja biogoriva. Shodno tome, time se znatno manje utiče na zagađenje atmosfere nego sagorevanjem uglja ili nafte (mazuta). Jedan od mogućih načina primene bioobnovljivih izvora je i hemijska ili biohemijska modifikacija kojom se mogu dobiti različita tečna goriva (bioalkoholi, biodizel) odnosno gasovita goriva (biovodonik, biometan i drugi biogasovi), koja se mogu direktno koristiti za dobijanje toplotne ili mehaničke energije ili u gorivnim galvanskim spregovima prevesti u električnu, a kasnije i mehaničku energiju.

 

Kinetička energija vetra se može konvertovati u mehaničku ili električnu energiju primenom vetrogeneratora.

Energija zračenja Sunca se može prevesti u električnu energiju primenom fotonaponskih konvertora (solarnih ćelija) odnosno u toplotnu energiju primenom solarnih kolektora.
Geotermalna energija je toplotna energija podzemnih voda koja se može iskoristiti za grejanje.

 

Na slici su kao primer, prikazani mogući tehnološki postupci konverzije i akumulacije energije nekih obnovljivih izvora za pogon automobila, koji danas predstavljaju pojedinačno male ali u celini (ako se uzme u obzir da se godišnje u svetu proizvede oko 50.000.000 automobila) ogromne zagađivače okoline.

Različiti vidovi biomase se mogu prevesti u biodizel (ulja iz uljane repice, suncukreta, kukuruza i sl.) i direktno koristiti kao pogonsko gorivo automobila. Takođe, u procesu fermentacije biomase (šećera, skroba i sl.) mogu se dobiti bioalkoholi i biogasovi koji se direktno mogu koristiti za pogon modifikovanih motora sa unutrašnjim sagorevanjem. Ovako modifikovana biomasa se može koristiti direktno kao gorivo u gorivnim galvanskim spregovima (fuel cell) ili nakon razlaganja (reforming proces) u obliku vodonika.

Energija vetra primenom generatora električne struje ili energija zračenja Sunca primenom fotonaponskih ćelija se može konvertovati u električnu energiju. Takva električna energija se može akumulirati u elektrohemijskim izvorima električne energije (na primer olovnim akumukatorima) i kasnije koristiti za pogon elektromobila. Drugi način akumulacije je elektroliza vode pri kojoj se dobija gasoviti vodonik koji se može skladištiti, komprimovati i koristiti kao gorivo u gorivnim galvanskim spregovima.