Les énergies renouvelables représentent l'ensemble des techniques de production d'énergie dont la mise en oeuvre n'entraîne pas l'extinction de la ressource initiale et est renouvelable en permanence à l'échelle humaine.
C'est le rayonnement solaire qui inonde la terre de son énergie qui est à l'origine de la plupart des énergies renouvelables exploitables par l'homme :
- L'énergie solaire thermique : récupération directe de la chaleur des rayons solaires, exemple avec des panneaux solaires thermiques.
- L'énergie solaire photovoltaïque : transformation directe en énergie électrique du rayonnement solaire, exemple avec des panneaux photovoltaïques,
- L'énergie thermodynamique : récupération de la force de circulation de l'énergie entre une zone froide et une zone chaude, exemple avec une pompe à chaleur,
- L'énergie éolienne : récupération de l'énergie du vent provoqué par les différences thermiques entre les différentes zones de la terre (jour/nuit, nord/sud). Exemple avec des éoliennes.
- L'énergie hydroélectrique : récupération de la force de chute des cours d'eau ou de déplacement des courants marins provoqués par le cycle de l'eau (évaporation, pluie) lui-même généré par le soleil. Récupération d'énergie électrique via des turbines thermoélectriques.
- L'énergie géothermique de surface : récupération de la chaleur des rayons solaires accumulée en surface de la terre.
- L'énergie géothermique de profondeur : récupération dans la couche de surface de la chaleur produite par les réactions nucléaires dans les profondeurs du globe terrestre.
Après le solaire, la force chimique est la seconde force productrice d'énergie. Elle est libérée par l'interaction chimique entre plusieurs corps. Cette force est à l'origine de l'énergie du vivant, les organismes du plus simple au plus complexe exploitent l'énergie des réactions chimiques dans leurs cellules. Elle peut être exploitée par l'homme sous plusieurs formes:
- Biomasse: exploitation des produits d'organismes vivants dans l'écosystème (bois-énergie, produit des transformations chimiques par des bactéries, biocarburants, biogaz, etc.).
- Piles biologiques: récupération de chaleur et/ou d'électricité produite par des cultures de bactéries. Cette énergie est également exploitable en contrôlant la réaction chimique de composés à base d'hydrogène.
- Piles à combustible: produisant de la chaleur et/ou de l'électricité. Des études sont en cours pour exploiter l'énergie produite par la fusion nucléaire dans le cadre de réactions chimiques à basse température. Cette voie expérimentale à la frontière de l'énergie nucléaire et de l'énergie chimique ouvre la perspective d'exploitation aisée d'une nouvelle énergie renouvelable si les recherches aboutissent.
Enfin la force gravitationnelle complète les énergies renouvelables solaire et chimique. Le seul moyen actuel de produire une énergie exploitable à partir de la force de gravitation est l'énergie marémotrice qui utilise la force des marées causée par le champ gravitationnel lunaire pour produire de l'électricité.
