1850年以前，大多数美国家庭使用的都是用鲸油照明的鲸油灯。后来鲸油的需求量日益增加而鲸的数量却越来越少，由此导致鲸油的价格不断上升。不久，美国家庭开始广泛普及应用能取代鲸油的替代燃料。1859年，当时的宾夕法尼亚州发掘出第一桶石油后，鲸油的使用率便很快骤减至15%左右。捕鲸业者比其他消费者更超前地体验到了资源枯竭带来的市场威胁。
不久的将来，石油大亨们面临的厄运远比昔日捕鲸者的处境更悲惨。其原因：一方面是全球的石油资源正在枯竭；另一方面是正在开发利用绿色与环保的新型能源。目前，各国的科学家们正在研究与开发的新型能源有：
植物光合能源
植物拥有的光合作用，使它们能有效地利用太阳光来合成养料，并将这些养料储存下来。鉴于植物的这一特性，科学家们希望在未来能够有效地利用植物的光合作用，帮助人类获取更多的太阳能，甚至再将太阳能直接转化为电能。
据悉，科学家未来研究的重点，是利用植物的特性，制造出一种新型的植物太阳能面板，以代替目前硅制的面板。据报道，美国桑迪亚国家实验室开展的这项研究前景相当诱人，科学家将从植物中提取有效成分，制造出一种特殊材料，并将其嵌入金属制的面板内。这种植物性材料一旦暴露在阳光下，就可以高效地吸收太阳能，并将所吸收的能量自动转化为电能。
微生物功能能源
早在1910年，英国植物学家迈科普·波捷尔就指出，如果对某些功能微生物提供一定的能量，那么这些微生物将释放出电流。如今在当捷拉·贝涅托领导下的一个英国专家小组正在继续进行这个课题的研究。他们所分离出的1m l功能微生物培养物为基础，用密度达每毫升1000亿个细胞的微生物构成发电组，终于释放出了大约0.2～1w的电能。当然，让功能微生物发电需要提供糖料作能源，因此这样的电池组的体积达10m3，假若每小时提供200kg的糖料作能源，那么该电池组所产生的电力将可以满足一个小镇居民的用电需要。如果一辆电动汽车以这样的微生物电池组作动力，那么汽车行驶100k m所消耗的能源为4kg食糖。
日本一所工业大学和三菱公司合作，新近研制出一种微生物电池。这是将两种功能细菌放入糖浆中，一种细菌能吞食糖浆而产生氢，同时也产生醋酸和其他有机酸；另一种细菌则使这些酸类再次产生氢。当这些氢气被送人磷酸燃料电池时，便可发出电来。目前，这种微生物电池已在临床化验、科研、航天与探索宇宙等方面崭露头角。
今年，美国汽车制造商将向市场投放100万辆可变燃料车，提供乙醇的加油站也将增加33%。麻烦在于，目前美国生产的乙醇多数来自玉米，其生产过程需要消耗大量矿物燃料。伯克利的丹尼尔·卡门认为，以玉米为原料的乙醇是一种“过渡”性燃料。他说：“要想让乙醇对减少汽油消耗和缓解全球变暖等问题发挥作用，我们开始在大范围内从玉米乙醇转向纤维素乙醇。”纤维素乙醇由柳枝稷、木屑和玉米穗轴一类的农业废料制成。
今天，用于制造这种燃料的酶价格昂贵。但是，解决办法将“很巧妙”。能源部联合基因组研究所所长埃迪·鲁宾说：“白蚁尾肠中的微生物能把植物纤维素转化为碳水化合物。我们正在对这些微生物的D N A进行排序，以便最终考虑通过生物工程培育出新的有机体以分泌这些酶。”换句话，从本质上说，我们的汽车不久将由虫子的功能体液来提供动能。
藻类生物质能源
既不消耗煤、石油等不可再生能源，又不会向大气释放导致全球变暖的二氧化碳的海藻生物质能源利用已经试验成功。英国西英格兰大学已研制成一台可发50～100kw电能的实用型样机。
人类早就产生了利用燃料海藻发电的设想，只是有两大难题没有解决：高效培植海藻和提供给引擎燃烧的方法。西英格兰大学的科研人员通过以下三个方面的革新，解决了上述难题。第一，是建造了海藻生长容器——生长室，海藻在里面比在自然界生长的效率高三倍多，利用太阳能的效率也比自然界高出三倍。第二，是把海藻磨成细粉，使海藻能像传统引擎内喷入的油料一样高效燃烧，而燃烧产生的二氧化碳，被送至海藻生长室，通过光合作用生成氢气。在高浓度二氧化碳作用下，海藻生长得更快。第三，海藻生长过程与引擎结合为一个整体。
藻类是前景最为看好的新一代生物能源的材料。它生长速度快，能消耗二氧化碳。据统计，1英亩藻类每年生成的生物燃料可以超过5000加仑，而1英亩玉米每年生产的乙醇仅为350加仑。藻类燃料的另外一种优势是，可以直接添加到当前的提炼和分销系统里。而且，藻类生物质能源是可再生循环过程，不污染环境，其发电成本与火力发电差不多，有较高的利用价值。
塑料光生能源
塑料光生能源是把光生伏打电池嵌入塑料薄膜的表面，制成太阳能发电薄膜或模块。这种太阳能发电薄膜廉价、转换效率高，可以有多种用途，这种光生能源可最终使太阳能发电具有普及化的市场竞争力。在美国马萨诸塞州有个Konarka技术公司，该公司正在开发把二氧化钛及一种吸收光的染料涂覆在塑料薄膜的表面，染料分子吸收的光子激发二氧化钛的电子从而发电；西门子的开发则是把一种纳米级的碳60分子同导电的聚合物熔融在一起制成塑料太阳能电池；而美国通用电气公司的新课题是利用一种有机发光二极管作为吸光材料来制造塑料光电池。在未来，塑料光生能源产生的效益将是巨大的，它可以贴在笔记本电脑外壁，随时在光照条件下对电脑充电；也可以装在电动汽车车身为电动机供电；住宅、厂房与办公大楼的屋顶更可以覆盖塑料光电池，以供应日常用电。
纳米型光电能源
加州大学柏克利分校的化学家保罗·阿利维赛多正在研究使用超微（7nm×60nm）的化学物质cadmium telluride，以通过太阳光的光子能量吸收来引发电能。这种超微物质可以系统地铺成一面200nm厚的光电能量控。这样的纳米型光电能量控就可以轻易地应用到建筑物上，很有效地把巨大的太阳能以电力方式储存起来。保罗·阿利维赛多的发明成为现实后，能够很大程度地减少我们对石油的依赖。
光聚液体能源
太阳每一个小时照射到地球上的能量，就比人类一年消耗的能量还多。如果科学家能够将过剩太阳能转化为光聚液体燃料，哪怕只是一小部分，就能解决我们对化石燃料的依赖，以及由此带来的种种问题。其中美国桑迪亚国家实验室开展的一项尝试非常吸引人。
该实验室在新墨西哥州的沙漠中安装了一些直径6m的圆盘状镜面，能将太阳光聚集照射到里面12个以每分钟一圈的速度旋转的同轴圆环上。旋转的同轴圆环温度高达200～800℃，如此高的温度能驱出铁锈里的氧。当如此高温的同轴圆环转到反应室较冷的暗处时，它们又能从注入反应室里的水蒸气或二氧化碳中把氧吸回去，剩下富含能量的氢气和一氧化碳——光聚液体燃料。
这种液体能源系统“可谓一石四鸟”，即带给我们更清洁的能源供应，又有更高的能源保障，还有更低的二氧化碳排放和更小的气候变化影响。
热电子能源
目前市场上的太阳能电池，只能将接收到的阳光能量的10%至15%转化为电能，以致发电成本居高不下。原因之一是单层硅吸收阳光的效率，理论上限大约是31%（实验室中最好的光电池可以达到26%）。但是，英国皇家能源研究所对半导体晶体（或称为“量子点”）的最新研究表明，这一理论上限可以提高到60%以上，这为开发低成本发电设备带来了希望。在传统光电池中，硅中的电子被射入的光子击出而成为自由电子，能够自由地流入导线，从而产生电流。不幸的是，阳光中许多光子能量太高，当它们击打到硅上时，会产生一种“热电子”，它们会以热的形式迅速损失能量，在被导线捕捉到之前又重新回到初始状态。如果能在热电子冷却前就捕捉到它们，那么光电池的效率上限就会翻一番。这也是英国皇家能源研究所计划在十年内实现的科研目标。
废热再生能源
形状记忆合金利用废热带来额外能量。
在美国，人们消费的能源中，有60%白白浪费掉了，其中大部分以热的形式从汽车排气管和发电厂的烟囱中逃走。美国联邦新能源研究所的科学家正试图利用一种被称为“形状记忆合金”的新型材料，来捕捉这些宝贵的能量。形状记忆合金能将热能转化为机械能，进而产生电力。该研究所的第一个目标是，回收汽车排气系统中散发的热能，驱动车载空调或音响系统。
该研究所的研究课题并不复杂，但离实用仍很遥远。形状记忆合金容易疲劳，会变得脆而易碎；需要连续处理3个月才能重新回到“本态”的形状记忆；合金线很难组合成带；如何解决利用空气来有效加热和冷却合金带也是一个挑战。但是，科学家们认为：如果解决这些难题之后，废热再生能源将会推动地球环保的文明程度。人造龙卷风能源龙卷风和地震、火山一样，是一种巨大的自然灾害。它威力无比，一场龙卷风所释放出的能量，相当于几颗原子弹。它在一分钟内所产生的能量，用以发电，足够美国用上50年。目前，人类尚不能控制龙卷风使它趋利避害为人们服务。但已有科学家根据龙卷风形成原理，制造人造龙卷风，用来发电。
美国空气动力学家伊约粤森研制了一种龙卷风模型，是将一塔形建筑四周全用板条间隔成方格小窗，朝风的一面开着，背风的一面关着，环球视野Global View风吹进塔内开始旋转，形成小龙卷风。塔内装有螺旋风转动叶轮，当龙卷风将下方的空气吸人塔时，叶轮转动，推动发电机发电。这种龙卷风比装有同样大小口十轮的风车，功率高10倍。
科学家还提出了太阳能龙卷风发电站的设想：铺设一个大面积的，完全透明的圆形塑料薄膜顶棚，棚四周向中心逐渐升高，并与中心的烟筒塔相连。当塑料棚内的空气温度，因吸收了由太阳辐射转换成的地面辐射后，上升到20～50℃时，空气便流向筒状高塔，再沿高塔上升，于是带动塔中叶轮。就是外界无风，塔内的气流速度也能达到每秒60m，即龙卷风速，这种电站的功率可达70～100万kw。
核聚变能源
自然界中，太阳的光和热源自核聚变；氢弹的能量也来自核聚变。物理学家和工程师数十年来也一直在努力研究如何通过核聚变发电。现在，研究人员能够轻松制造出可控核聚变反应——只要让氢原子核足够猛烈地碰撞压缩到一起，它们就会融合，并释放出中子和能量。然而，要让核聚变用于发电，就必须做到更高效，以使反应所释放的能量大于触发反应，被称为“点火”，所需的能量，这是科学界的一道难题。
核聚变发电是21世纪正在研究中的重要技术，主要是把聚变燃料加热到1亿度以上高温，让它产生核聚变，然后利用热能。因此，美国利弗莫尔国家实验室国家点火装置（National Ignition Facility）的科学家设计出一套新方案：用核聚变来驱动裂变，利用原子分裂产生的能量来驱动传统核反应堆，有望利用这一机制运作的实验性核电站有望在20年内建成。
太空光电能源
利用太空光电能源的太空发电厂由两部分组成，一是太阳能发电卫星；二是地面接受站。用火箭将太阳能发电卫星发射到空间轨道上，发电卫星在太空将太阳能转化为电能，然后转换成对人体无害的微波向地面发送，由地面接受站接受后，再将微波转变为电能向用户供电。据科学家推算，同样面积的太阳能电池，在太空发电卫星上所发的电量，是在地面上所发电量的10倍以上。这是由于射向地面的太阳辐射能力被地球厚厚的大气层吸收、反射和散射掉相当部分的缘故。而且，开发太空光电能源有两大优点：一是可以充分利用太阳能，同时又不会污染环境；二是不用架设输电线路，可直接向空中的飞船和飞机提供电力，也可向边远的山区、沙漠和孤岛供电。这项新能源利用听起来可能有点像是科幻，但实际上却很简单：首先让地处2.2万英里之外的太阳能电池板，以微波的形式将能源传回地球，然后将其转化为电力，并进入到电网中。计算结果令人振奋，直径为1英里的地面接收站提供的电力大约为1000兆瓦，可以满足100万户家庭的用电需求。考虑到这项新技术的最大障碍是把太阳能收集器送至太空的成本，因此必须设计出重量足够轻、可以减少发射次数的系统。一些国家和公司希望，最早能够在未来10年内提供这种太空电力。
