Yenilenebilir enerji, doğadaki kaynaklardan elde edilebilen ve doğa tarafından daimi olarak takviye edilebilen enerjiye denir. Bu kaynaklar güneş enerjisi, rüzgâr enerjisi, dalga enerjisi, jeotermal enerji, hidrolik enerjisi, biyokütle enerjisi olarak sıralanabilir. 2015 yılı sonu itibarıyla, dünyada üretilen elektriğin yaklaşık % 23.7'si yenilenebilir enerji kaynakları kullanılarak üretilmiştir. Amerikan Enerji Bakanlığı'nın ön görülerine göre 2014'te 5288 TWh (terawatt.saat) olan yenilenilenebilir enerjiden elektrik üretimi 2040'lara gelindiğinde 10000 TWh'ın üzerinde olacak.
2014 yılında 273 milyar dolar; 2015 yılında 285.9 milyar dolar yenilenebilir güç ve yakıtlarına yatırım yapılmıştır. 2014 yılında 665 GW (gigawatt) olan hidroelektrik dışında yeni kurulan santral kapasitesi, 2015 yılında 785 GW'a çıkmıştır. Hidroelektrikle beraber 1,701 GW olan yeni kurulan kapasitesi 1,849 GW'a çıkmıştır.
Güneş enerjisi
Güneş enerjisi, kaynağı Güneş olan ısı ve parlak ışıktır. Düzlemsel güneş kollektörleri, fotovoltaik (PV), konsantre güneş enerjisi (CSP), güneş mimarisi, yapay fotosentez teknolojilerinde yararlanılmaktadır.
2015 yılı sonu itibarıyla, dünyada üretilen elektriğin % 1.2'si PV paneller ile üretilmiştir; yenilenebilir enerjideki payı % 5'tir.
Rüzgar enerjisi
Güneş yüzeyindeki hava değişiminin atmosfere etki ederek havanın ısınması ve bu ısınma ile ısınan kütlenin genleşmesi ve harekete geçerek yükselmesine sebep olur. Bu yükselen hava kütlesi atmosfer dışına çıkamayacağı için önce dikey sonra ise yatay hareket eder, bu noktada havanın ısınıp kütlesel olarak yer değiştirmesi ile rüzgar oluşur. Oluşan bu rüzgarın taşıdığı kinetik enerji binlerce yıldır yel değirmenleri ve yelkenli gemilerde kullanılmıştır, rüzgar türbinleri sayesinde bu enerjiden elektrik elde edilmektedir.
2015 yılı sonu itibarıyla, dünyada üretilen elektriğin % 3.7'si rüzgâr gücü ile üretilmiştir; yenilenebilir enerjideki payı % 15.6'dır.
Jeotermal enerji
Jeotermal enerji yerkürenin iç ısısıdır. Bu ısı merkezdeki sıcak bölgeden yeryüzüne doğru yayılır, magma tabakasındaki sıcaklık ile yer altındaki suların ısınmasını sağlar. Jeotermal kelimesi, Yunanca köklerden yeryüzü anlamına gelen γη (gi) ve sıcak anlamına gelen θερμος (thermos) kelimelerinin birleşimidir. Jeotermal Enerji, ısıtmada ve elektrik üretiminde kullanılır.
Hidrolik güç
Hidrolik güç ya da su gücü (Yunanca:hydro→su) düşen veya hızlı akan suyun enerjisinden elde edilen, faydalı bir amaç için kullanılabilecek güçtür. Antik çağlardan beri hidrolik güç bir yenilenebilir enerji kaynağı olarak birçok türde su değirmeninde, sulamada ve farklı türde mekanik cihazları; buğday değirmenleri, hızarları, dokuma fabrikalarını, liman vinçlerini, cevher ufalayıcılarını, büyük güçlü çekiçleri, asansörleri, endüstriyel merdaneleri ve tamburları çalıştırmak için kullanılmıştır. Basınçlı hava üretmek için düşen suyla çalışan pompalar, kimi zaman başka mekanizmalara belli mesafeden güç vermek için kullanılmıştır. Günümüzde dünyada üretilen elektriğin önemli bir kısmı hidroelektrik santrallerinde üretilmektedir.[9]
2015 yılı sonu itibarıyla, dünyada üretilen elektriğin % 16.6'sı hidrolik güçle üretilmiştir; yenilenebilir enerjideki payı % 70'tir.
Biyokütle enerjisi
Doğa da yaşamını sürdüren hayvan ve bitkilerin atıkları ile üretilen enerji çeşididir. Çiftlik hayvanlarının dışkıları, ölü ağaçlar ile enerji üretilmektedir. Hayvan atıkları ile biyogaz, bitkilerden ise biyodizel de üretilmektedir.[10]
2015 yılı sonu itibarıyla, dünyada üretilen elektriğin % 2'si hidrolik güçle üretilmiştir; yenilenebilir enerjideki payı % 8.4'tür.
Enerji depolama
Enerji depolama elektrik enerjisini elektrik güç şebekesine veya ondan bağımsız depolamak için kullanılan metotların bütününe denir. Elektrik enerjisi, üretim tüketimi aştığı zamanlarda depolanır (özellikle rüzgar gücü, gelgit gücü, güneş gücü gibi yenilenebilir elektrik kaynakları kullanılan devamlı enerji üretemeyen güç santrallerinde) ve üretim tüketimin altına düştüğü zaman tekrar şebekeye verilir. Bir hidroelektrik santraline su pompalamak güç depolamanın en büyük halidir.
