bélyegkép|jobbra|350px|Európa országaiban a megújuló energia aránya teljes energiafelhasználásukhoz képest, 2020-ban 250px|bélyegkép Megújuló energiaforrásnak nevezzük az energiahordozók azon csoportját, amelyek emberi időléptékben képesek megújulni, azaz nem fogynak el, ellentétben a nem megújuló energiaforrásokkal. A megújuló energiaforrások a napenergia közvetlen termikus és fotoelektromos hasznosítása, a biomassza, szélenergia, vízenergia, a tenger hullámzásából kinyerhető energia, a geotermikus energia, valamint a Holddal összefüggésben az árapály-energia. A geotermikus energia a Nappal való kapcsolat, a földfelszín Napból és a magmából származó energiaáram jelentős különbsége alapján sorolható a megújuló energiaforrások közé.Energiafelhasználói kézikönyv (szerk: Barótfi I.) http://www.passzivhaz.info.hu/__arc/2015_energiafelhasznaloi.pdf
A megújuló energiaforrások közül sok káros anyag kibocsátása nélkül is felhasználható, azonban a megújuló energia nem jelenti önmagában az emissziómentes, környezetbarát működést. Így például a fatüzelés megújulónak számít, hiszen a fa biológiai úton emberi idő alatt pótolható, ezzel szemben a teljesen emissziómentesen, azonban uránnal működő atomerőmű nem tartozik a megújuló energiát felhasználó erőművek közé.
A megújuló energia előnye, hogy nem fenyeget a készletek kimerülésének veszélye, többségük a környezetre és az élőlényekre ártalmas gázokat és melléktermékeket nem bocsát ki, azonban felhasználásukat a helyi adottságok meghatározzák, nem használhatóak fel bárhol, és nem akármekkora mennyiségben.
Megújuló energiaforrások bélyegkép|250px|A fa a legrégebb óta felhasznált megújuló energiahordozó bélyegkép|250px|A Föld belső energiája a geotermikus energia
Az energiamegmaradás értelmében energiát nem lehet létrehozni. Amikor megújuló energiáról beszélünk, a felhasznált energia ezekből a forrásokból származik:
A Napból származó energia A Nap nagy mennyiségű energiát közvetít a földre elektromágneses hullámok formájában. A Földre körülbelül 174 PW (Petawatt) teljesítmény érkezik, ebből 30%-ot a légkör visszaver, így körülbelül 122 PW éri el a Föld felszínét, ami egy évben 1070 EWh energiát jelent, és így 7500-szorosa az évi energiafelhasználásnak. Ezt az energiát direkt vagy indirekt módon használjuk fel. A direkt felhasználás közé tartozik a vizek és az atmoszféra felmelegítése, a légtömegek mozgatása, valamint a növények termesztése.
A napenergia indirekt felhasználása közé tartozik a bioenergia, a szélenergia és a vízenergia is. Néhány lehetséges felhasználási mód: Napenergia: napelem, hőtermelés, kémiai energiává alakítás Bioenergia: fa, növényi olaj, biodízel, bioetanol, biogáz, BtL-hajtóanyagok (Biomass to Liquid – biomassza-elfolyósítás) Vízenergia: víz felduzzasztás – helyzeti energia, folyóvíz – mozgási energia, hullámzás, áramlatok a tengerben, a víz hőenergiája Szélenergia: szélerőmű, szélmalom, vitorlás hajó
Geotermikus energia A Föld belsejében lévő energia részben még a Föld keletkezéséből maradt vissza, részben pedig a Föld belsejében történő radioaktív bomlás terméke. A leggyakrabban ezt az energiaforrást fűtésre, valamint áramfejlesztésre használjuk.
A Nap és Hold mechanikus hatása a Földre A Hold és a Nap gravitációs ereje a Földön árapályt idéznek elő, az így előállított áramlásokat árapályerőművekben és vízáramlás-erőművekben hasznosítják. A gravitációs erők a Föld deformációját, és ezáltal a szilárd Föld és a magma között súrlódást okoznak. Az így létrejövő teljesítmény körülbelül 2,5 TW, aminek egyes becslések szerint a 9%-át lehetne felhasználni.Valentin Crastan: Elektrische Energieversorgung 2. Berlin/Heidelberg 2012, S. 12.
A leggyakrabban felhasznált erőművek Hogy az energiát az ember hasznosítani tudja, erőművek segítségével át kell alakítani.
Szélerőmű
bélyegkép|250px|Szélerőművek
A szélenergia a levegő mozgási energiáját használja fel, a szélkerekek megforgatják a generátort, amivel elektromos energia állítható elő. A szél segítségével termelt energia 2010-es adatok szerint évi 20%-kal növekszik,Lars Kroldrup. Gains in Global Wind Capacity Reported Green Inc., February 15, 2010 és rendkívül népszerű Nyugat-Európában és az Egyesült Államokban.
A szélerőművek működése nem jár emisszióval, de csak oda érdemes telepíteni, ahol rendszeresen nagy a széljárás. Hátránya, hogy a széltől függően az erőművek nagyon változó mértékben állítanak elő elektromos energiát, előre pontosan meg nem jósolható időtartamban.
Vízerőmű
bélyegkép|250px|Vízerőmű az Egyesült Államokban
A vízenergia a folyók vizének helyzeti energiája. A folyón érkező vizet gáttal felduzzasztják, majd ráeresztik a turbinákra, ahol a helyzeti energia először mechanikus-, majd a generátorokban elektromos energiává alakul át. A világ vízerőműveinek összteljesítménye mintegy 715 000 MW, a Föld elektromos összteljesítményének 19%-a (2003-ban 16%-a volt), a megújuló energiahasznosításnak 2005-ben a 63%-a.Renewables Global Status Report 2006 Update , published 2007, accessed 2007-05-16
A vízenergia használata nem jár emisszióval, ezen kívül igen nagy előnye, hogy képes folyamatosan energiát előállítani szemben a nap- és szélerőművekkel, azonban csak olyan helyeket lehet felhasználni, ahol bő vizű folyók nagy magasságkülönbséggel haladnak.
Naperőmű
bélyegkép|250px|Napelemek
A napenergia a Földet érő napsugárzásból kinyerhető energia. Használata történhet fotoelektromos- vagy hőenergia előállításával. A napenergia használata történhet aktív módon naperőműben, napelemmel vagy napkollektorral, illetve passzív módon, ilyen például az épületek tájolása segítségével elért hőmegtakarítás, vagy a hőszigetelés. Decentralizált energiatermelésre sok háztartásban használják világszerte.
A napelemek emissziómentesek és felhasználhatóak kisebb méretekben is, így lehetséges akár családi házak tetejére néhány darabot, akár egy erőműparkban sokat egymás mellett üzemeltetni. Hátránya, hogy a napsugárzástól függően az erőművek nagyon váltakozó nagyságban állítanak elő elektromos energiát, meg nem jósolható időközökben, éjszaka egyáltalán nem képesek áram előállítására.
Biomassza
bélyegkép|250px|A cukornádat nemcsak élelmiszerként lehet felhasználni, hanem energiakinyerésre is használható
A biomassza kifejezés alatt tágabb értelemben a Földön lévő összes élő tömeget értjük. Mai elterjedt jelentése: energetikailag hasznosítható növények, termés, melléktermékek, növényi és állati hulladékok. A biomassza segítségével fosszilis tüzelőanyagok válthatóak ki, és ideális esetben az elégetett növényi anyag egy éven belül újratermelődik, megteremtve ezzel a fenntartható fejlődés és energiagazdálkodás lehetőségét.
A biomassza feldolgozásával nyerhető energiafajták: biogáz (szerves anyag anaerob bomlásával, pl. metán) bioüzemanyag (biomassza, szerves anyag, hulladék szerves anyag tartalmából), pl. biodízel, bioetanol szilárd biomassza (tűzifa, faapríték, pellet, fabrikett)
Bár a különböző biomasszák a megújuló energiahordozók közé tartoznak, elégésük a környezetre káros gázok különböző mértékű kibocsátásával jár.
Geotermikus erőmű
bélyegkép|250px|Geotermikus erőmű a Fülöp-szigeteken
A geotermikus energia a Föld belső hőjéből származó energia. A Föld középpontja felé haladva kilométerenként átlag 30 °C-kal emelkedik a hőmérséklet. Magyarországon a geotermikus energiafelhasználás 1992-es adat szerint 80-90 ezer tonna kőolaj energiájával volt egyenértékű. A geotermikus energia gyakorlatilag korlátlan és folytonos energianyereséget jelent. Termálvíz formájában nem kiapadhatatlan forrás. Kitermelése viszonylag olcsó, a levegőt nem szennyezi, viszont a felszíni vizeket nemegyszer – magas sótartalmánál fogva – igen.
A geotermikus energia megújuló energiaforrás, amely a legolcsóbb energiák közé tartozik, hacsak nem kell a sós vizet villamos energiával visszapréselni az eredeti közegébe. Mára Spanyolország a legnagyobb zöldenergia-felhasználó. Magyarországon sok geotermikus energiát használnak fel, sok híres termálfürdő van. A geotermikus fűtés telepítése kb. 5 év alatt térül meg. Magyarországon a termálvíz 2 km mélyen, nyomás alatt akár 120 °C-os is lehet.
Előnyei Örökké rendelkezésre álló készletek A Földön található fosszilis energiahordozók nem tartanak örökké. Ezek a Föld keletkezésekor, vagy az azóta eltelt idő alatt jöttek létre, és nem lehet őket pótolni, ha már végleg elfogytak – ezért is a nem megújuló energiaforrás elnevezés. Ide tartozik a földgáz, kőolaj, szén és urán. A megújulók ezzel szemben nem fogynak el, vagy mert a természet körforgása miatt emberi léptékben képesek megújulni, vagy mert annyi áll belőle rendelkezésre, hogy lehetetlen az elfogyasztása.
Környezetkímélő működés
A megújuló energiaforrás és a környezetkímélő működés önmagában két különböző fogalom, hiszen a megújuló forrásból származó energia előállítása is történhet környezetszennyező módon, például bioanyagok égetésével. Azonban a megújuló energiaforrások nagy része emissziómentesen felhasználható, valamint a nem teljesen károsanyagkibocsátás-mentesen működő erőművek (pl. biogáz égetése) kevésbé környezetszennyezőek, mint a hagyományos erőművek (pl. szénerőmű).
A fosszilis energiahordozók égetése hatalmas mennyiségű szén-dioxidot (CO2) bocsát ki, és ezzel hozzájárul az üvegházhatás mesterséges növeléséhez. Tekintve, hogy a megújuló energiaforrások használatával jóval kevesebb szén-dioxid kerül a légkörbe, ezeknek a felhasználását egyre több ország támogatja, hogy ezzel is mérsékelni lehessen a globális felmelegedést.Volker Quaschning: Regenerative Energiesysteme. Technologie – Berechnung – Simulation. 8. aktualizált kiadás, München, 2013, 43. oldal
Egy kilowattóra elektromos energia előállításakor átlagosan szélkerekeknél 9,4 g, vízerőműveknél 11,6 g, naperőműveknél 29,2 g, naphőerőműveknél 30,9 g, valamint geotermikus erőműveknél 33,6 g CO2-kibocsátás keletkezik, míg ez a szám földgázerőműveknél 350-400 g, illetve szénerőműveknél 750-1050 g-ra tehető. Az itt említett megújuló energiaforrásoknál a széndioxid-kibocsátás leginkább a gyártáskor és telepítéskor, valamint kisebb mértékben a szállításkor keletkezik.
A biomasszák esetében a számítás nehezebb, hiszen itt ugyan a feldolgozáskor és az égetéskor ugyanúgy keletkezik CO2, mint a hagyományos erőműveknél. Ez azonban az a széndioxid, amit a növény az élettartama alatt, a levegőből már megkötött.
Energiafüggetlenség A megújuló energiaforrások kiépítését sokszor az energiafüggetlenséggel is indokolják, amivel egyúttal a nagyobb mértékű országon belüli értékkihasználás érhető el.Előadás: Martin Kaltschmitt, Wolfgang Streicher (Hrsg.) Regenerative Energien in Österreich. Wiesbaden 2009, S. V. Ezen kívül elérhető a többi országtól való nagyobb függetlenség (Pl: Oroszországtól), valamint hogy egyes háborús övezetek vagy nagy cégek politikai döntései kisebb nyomást gyakorolhassanak más területekre az energia révén.Előadás: Kriege um Ressourcen. Herausforderungen für das 21. Jahrhundert. München, 2009
Hátrányai Egyenetlen termelés, az energia nehéz tárolhatósága
bélyegkép|250px|Tárolóerőmű Németországban. Ez az erőmű maga nem állít elő energiát, csupán a már megtermeltet tárolja későbbre. A megújuló energiák egyre nagyobb felhasználása miatt egyre több ilyenre van szükség. A tárolási kapacitások nagy korlátoltságai azonban nagy problémát okoznak bélyegkép|250px|Egyes területeken akkora a bizonyos forrásokból történő energiatermelés ingadozása, hogy a felhasználása hatalmas nehézségeket okoz. Egy ilyen képzeletbeli ábra azt mutatja, hogy melyik területeken milyen erőműveket lenne érdemes telepíteni a kiegyensúlyozott termelés érdekében. Így például a sivatagba javasolt a naperőmű, míg az Északi-tenger partvidékén a szélenergia felhasználásának van értelme a nagyobb hatékonyság a folyamatosabb termelés végettDESERTEC-archiváltDESERTEC