Duurzame energie is energie waarover de mensheid in de praktijk voor onbeperkte tijd kan beschikken en waarbij, door het gebruik ervan, het leefmilieu en de mogelijkheden voor toekomstige generaties niet worden benadeeld.

Een vorm van duurzame energie is bijvoorbeeld zonne-energie, een bron die volgens de heersende wetenschappelijke inzichten nog miljarden jaren beschikbaar zal zijn.Fossiele brandstoffen

Op dit moment (2008) wordt de meeste energie die de mensheid nodig heeft, verkregen uit de verbranding van fossiele brandstoffen, waarvan een bepaalde voorraad in de aardbodem aanwezig is. Verwacht wordt dat deze voorraad nog enkele tientallen jaren toereikend is. Bij gebruik van deze energie komt echter koolstofdioxide in de atmosfeer. Een bijkomend voordeel van het gebruik van duurzame energie is dat het gebruik ervan niet gepaard gaat met extra productie van koolstofdioxide. Dit is van groot belang om het broeikaseffect tegen te gaan.

Kernsplijting en Kernfusie

Dit laatste voordeel hebben ook energiebronnen uit kernsplijting en kernfusie. Kernsplijting wordt niet als duurzaam beschouwd omdat het de grondstof uranium gebruikt, waarvan de voorraad op aarde groot maar niet onbeperkt is. Naast uranium zouden echter zowel thorium als plutonium kunnen worden gebruikt; thorium komt, meer nog dan uranium, in de aardkorst voor en plutonium kan worden gemaakt uit niet voor huidige kerncentrales geschikte isotopen van uranium waardoor de hoeveelheid winbare energie uit splijtbare isotopen op aarde nog met ongeveer een factor honderd zou toenemen.

De afvalstoffen van kernsplijting en de mogelijkheid van proliferatie van atoomwapens vormen vooralsnog belangrijke problemen bij de benutting van deze vorm van energie op een schone en veilige (dus duurzame) manier. De publieke opinie staat m.n. sinds de kernramp van Tsjernobyl in 1986 wereldwijd sceptisch tegenover kernenergie. Het is mogelijk dat dat zal veranderen als de prijs van energie uit fossiele brandstoffen weer meer gaat oplopen door toenemende schaarste.

De grondstof voor kernfusie (deuterium, tritium) is onuitputtelijk, maar het lijkt er tot nu toe op dat er bij praktische toepassing hiervan toch wel veel radioactieve vervuiling vrij kan komen door de bestraling waaraan het materiaal van de installatie blootgesteld wordt. Deze radioactiviteit heeft echter een korte halveringstijd en zal daardoor geen structureel probleem vormen. Kernfusie als werkende energiecentrale is bovendien op dit moment zowel technisch als economisch nog niet mogelijk hoewel de principiële mogelijkheid wel is aangetoond. Volgens de gangbare ontwikkelingsscenario's zal het tot omstreeks 2050 duren alvorens kernfusie technisch en economisch haalbaar is. Sommigen vinden daarom dat het geld dat aan de ontwikkeling van de Kernfusiereactor in Zuid-Frankrijk wordt uitgegeven verspilling is. Zij hadden liever het geld naar onderzoek zien gaan naar duurzame energiebronnen om hun efficiëntie te verbeteren, zodat ze goedkoper worden en dus steeds meer terrein winnen tegenover de niet-duurzame bronnen.

Onderzoek

Er is sinds de jaren van de eerste oliecrisis in 1973 onderzoek gedaan naar alternatieve technologie om beter gebruik te maken van de natuurlijke en onuitputtelijke energiebronnen als wind, zon, getijden en golven; onder andere aan het Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN) in Petten en het TNO instituut voor milieu, energie en procesinnovatie. Met name in kringen van de oliemaatschappijen werd dit soort onderzoek met enige argwaan bekeken, voor een deel omdat men beducht is de grip op de energiemarkt gedeeltelijk kwijt te raken. Andere oliemaatschappijen (Shell) zijn zelf in dit soort onderzoek gestapt.

Door de stijgende olieprijs staat Duurzame energie weer volop in de belangstelling. Dit omdat de kostprijs van energie opgewekt met fossiele brandstof stijgt waardoor deze dicht tegen de prijs van energie opgewekt door duurzame energiebronnen komt.

Afhankelijkheid

Na de eerste oliecrisis in 1973 is in het westen naarstig gezocht naar nieuwe voorraden fossiele brandstoffen. Deze zijn ook gevonden. Onder andere onder de Noordzee en in de golf van Mexico. Doordat deze voorraden langzamerhand opraken raken raken de westerse landen meer en meer afhankelijk van olieproducerende landen met een bedenkelijk regime, zoals Rusland, Iran, Saoedi-Arabië en Venezuela. Om niet geheel afhankelijk te worden van deze landen is men naarstig op zoek naar alternatieve vormen van energie.

Vormen van duurzame energie

Een aantal verschillende strategieën is mogelijk.

• Bio-energie
  • Biobrandstof: Biologische methoden die gebaseerd zijn op fotosynthese, bijvoorbeeld het gebruik van bio-afval of het kweken van bacteriën die oliën produceren. Ook bomen,olifantsgras of andere snelgroeiende planten die verbrand- of vergistbare biomassa genereren zouden kunnen worden gebruikt. De efficiëntie van dit proces is gering omdat fotosynthese slechts 1% van de energie van de zon kan benutten. Daar staat tegenover dat biomassa kan worden gebruikt om rechtstreekse vervangers van de huidige fossiele energie te produceren. Er bestaan technieken om biomassa om te zetten in benzine, diesel en aardgas. Een groot bezwaar is echter dat op het oppervlak van Nederland bijvoorbeeld bij lange na niet genoeg biomassa kan worden verbouwd om het huidige Nederlandse energieverbruik te dekken.

• Geothermische energie
  • Geothermische energie - Het winnen van warmte uit de aardbodem.
  • Koude-Warmte-opslag

• zonne-energie
  • Zonnepanelen zetten zonlicht om in elektriciteit via PV cellen.
  • Zonnecollectoren zetten zonlicht om in warmte.
  • Thermisch-elektrische zonne-energie. Concentrated Solar Power (CSP) genoemd in het Engels. Het door middel van spiegels concentreren van zonlicht op een te verhitten medium, dat op zijn beurt gebruikt wordt om stoom op te wekken voor de aandrijving van turbinegeneratoren. Een techniek die uitsluitend, maar zeer bruikbaar is voor grootschalige energieopwekking, zoals bij de sinds midden jaren tachtig in bedrijf zijnde zonnekrachtcentrale bij Kramers Junction, Californië (USA).
  • Zonnetoren - Door middel van zonnewarmte wordt er in een verticale pijp een constante luchtstroom ontwikkeld. Dit systeem kan een vermogen hebben gelijk aan een conventionele elektriciteitscentrale.
  • Fotoëlektrochemische cellen. Deze hebben in plaats van twee lagen vaste stof als elektroden, één halfgeleidende vaste stof als elektrode en een vloeistof als de andere. Ze kunnen zonlicht direct gebruiken om water te ontleden in waterstof en zuurstof. De Engelse term PEC (Photoelectrochemistry) wordt gebruikt om aan deze technieken te refereren. Dit geldt natuurlijk alleen als een duurzame vorm van energie als de grondstoffen niet uit fossiele brandstoffen worden gemaakt.
  • Passieve methoden voor het winnen van zonne-energie. Hierbij kan gedacht worden aan huizen en gebouwen die zo worden gebouwd dat de zon direct maximaal de ruimtes kan verwarmen, bijvoorbeeld met grote ramen aan de zonkant en kleine raampjes aan de schaduwkant. Wel is het dan verstandig een manier te bedenken om in de zomer de zon buiten te kunnen houden. Dit kan bijvoorbeeld een boom met bladerval zijn. Maar ook een overstek waar de zon in de winter onderdoor schijnt en in de zomer niet. Deze overstek kan dan ook dienen om bijvoorbeeld zonnepanelen op te plaatsen.

• Windenergie
  • Windenergie gebruikt de kracht van de wind om een elektrische generator aan te drijven en zo elektriciteit op te wekken. Hoewel dit vaak als een aparte energiebron gezien wordt, komt de energie die de wind bevat, uiteindelijk van de zon.

• Energie uit Water
  • Golfslagenergie - De beweging van de golven van de zee wordt gebruikt om elektriciteit op te wekken.
  • Getijden-energie - De verschillen in waterhoogte van de getijden worden via turbines in elektrische energie omgezet.
  • Blauwe energie - is de energie die kan worden gewonnen door het verschil in zoutconcentratie tussen zeewater en zoetwater.
  • Hydro-elektrische energie - Energie winnen uit hoogteverschillen van water, meestal door de bouw van een stuwdam of bij een natuurlijke waterval.
  • OTEC (Afkorting van het Engelse Ocean thermal energy conversion). Deze techniek maakt gebruik van het temperatuurverschil tussen het oppervlaktewater en de diepere lagen van de oceaan om elektriciteit op te wekken.

Elektriciteit die opgewekt wordt op een duurzame manier, mag verkocht worden als groene stroom