风能是太阳能的一种转换形式，地球接受到的太阳辐射能约有2％转化为风能。据估计，全球的风能总量有2.74万亿千瓦，其中可利用的约为200亿千瓦。这是一个巨大的潜在能源宝库，是一种取之不尽，尚未得到大力开发利用的新能源。
人类利用风能的历史悠久，中国、埃及和荷兰是世界上最早普遍利用风能的国家。19世纪末，人们开始研究风能发电。1891年，丹麦建造了世界上第一座试验性的风能发电站。到了20世纪初，一些欧洲国家如荷兰、法国等，纷纷开展风能发电的研究。二战期间，开始使用小型螺旋桨式风能发电。上世纪70年代中期以来，由于能源供应紧张，加之石油、煤炭对环境的污染日益严重，所以很多国家对风能发电的研究重视起来，而且近年来还广泛开展了风能在海水淡化、航运、提水、供暖、制冷等方面的研究，使风能的利用范围得到了进一步扩大。
目前，世界各国对风能的利用，主要是以风能作动力和发电两种形式。
以风能作动力就是利用风轮来直接带动各种机械系统的装置。如带动水泵提水。风力提水装置结构简单，易于维护、操纵。目前在世界各国运行的风能利用机械约有50％以上用于风力提水。澳大利亚的许多牧场，都设有风力提水机。很多风力资源丰富的国家，还利用风力发动机铡草、磨面和加工饲料等。
风力发电的原理比较简单，是利用风轮带动发电机来发电的。根据风轮机的布置形式，风力机可分为水平轴式和立轴式两类。水平轴风力机的旋转轴与迎面的风流平行。如荷兰风车就是早期使用的这种机型。桨叶式风力机是目前普遍使用的一种。垂直轴（立轴）风力机的旋转轴垂直于地面，它不需要像水平轴风力机那样随风向改变转子的方向，设计、制造、安装、运行都比水平风力机简单和方便，很有发展前途。
风能由于能量密度小，风速和风向不停变化等原因，风力发电机的单机容量均较小，大多数是几十至几百千瓦。大型的风力发电站是在一个风场设置几十台或几百台10～100千瓦级的风力发电机组成的风力发电机群，也称风力田。其优点是技术较成熟，建设周期短，经济效益较好。美国最具商业价值的是加利福尼亚州的三大风力田，1989年装有风力发电机17000余台，装机容量达150万千瓦。英国在北海沿岸建立了20个风力田，共装50千瓦风力发电机512台，计划增至2200台，预计本世纪初装机容量达100万千瓦。荷兰、意大利、德国等也都建立了自己的风力田。此外，澳大利亚、丹麦、美国等分散的农场和住户合用中小型风力发电站提供电源，发展也很迅速。
我国地域辽阔，蕴藏着非常丰富的风能资源。据计算，全国风能资源总量约每年16亿千瓦，其中可开发约为每年1.6亿千瓦。我国东南沿海岛屿以及西北牧区、西南山区严重缺电，但风能资源较大，有着发展风力发电的优良条件。因此，在我国因地制宜地开发利用风能，不仅可以扩大能源，而且有助于解决边远地区用电需要，有着现实的重要意义。
生物质能
生物质能是指太阳能通过光合作用以生物的形态储存的能量，也即绿色植物所固定的太阳能。据估计，全球陆地绿色植物固定的太阳能，约占到达地表太阳能的4％～5％，为400亿千瓦；而水下植物所利用的太阳能，比陆地植物要多若干倍。全球生物每年产生的总能量是当今世界每年能源消耗量的10～20倍。当然，并不是所有的生物质都作为能源资源利用，目前真正利用的只是其中很小一部分，包括林产品下脚料、薪柴、农作物秸秆和皮壳、水生作物以及作为沼气资源的人畜粪便和城市生活、生产过程的一些废弃物等。
目前生物能资源通常作为农村生活用能源，在农村家庭炉灶中直接燃用。这方面存在着两个问题：一是可作为能源的生物质能资源未能充分利用；二是利用率极低，一般家用炉灶的热效率均低于20％。大量的能源资源未能有效利用。因此，积极开发研制实用高效的生物质能转化、利用装置，是提高生物质能利用率的必然途径。
现在使用的转化技术主要是生物质厌氧消化生产沼气；生物质发酵制取酒精；生物质热分解气化等。
生物质能转换成沼气是利用各种有机物在一定温度、湿度、酸碱度和隔绝空气的条件下，经过微生物发酵分解作用，产生一种可燃混合气体，其主要成分为甲烷和二氧化碳。由于这种气体最先在沼泽中发现，故称为沼气。
沼气的成分随发酵原料的配比、成分、发酵温度等因素而变化。其一般组成及含量为甲烷50％～70％、氢0.5％～2％、二氧化碳25％～40％、一氧化碳0.5％～1％，此外，还含有少量氮气、氧气、氨及硫化氢等。沼气发酵的原料极为丰富，包括农作物秸秆、人畜粪便、树叶杂草、水生生物质、城镇生活垃圾、污水，及屠宰场、造纸厂、糖厂、酒厂、食品厂、酿造厂、皮革厂等工厂排放的废水、废物等。
沼气是一种高热值燃气，具有较高的使用价值。作为生活用燃气，沼气是一种理想的农村家庭燃料，不仅方便、干净，还可节约大量生产原料。同时，它还可用作机械的动力能源和工业生产上的化工原料。大力发展沼气、对于我国广大农村的现代化建设有着十分重要的作用和现实意义。
生物质转化为酒精是将生物质转化为液体燃料——酒精。是研究历史较长、应用范围较广且最受人们关注的生物质能量转换应用技术，在能源的开发与利用方面极有前途。
生物质生产酒精的工艺主要有两类，一类为热解法，另一类为水解法或发酵法。热解法的基本原理、工艺系统及操作运行条件等都与石油精炼的催化裂化过程相似，目前应用不多。水解法的关键工艺之一是将大分子的纤维素转化为酵母可以利用的小分子葡萄糖。根据将纤维素降解为葡萄糖的方法又可分为酸法水解和酶法水解。目前酸法水解应用较多，且工艺已比较成熟。
目前，国外在应用技术的开发研究和生物质生产酒精的产量及利用方面都已达到较高水平。美国、巴西、法国、日本、新西兰、菲律宾等国都投入技术力量对木材、甘蔗、玉米、稻草、高粱秆及城市垃圾等生产酒精的技术进行了广泛的研究，并取得了显著成果。其中，巴西是发展燃料酒精工业最快的国家。1981年，巴西生产酒精12亿加仑，绝大部分用于汽车燃料，约占该国汽车燃料的50％。
其他转化技术
干馏煤气：将生物质在隔绝空气的条件下加热使其分解并析出气态物质的过程称为干馏。最终产物是干馏煤气、半焦和焦油。干馏煤气的主要成分是一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氢、氮和乙炔等，为高热值气体，可作为商品燃气广泛用于日常生活及工业生产。
酯化燃料：对各种植物油进行酯化处理，改变其化学组成和结构，以改善其燃烧特性。乌桕油、桐子油、桉树油等野生植物都可以作为酯化燃料的原料。这种工艺尚处于实验阶段。
固体燃料：将生物质粉碎成一定细度后在一定的压力、温度和湿度条件下挤压成型，增加了比重和热值。用作化工原料，工业或家庭燃料等。
氢能
在众多的新能源中，氢能将会成为21世纪最理想的能源。这是因为，氢气重量轻，热值高，储运方便，不污染环境，更重要的是氢的分布很广，主要存在于水中，而燃烧后惟一的产物也是水。如果能用合适的方法从水中制取氢，那么，氢将是一种取之不尽，用之不竭的能源。
氢属二次能源，提取时要消耗能量。因此，要大量利用氢能源，就要求有先进的耗能低、成本低、能大量生产氢的方法。现在世界上氢的年产量约为3600万吨，其中绝大部分是从石油、煤炭和天然气制取的，这就得消耗本来就很紧张的矿物燃料；而4％的氢是用电解水的方法制取的，但耗电太多，很不合算。所以现有的制氢方法只能维持目前航天、电子、冶金、炼油、化工等少数方面的需要。为使氢能得到更为广泛的应用，人们正在积极研究新的制氢方法。
太阳能制氢：这是上世纪70年代发展起来的方法，个体实施技术有多种。如利用太阳热能、直接热分解或热化学化解水制氢，太阳能电解水制氢，太阳能光化学分解水制氢，太阳能光电化学电池分解水制氢等。但这些方法制氢，均需以低成本、大规模使用太阳能为前提。在目前太阳能利用技术还不是很普遍的条件下，用它来制氢还存在很多困难。另外，太阳能制氢还涉及催化剂的使用、电极材料的选择等问题。
生物学制氢：人们利用在光合作用下可以释放氢的微生物，通过氢化酶诱发电子，把水里的氢离子结合起来，生成氢气。另外，许多低等生物在新陈代谢的过程中也可放出氢气。美国、日本、前苏联等国家都已取得了一些研究成果。
原子能制氢：利用核反应堆中的放射性能量分解水来制造氢气或者建造电解水制氢的专用核电站。
另外还有许多种制氢技术，绝大部分仍处于理论研究和实验室阶段，距离大规模工业实用化，还有相当大的距离。开发氢能还存在一个难题，这就是氢气的贮存。目前，氢的储运主要采取：一是气态储存和运输；二是高压低温的液态罐装储运；三是用金属或合金材料的氢化物贮氢。
虽然，氢的制取和储存方面都还存在较大的难题，然而，由于氢能的特殊优点，在航天、航空、汽车等领域利用，显示出它的独特优势，并为今后的大规模使用展示了广阔前景。
首先，在航天方面，氢可谓是最理想的航天动力燃料。氢质量轻而能量密度很高。既可满足航天飞机、运载火箭的基本燃料需求，又减轻燃料自重，增加有效载荷。1960年，液氢首次成为太空火箭燃料，70年代美国发射的“阿波罗”登月飞船使用的起飞燃料也是液态氢。目前，氢几乎已成为所有航天飞行器的主要动力燃料。
氢作为气体燃料，在汽车应用方面成效显著。1976年5月，美国研制出一种以氢气作燃料的汽车。之后，日本、德国、英国等国均已研制成功以氢为动力的汽车。用氢作汽车的燃料，不仅干净、在低温下容易起动，而且对发动机腐蚀作用小，可延长发动机的使用寿命，简化现有汽车构造。
另外，使用氢、氧燃料电池还可以把氢能直接转化成电能，使氢能的利用更为方便。目前，这种燃料电池已在宇宙飞船和潜水艇上得到应用。
