Quais métodos de energia são limpos e sustentáveis?

Energia solar é um termo que se refere à energia proveniente da luz e do calor do Sol. É utilizada por meio de diferentes tecnologias em constante evolução, como o aquecimento solar, a energia solar fotovoltaica, a energia heliotérmica, a arquitetura solar e a fotossíntese artificial. Tecnologias solares são amplamente caracterizadas como ativas ou passivas, dependendo da forma como capturam, convertem e distribuem a energia solar. Entre as técnicas solares ativas estão o uso de painéis fotovoltaicos, concentradores solares térmicos das usinas heliotérmicas e os aquecedores solares. Entre as técnicas solares passivas estão a orientação de um edifício para o Sol, a seleção de materiais com massa térmica favorável ou propriedades translúcidas e projetar espaços que façam o ar circular naturalmente.

Energia eólica é a transformação da energia do vento em energia útil, tal como na utilização de aerogeradores para produzir eletricidade, moinhos de vento para produzir energia mecânica ou velas para impulsionar veleiros. A energia eólica, enquanto alternativa aos combustíveis fósseis, é renovável, está permanentemente disponível, pode ser produzida em qualquer região, é limpa, não produz gases de efeito de estufa durante a produção e requer menos terreno. O impacto ambiental é geralmente menos problemático do que o de outras fontes de energia.

Energia maremotriz ou energia das marés, é o modo de geração de energia por meio do movimento das marés. Dois tipos de energia maremotriz podem ser obtidos: energia cinética das correntes devido às marés e energia potencial pela diferença de altura entre as marés alta e baixa. O aproveitamento da energia das marés pode ser feito a partir de centrais elétricas que funcionam por ação da água dos mares. É necessária uma diferença de 7 metros entre a maré alta e a maré baixa para que o aproveitamento desta energia seja renovável. Atualmente na Europa existem pelo menos duas destas centrais: Uma no norte de França e outra na Rússia.

A bioenergia é a designação para a energia obtida através da biomassa. Tal energia pode ser utilizada para se gerar calor, eletricidade ou combustível para motores de combustão em geral. Também é considerado bioenergia a energia quimicamente armazenada na biomassa. A fontes principais de bioenergia são materiais provenientes de matérias primas renováveis, como madeira, produtos agricolas (por ex. colza, milho, cereais) e dejetos orgânicos (estrume, serragem, lixo orgânico, resíduos urbanos). Entre os combustíveis bioenergéticos destaca-se o etanol, o metanol e o biodiesel (aditivo de 7% ao diesel convencional), entre outros. Estes representam uma fonte alternativa de combustível, perante aos combustíveis fósseis.

Energia Hidrelétrica, energia hidráulica ou energia hídrica é a energia obtida a partir da energia potencial de uma massa de água. A forma na qual ela se manifesta na natureza é nos fluxos de água, como rios e lagos e pode ser aproveitada por meio de um desnível ou queda d'água.
Pode ser convertida na forma de energia mecânica (rotação de um eixo) através de turbinas hidráulicas ou moinhos de água. As turbinas por sua vez podem ser usadas como acionamento de um equipamento industrial, como um compressor, ou de um gerador elétrico, com a finalidade de prover energia elétrica para uma rede de energia.

É necessário que haja um fluxo de água para que a energia seja gerada de forma contínua no tempo, por isto embora se possa usar qualquer reservatório de água, como um lago, deve haver um suprimento de água ao lago, caso contrário haverá redução do nível e com o tempo a diminuição da potência gerada (ver equação acima).
As represas (barragens) são nada mais que lagos artificiais, construídos num rio, permitindo a geração contínua. No Brasil, devido a sua enorme quantidade de rios, a maior parte da energia elétrica disponível é proveniente de grandes usinas hidrelétricas.