采矿、采油、渔业和林业一般被看作获取自然资源的工业，而农业则不是。自然资源是成为货物的自然财富。自然资源是指自然界中能被人类用于生产和生活的物质和能源的总称。如：水资源、土地资源、矿产资源、森林资源、野生动物资源、气候资源和海洋资源等。

可再生自然资源在现阶段自然界的特定时空条件下，能够持续再生更新、繁衍增长，保持或扩大其储量，依靠种源而再生。可再生能源泛指多种循环使用的能源，严谨来说，是人类有生之年都不会耗尽的能源。可再生能源不包含现时有限的能源，如化石燃料和核能。不仅非可再生资源的数量是有限的，在一定的时间跟空间尺度内，可再生资源的数量也是有限的。也就是说，可再生资源也并不是「取之不尽，用之不竭」的资源，它是一个动态的概念。

可再生资源只有在我们控制了量的情况下，权衡了开采量及该资源的再形成速率的条件下，使我们的开发利用速率小于其才是“取之不尽，用之不竭”的。大部分的可再生能源其实都是太阳能的储存。可再生的意思并非只是可以提供十年的能源，而是百年甚至千年的。

人们要把能源利用方向转向可再生能源的开发利用，这样可以有效地延缓不可再生能源(如煤、石油、天然气等化石燃料)的消耗速度以及资源逐渐匮乏的趋势。

可再生资源亦称再生性资源。指消耗以后可以在较短时间内再度恢复的资源。主要指动植物、土地和水资源等。这些资源是人类生产和生活的物质基础，合理利用消耗，可以通过繁殖、施肥和循环等过程不断再生出来。如果开发利用不合理、不科学，会使这些资源数量减少，质量降低，甚至耗尽。工业革命以来，随着人口的激增和科学技术的迅速发展，人类对可更新资源的破坏日益加剧。因此，对可更新资源的合理保护、利用和管理，使之保持不断更新能力，是当前环境保护工作的主要任务之一。

特殊再生资源是利用一定的时间、空间段提供特殊服务功能，如风景名胜、保护资源、道场、旅游、调养身心等多种功能的场，是一种利用多种资源又可以补给其它资源的资源。

某种意义上讲，可再生资源也是非可再生资源，非可再生资源也是可再生资源，只是它们彼此转化的时间不同罢了，可再生资源就是再生周期短，不需要几百年的地壳运动，而非可再生资源，需要经过上百年乃至上亿年才能形成并沉积，所以从意义上讲，两者亦可进行相互转化，但是随着人类现代化建设的进程，污染的加剧，很多本来是可再生资源的资源，已经面临变成不可再生资源的危险，比如水污染正在威胁江河湖泊的水质，被工业排放污染的空气等。

可再生自然资源在现阶段自然界的特定时间条件下，能持续再生，保持或扩大其储量，依靠种源而再生，就是人类可以重复使用的，并且不间断能再生的资源。其特点是再生周期短，而且环保。

科学界已认定利用自然界中萜烯、植物油、碳水化合物和聚多糖为原料生产环境友好的生物塑料、水凝胶、复合材料等均属于可持续聚合物材料。天然高分子作为可持续的高分子材料，具有来源丰富、安全、可再生、可生物降解和环境友好等优点。

利用生物质生产的高分子材料，使用后埋在土壤或丢弃在江河湖海中可被微生物降解成水和二氧化碳，即使动物误食也不会窒息死亡，属于环境友好材料。

可再生能源泛指在一段时间内是取之不尽用之不竭的资源，严格地说，不是永久的资源。 但是也要有限度的使用，不要以为它是可再生能源而无限度的使用。

大部分的可再生能源其实都是太阳能的其它储存形式。人们开始发现可再生能源的重要性，并采取一定的措施来保护不可再生资源。

在国际金融危机依然没有触底的时候，国际油价重新上扬，使得能源安全问题和新能源革命再度成为国际社会关注的一个热点。美国奥巴马政府在上任第一周即推出旨在摆脱石油依赖、引领全球能源革命的新能源战略。具体政策包括未来10年投资1520亿美元开发清洁能源，创造500万个与之相关的工作岗位；到2012年确保10%的电力来自可再生资源，到2025年该比例达到25%，到2017年使100万辆美国产混合燃料车上路。

太阳能（solar energy）来自太阳内部氢原子核聚变所释放出的巨大辐射能量。人类几乎所需能量的全部都直接或间接地来自太阳能。人类直接利用太阳能还处于初级阶段。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）、光化转换和光电转换三种方式，是一种使可再生能源被利用的新兴方式。广义的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等。太阳能能源是来自地球外部天体的能源（主要是太阳）人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种绿色植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代演变形成的。此外，水能、风能等也都是由太阳能转换来的。地球本身蕴藏的能量通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。

与原子核反应有关的能源正是核能。原子核的结构发生变化时能释放出大量的能量，称为原子核能，简称核能，俗称原子能。是由太阳内部发生的轻核聚变形成，以及海洋中贮藏的氘、氚、锂等发生聚变反应时的核聚变能资源。这些物质在发生原子核反应时释放出能量。核能最大的用途是发电，此外，还可以用作其它类型的动力源、热源等。

上世纪，太阳能的利用还不是很普及，利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题，但是太阳能电池在为人造卫星提供能源方面得到了应用。太阳能是太阳内部或者表面的黑子连续不断的核聚变反应过程产生的能量。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1,369w/㎡。地球赤道的周长为40,000km，从而可计算出，地球获得的能量可达173,000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kw/m2，地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20kw/㎡，相当于有102,000TW 的能量，人类依赖这些能量维持生存，其中包括所有其它形式的可再生能源（地热能资源除外），虽然太阳能资源总量相当于人类所能利用的能源的一万多倍，但太阳能的能量密度低，而且它因地而异，因时而变，这是开发利用太阳能面临的主要问题。

太阳能的这些特点会使它在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的22亿分之一，但已高达173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤，每秒照射到地球的能量则为499,400,00,000焦。地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能都是来源于太阳；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能，所以广义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。

太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。

利用太阳能的方法：

使用太阳电池，通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能。

使用太阳能热水器，利用太阳光的热量加热水。

利用太阳光的热量加热水，并利用热水发电。

利用太阳能进行海水淡化。

地热能(Geothermal Energy)是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，

是引致火山喷发及地震的能量。地球内部的温度高达7000摄氏度，而在80至100公里的深度处，温度会降至650~1200摄氏度。透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1至5公里的地壳，热量得以被转送至较接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热，这些加热的水最终会渗出地面。运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法就是直接取用这些热源，运用钻探的手段来获取地热能。

①环太平洋地热带。世界最大的太平洋板块与美洲、欧亚、印度板块的碰撞边界，即从美国的阿拉斯加、加利福尼亚到墨西哥、智利，从新西兰、印度尼西亚、菲律宾到中国沿海和日本。世界许多地热田都位于这个地热带，如美国的盖瑟斯地热田，墨西哥的普列托、新西兰的怀腊开、中国台湾的马槽和日本的松川、大岳等地热田。

②地中海、喜马拉雅地热带。欧亚板块与非洲、印度板块的碰撞边界，从意大利直至中国的滇藏。如意大利的拉德瑞罗地热田和中国西藏的羊八井及云南的腾冲地热田均属这个地热带。

③大西洋中脊地热带。大西洋板块的开裂部位，包括冰岛和亚速尔群岛的一些地热田。

④红海、亚丁湾、东非大裂谷地热带。包括肯尼亚、乌干达、扎伊尔、埃塞俄比亚、吉布提等国的地热田。

⑤其它地热区。除板块边界形成的地热带外，在板块内部靠近边界的部位，在一定的地质条件下也有高热流区，可以蕴藏一些中低温地热，如中亚、东欧地区的一些地热田和中国的胶东、辽东半岛及华北平原的地热田。

地热能的利用可分为地热发电和直接利用两大类，而对于不同温度的地热流体可能利用的范围如下：

1、200～400℃直接发电及综合利用；

2、150～200℃双循环发电，制冷，工业干燥，工业热加工。

3、100～150℃双循环发电，供暖，制冷，工业干燥，脱水加工，回收盐类，罐头食品。

4、50～100℃供暖，温室，家庭用热水，工业干燥。

5、20～50℃沐浴，水产养殖，饲养牲畜，土壤加温，脱水加工。

许多国家为了提高地热利用率，而采用梯级开发和综合利用的办法，如热电联产联供，热电冷三联产，先供暖后养殖等。

水力资源是能源之一，属水域水力资源的范畴，是水利资源的一部分。通常指河流或潮汐中长时期内的天然能量或功率，单位为千瓦或马力。通过水力发电工程开发利用，将水流体中含有的能量天然资源，转化为人类可以利用的能源，例如水力发电。能量大小决定于水位落差和径流量的大小。

磨坊就是采用水能的好例子，而水力发电更是现代的重要能源，尤其是中国等河流资源丰富的国家。

水资源由于水循环的存在具有一定的可再生性，但是再生周期普遍较长。比如，浅层水补给容易，具有较好的年内调节和多年调节作用，但是深层水补给较难，无节制的大量集中开采就会出现枯竭现象，使水位持续下降，引发一系列的问题。

水资源从广义的角度看，分为海水、江河湖水、大气水、地下水等；从狭义的角度看，水资源专指能供人类生存发展需要的淡水。水资源是否可再生，应视情况而定。世界上许多国家，水资源短缺已经成为制约经济发展和人们生产生活的重要因素。至于原因，水资源的不合理利用和工业污染是其主要原因。所以，从人类生存发展需要方面来说，水资源是不可再生的，特别是用于生产生活的淡水资源。

美国

美国的水电装机容量和年发电总量一直居世界第一位。美国可开发水力资源1.467亿千瓦，国土面积937万平方公里，平均每平方公里15.6千瓦，1999年已建水电装机容量9442万千瓦，开发率达64.4%。哥伦比亚河流域所建众多大水电站，都由联邦和地方政府所建。联邦政府所建水电站，还本年限达50年，利率比银行低，因此发电成本较低，有利于水电的开发。

加拿大

加拿大可开发水力资源1.63亿千瓦，国土面积991万平方公里，平均每平方公里有16.5千瓦，与美国差不多。1998年已建水电6572.6万千瓦，水电比重56.6%。水力资源最多的魁北克省和不列颠哥伦比亚(BC)省，分别拥有可开发水力资源6812万千瓦和2735万千瓦，各占全国的41.7%和16.8%，分别已建水电3258万千瓦和1157万千瓦，水电比重分别达93%和86%。

巴西

巴西可开发水力资源2.13亿千瓦，国土面积851万平方公里，平均每平方公里25千瓦，比美国、加拿大多。由于巴西政府强调以水电为主，1998年已开发水电5648万千瓦，开发率26.5%，水电比重高达92.1%，在发展中国家是较高的。在建水电1205万千瓦，规划拟建水电还有2860万千瓦。伊泰普水电站——当今世界仅次于三峡水电站的第二大的水电站。工程进展总体是顺利的，然而，1982年水库蓄水后还是出了事故，82万平方公里流域面积的生态环境系统突然变化，野生动物几乎面临灭顶之灾。由此可见，建设超级大坝某种意义上是一柄双刃剑，在带来巨大利益同时，也会对生态环境产生巨大的影响。

中国

水能资源是中国重要的可再生能源资源。根据2003年全国水力资源复查成果，全国水能资源技术可开发装机容量为5.4亿千瓦，年发电量2.47万亿千瓦时；经济可开发装机容量为4亿千瓦，年发电量1.75万亿千瓦时。水能资源主要分布在西部地区，约70%分布在西南地区。长江、金沙江、雅砻江、大渡河、乌江、红水河、澜沧江、黄河和怒江等大江大河的干流水能资源丰富，总装机容量约占全国经济可开发量的60%，具有集中开发和规模外送的良好条件。有利于中国经济的快速发展，可以节约非可再生资源的利用。

风能资源(Wind Energy Resources)是因风力做功而提供给人类的一种可利用的能量资源，风具有的动能称风能。风速越快，动能越大。风力发电就是应用风能的一个典型例子，在西北一些风力较大及人烟稀少的地方建设有大型的风力发电站。在沿海地区也开始建设离岸风机，不过技术相对还不成熟。风能本身环保，低碳，但是地域限制较大，如何利用好风能一直是我们需要探讨的课题。

风能可为温室气体减排带来巨大潜力。到2009年年底，风电装机容量能够满足全球电力需求的大约1.8%。如果在温室气体减排以及消除障碍、增加风能推广方面做出努力，到2050年，风能的贡献率可增长20%以上。陆上风能已在许多国家得到迅速推广，更多风能并入供电系统在技术上也不存在不可逾越的障碍。

生物质能(biomass energy)是指通过绿色植物的光合作用而形成的各种有机体，包括所有动植物和微生物。生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的能量形式，以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽，用之不竭，是一种可再生能源。生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，能是太阳能的一种表现形式。 依据来源的不同，可以将适合于能源利用的生物质生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物及畜禽粪便等五大类。

生物质能是以生物为载体将太阳能以化学能形式贮存的一种能量，它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，其蕴藏量极大，仅地球上的植物，生产量就像当于人类消耗矿物能的20倍。在各种可再生能源中，生物质是贮存的太阳能，更是一种唯一可再生的碳源，可转化成常规的固态、液态和气态燃料 。据估计地球上每年绿色植物光合作用固定的碳达 2x1011t ，含能量达 3x1021j。

海洋能(ocean energy)是海水运动过程中产生的可再生能源，主要包括温差能、潮汐能、波浪能、潮流能、海流能、盐差能等。潮汐能和潮流能源自月球、太阳和其它星球引力，其它海洋能均源自太阳辐射。

海水温差能是一种热能。低度纬的海面水温较高，与深层水形成温度差，可产生热交换。其能量与温差的大小和热交换水量成正比。潮汐能、潮流能、海流能、波浪能都是机械能。潮汐的能量与潮差大小和潮量成正比。波浪的能量与波高的平方和波动水域面积成正比。在河口水域还存在海水盐差能(又称海水化学能)，入海径流的淡水与海洋盐水间有盐度差，若隔以半透膜，淡水向海水一侧渗透，可产生渗透压力，其能量与压力差和渗透能量成正比。

地球表面积约为5.1×10^8km^2，其中陆地表面积为1.49×10^8km^2占29%；海洋面积达3.61×10^8km^2，以海平面计，全部陆地的平均海拔约为840m，而海洋的平均深度却为380m，整个海水的容积为1.37×10^9km^3。一望无际的大海，不仅为人类提供航运、水源和丰富的矿藏，而且还蕴藏着巨大的能量，它将太阳能以及派生的风能等以热能、机械能等形式蓄在海水里，不像在陆地和空气中那样容易散失。

特点

因月球引力的变化引起潮汐现象，潮汐导致海水平面周期性地升降，因海水涨落及潮水流动所产生的能量为潮汐能。汐能是以势能形态出现的海洋能，是指海水潮涨和潮落形成的水的势能与动能。世界上潮汐能最大的地方是加拿大的芬地湾，那里的海潮最高时达到18米，相当于6层楼房的高度。在开发潮汐能中，除我国已建成的江厦潮汐电站外。1967年，在法国最大潮差为13.5米的朗斯河口，建成了世界上最大的潮汐发电站—朗斯潮汐电站，其年发电量5.44亿千瓦小时。1984年加拿大在芬地湾建成了取名为安那波利斯的潮汐发电站。

优点：

1、数量被预计。

2、间接使大气中的二氧化碳含量的增加速度减慢。

缺点：

1、产生的能量会因时间和地点而有所不同。

2、成本较高、技术复杂的缺陷。

3、库区淤积、设备腐蚀等问题。

4、有些地区涨退潮不明显，发电效率不大，例如江厦潮汐发电厂。

据统计，波浪能(Wave energy)是海洋能源中蕴藏量最丰富的一种，占整个海洋能的90%以上，是潮汐能蕴藏量几十倍。1964年，日本造出世界上第一盏用海浪发电的航标灯。1985年，挪威建成了一座装机容量500千瓦的波浪能发电站，是迄今为止世界上最大的岸式波浪能电站。

海流即洋流，大规模常年稳定地沿着一定方向流动的海水便是洋流。世界上最大的海流是墨西哥湾暖流。该暖流挟带的水量是世界江河总流量的50多倍。流经我国的黑潮是世界上第二大暖流，其宽度为185千米，平均厚度约400米，平均每天的流速是55千米~150千米，它的总流量相当于全世界陆地上所有河流流量的20倍。利用海流发电，还处于小规模试验阶段。

海流能有三个显著特点 ：

1、蕴藏量大，并且可以再生不绝。

2、能流的分布不均、密度低。

3、能量多变、不稳定。

据科学家长期观测计算，到达海面的太阳辐射能6%被深为1米的表层海水所吸收，而海面下10米深的海水只吸收了太阳能的18%。因此，不同深度水温迥异，且随深度增加海水吸收太阳辐射减弱。因此，在热带和亚热带海区表层海水与深层海水之间的温度差可达20℃~25℃。由此引起科学家的深思：利用海水这一特性为人类造福。1930年，德尔松瓦的学生G．克洛德，在古巴建成了世界上第一座海水温差电站。之后，海水温差能的研究便不断升温。1979年，美国在夏威夷的一艘海军驳船上安装了一座海水温差发电试验台，发电功率53.6kW。1981年，日本在南太平洋的瑙鲁岛建成了一座100kW的海水温差发电装置，1990年又在鹿儿岛建起了一座兆瓦级的同类电站。

盐差能是两种含盐度不同的水体相混时放出的一种能量。其广泛分布于陆地江河入海处。两种水体的含盐浓度相差越大，它们之间产生的盐差能就越多。这使人们想到了死海，死海含盐量高达25%。而地中海含盐量较少，二者相差好几倍。所以一旦把两者沟通，不仅可以利用它们之间的高度差400米来发电，而且还可以利用两者之间的巨大盐差能。

潮汐、波浪、洋流等海水运动蕴藏的能量，是取之不尽用之不竭的。波浪、洋流的能量主要是受风的影响。

自然界中物质的不同灰度等级，是从白色到黑色之间的过度变化也是物质分子间的不同化学组合。在自然光的光谱中包含了很多不同频率的射线成分（紫外到红外），白色物体对光线吸收的很少，而黑色物质会将大部分光线吸收，尤其是光谱中紫外线的吸收概率非常高。物质的颜色越深，光能的热转换效率就越高，自然光强度越大，物质的光能转换值也就越大。这里有一个最关键性的问题，那就是太阳的光辐射能。在物理学中，我们了解到了自然光是由不同频率电磁波组成的综合光谱，平时我们看到的只是单一的白色光。而且，光也是电磁波的一种，当物质中的电子在电磁场力的作用下就会形成力学结构变化。因黑色物质的电子非常活跃，在低能级磁场力（一般光强度）的作用下就可产生跃迁运动，这个运动过程也是原子核外层电子的能量转换过程，当核外电子受能激发跃迁时会释放出大量的热能，这就是我们平时所说的太阳能集热原理。其实，我们所说的黑色物质受光照后会产生热能的转变，不如说是由物质电子在电磁场力的作用下形成的热能转换。

其实，光与热能转化，不如说是电磁场力对物质内部电子的能量激发。也就是自然界中物质的电子运动构成了在磁场力作用下进行热能和电能的交换。一般说来，物质会将光能转变为热能，我们不如改个说法，那就是物质粒子的跃迁形成磁能的热转移。太阳是一个巨大的发光体也是强大的电磁辐射源，光是某一电磁波的频率段，自然界的温度变化也体现出了磁场力的无所不能，也是万有电磁定律形成了宇宙太空物质运动的能量传递。这种光与热能的转换不仅仅是针对那些单一的物质种类，自然界中所有的物质都存在这种现象，只不过是能量转换的多少问题罢了。根据人类能源不断枯竭的现状，开发利用光能转化为热能的技术应用已经普及到了我们生活中的每一角落。光能转化技术应用范围广，技术含量低，成本不高，它是我们人类最为廉价和最为环保的一种节约型能源。

细菌发电，即利用细菌的能量发电。历史可以追溯到1910年，英国植物学家马克·皮特首先发现有几种细菌的培养液能够产生电流。于是他以铂作电极，放进大肠杆菌或普通酵母菌的培养液里，成功地制造出世界上第一个细菌电池。作为一种绿色无污染的新型能源，细菌发电经过一个世纪的发展，逐步受到世界各国的重视，2012年，美宇航局拟用细菌为行星探索机器人供能。

瑞士塑料瓶的回收率已经达到90%以上。政府规定，只有使废弃的塑料瓶回收率达到75%，企业才能获准广泛生产与使用塑料瓶。为资助收集、分拣和循环利用塑料瓶，政府对每个塑料瓶增加4个生丁（约合0.24元人民币）的税收，作为回收废塑料瓶的专用基金，由一个回收塑料瓶的非营利机构管理。

美国最大的废弃物回收利用行业是纸制品的回收利用，雇佣14万人，年销售收入达500亿美元，其次才是钢铁和铸造业。为了提高大众的环保意识，美国将每年的11月15日定为“回收利用日”。各州也成立了各式各样的再生物质利用协会和非政府组织，开设网站，列出使用再生物质进行生产的厂商，鼓励人们购买使用再生物质的产品。

虽然比利时的人口只有1000多万，但是每年旧衣回收总量却达到1．5万吨。回收的旧衣中，60%的旧衣通常不能再穿，被转入专业工厂进行资源回收再利用处理。剩余的10%则被送进垃圾厂处理。经过处理和加工的一部分旧衣成了油污抹布、汽车内使用的脚垫、绝缘材料、粗布地毯、日用抹布等，另一部分进行碎布处理，从中回收纤维。当今，欧洲市场上销售的许多纺织品都标明是由回收纤维布制造的。

奥地利首都维也纳实行“大宗废旧物品回收收费制”,如用集装箱承运，每个集装箱收费约2000欧元，其中包括搬运费、运输费、垃圾分类费、有毒垃圾处理费和增值税。维也纳市要求，生活垃圾的收集和处理要由经市长批准、并具有处理有害垃圾专业经验的垃圾回收处理企业承担。从事垃圾和废旧物品运输的人员和车辆也受到相关规定的限制。维也纳市设有34个“问题”垃圾回收站和19个无害垃圾中转站，企业和市民可以向这些站点咨询垃圾回收方面的问题，并将大宗废旧物品通过专业公司清运，每立方米需缴纳28欧元的清运费用。