Największy postęp notuje energetyka oparta o wykorzystanie energii wiatru. Poniższe wykresy dotyczą jej stanu na koniec 2008 roku.

 moc zainstalowana w elektrowniach wiatrowych

W USA obserwujemy największy wzrost mocy zainstalowanej, tj. o 8,4 GW. W Chinach uzyskano podwojenie mocy zainstalowanej do 2008 roku. Wśród państw inwestujących w energię wiatru pojawiły się również kraje afrykańskie i azjatyckie. Wzrost obserwuje się też w elektrowniach budowanych na morzu. Na koniec 2008 roku zainstalowana moc osiągnęła 1,5 GW, głównie w Europie, gdzie Wielka Brytania jest liderem. Dania pozyskuje ponad 30% energii użytkowanej w gospodarce z elektrowni wiatrowych.

 moc zainstalowana w 10 krajach o najwyższym udziale energii wiatru

Sukces energetyki wiatrowej wynika zarówno z jej atrakcyjności ekonomicznej, jak też z regresu w branżach przemysłu, których potencjał można łatwo przestawić na produkcję wiatraków. 10 firm pokrywających ponad 85% zapotrzebowania na turbiny wiatrowe to, w szeregu od największych: Vestas (Dania), GE Wind (USA), Gamesa (Hiszpania), Enercon (Niemcy), Suzlon (Indie), Siemens (Dania), Sinovel (Chiny), Acciona (Hiszpania), Goldwind (Chiny), Nordex (Niemcy). Najczęściej używane są turbiny o mocy 2 MW, a obecnie wprowadzane mają nawet 3 MW. W 2010 roku zdolności wytwórcze zakładów produkujących turbiny wiatrowe osiągną 20 GW

Najszybszy postęp notuje energetyka oparta o wykorzystanie energii słonecznej.

 elektryczna moc zainstalowana ogniw fotowoltaicznych

W 2008 roku globalna moc zainstalowana w ogniwach fotowoltaicznych odnotowała wzrost o 70% wobec łącznej mocy wcześniej działających. Osiągnęła poziom 13 GW mocy przyłączonej do sieci państwowych. Liderem jest Hiszpania, gdzie zainstalowano ponad pięciokrotnie więcej ogniw ponad istniejące w 2007 roku 0,55 GW, osiągając poziom 3,2 GW. Instalacje lokalne, nie podłączone do sieci również rozwijają się coraz szybciej, a łączna moc wytwarzanej energii fotowoltaicznej osiągnęła w 2008 poziom 16 GW. Obserwuje się nowe tendencje w budowie instalacji fotowoltaicznych:
- ogniwa zintegrowane z budynkami,
- ogniwa cienkowarstwowe o zwiększonej wydajności i
- fotoelektrownie o mocy przekraczającej 200 KW.
W Hiszpanii uruchomiono największą na świecie fotoelektrownię o mocy 60 MW. Znacznie większe elektrownie tego typu budowane są w USA i w Chinach, Indiach i Japonii. Największym producentami ogniw są Chiny (z produkcją 1,8 GW rocznie), Niemcy (1.3 GW) i Japonia (1.2 GW). Natomiast w dziedzinie najszybciej rosnącej produkcji ogniw cienkowarstwowych przodują USA z wynikiem 270 MW w 2008 roku.

Oprócz ogniw fotowoltaicznych intensywnie rozbudowywany jest potencjał elektrowni solarnych, w których energia słoneczna jest przetwarzana na cieplną, a następnie na elektryczną w klasycznych turbinach parowych. Concentrating Solar Power (CSP) jest systemem z wielką przyszłością, jeśli bedzie zintegrowany z uzupełniającymi siłowniami zasilanymi gazem ziemnym. W 2008 roku powstają elektrownie tego rodzaju o mocy 50 MW i większej. Łączna moc zainstalowana przekroczyła 8GW, a w budowie są instalacje o sumarycznej mocy 6GW. Technologia CSP należy do najbardziej zaawansowanych technicznie i wykorzystuje bardzo urozmaicone systemy. W 2008 roku na tym rynku działa znaczna liczba nowych producentów. Do największych należą: Ausra, Bright Source Energy, eSolar, FPL Energy, Infinia, Sopergy i Stirling Energy Systems w USA; Abengoa Solar, Acciona, Iberdrola Renovables, i Sener w Hiszpanii; i Solar Millennium w Niemczech.

 krajowe udziały mocy zainstalowanej w globalnej produkcji energii cieplnej z promieniowania słonecznego

Słoneczne instalacje grzewcze znalazły szerokie zastosowanie we wszystkich krajach rozwijających energetykę odnawialną i na koniec 2008 roku łączna moc tych systemów przekroczyła 145 GWt. Oznacza to podwojenie mocy w porównaniu do roku 2004. Niemal 70% globalnej mocy zainstalowanej przypada na Chiny i tam też tempo rozwoju tego rodzaju instalacji solarnych jest największe. Pozyskiwanie energii cieplnej z promieniowania słonecznego jest najbardziej wydajną metodą, która posługuje się najprostszymi technikami, jest więc użyteczne dla największego spektrum zastosowań. Dominują na rynku niewielkie urządzenia do użytku lokalnego. W 2008 roku zainstalowano w Niemczech 200 000 solarnych instalacji grzewczych o łącznej mocy 1,5GWt. W tym samym czasie w Chinach zainstalowano łączną moc 14 GWt. Technologia ta w krajach europejskich przyczyniła się do upowszechnienia budownictwa ekologicznego, natomiast w krajach rozwijających się ma szansę odegrać rolę podstawowego źródła energii cieplnej.

Ważnym fragmentem energetyki solarnej są programy elektryfikacji wiejskiej w krajach rozwijających się. W oparciu o dotacje charytatywne, pomoc rządową i międzynarodową wytwarzane są tanie i łatwe w obsłudze systemy foto i termoelektryczne, których zastosowanie ma dostarczyć energię elektryczną do najbardziej oddalonych osiedli. Tam gdzie nieopłacalna lub niemożliwa do realizacji jest klasyczna elektryfikacja w oparciu o sieciowe systemy energetyczne. W Indiach Program Elektryfikacji Odległych Osiedli (Remote Village Electrification Program) do 2009 roku dostarczył energię fotoelektryczną do 5,400 wiosek i osiedli, w 435,000 domach zapewnił oświetlenie, zainstalował 700,000 latarni publicznych i 7,000 pomp wodociągowych. Dostarczono 637,000 kuchenek solarnych. Do 2032 roku Program powinien zaopatrzyć w energię solarną 600,000 wiosek w Indiach. W Bangladeszu Bank Światowy sfinansował elektryfikację 400,000 gospodarstw domowych, a docelowo ten projekt ma zapewnić energię dla 1,3 mln gospodarstw. Duńsko-Niemiecki program, znany pod nazwą “Energising Development" (EnDev), już zaopatrzył 5 mln ludzi w nowoczesną energię, a do 2015 planuje się rozszerzenie programu na zaopatrzenie 10 mln ludzi.

Hydroelektrownie

Duże hydroelektrownie nadal są budowane i to w skali coraz większej, pomimo protestów organizacji ekologicznych. W Chinach tylko w 2008 roku uruchomiono moc ponad 25 GW, a w Indiach ponad 5 GW. Znacznie większe poparcie ma mała hydroenergetyka, którą obecnie szacuje się na 85 GW mocy. Chiny są liderem w tej dziedzinie, powiększając moc zainstalowaną w małych elektrowniach wodnych o 4 - 6 GW rocznie.

Geotermia

Moc zainstalowana w systemach geotermalnych osiągnęła w 2008 roku poziom 10 GW. Największy postęp odnotowano w USA, gdzie realizowanych jest 120 projektów o łącznej mocy planowanej 5 GW. Na świecie w 40 krajach budowane są instalacje wykorzystujące energię geotermalną, których sumaryczna moc planowana przekroczy 3 GW. Ciepłownie geotermalne z pompami ciepła osiągnęły w 2008 roku łączną moc około 30 GWt. Bezpośrednie ogrzewanie geotermalne komunalne i przemysłowe (szklarnie, suszarnie, itp.) osiągnęło poziom 15 GWt.

Bioenergetyka

Elektrownie zużywające biomasę jako podstawowe lub pomocnicze paliwo osiągnęły w 2008 roku moc około 52 GW. Największy wzrost odnotowano w Unii Europejskiej i w Chinach, oceniany na poziomie 2 GW. Największy udział w masie biopaliw zużywanych w elektrowniach mają odpady z rolnictwa i leśnictwa. Uruchomiane są już instalacje korzystające z biogazu pochodzącego z fermentacji odpadów z ferm hodowlanych i osadów z oczyszczalni ścieków. W Brazylii i na Filipinach powstały instalacje zużywające pozostałości z przemysłu bioalkoholu.

Sektor biopaliw rozwija się w coraz szybszym tempie. W porównaniu z rokiem 2004 odnotował podwojenie produkcji bioetanolu, oraz sześciokrotne powiększenie produkcji biodiesla. W 2008 roku ilość bioetanolu na rynku paliw transportowych osiągnęła 67 mld litrów. Ponad połowę z tej ilości wytwarza się w USA z kukurydzy i innych zbóż. Brazylia w 2008 roku zwiększyła podaż bioetanolu z trzciny cukrowej o połowę, z produkcją na poziomie 27 mld litrów. Produkcja biodiesla osiągnęła w 2008 roku poziom 16 mld litrów, z czego prawie 70% jest wytwarzana i zużywana w Europie.

Możliwości wytwarzania energii z biomasy są ograniczone istniejącym potencjałem fotosyntezy. Ocenia się, że całkowita energia przetwarzana na lądzie na biomasę wynosi obecnie 4,560 EJ rocznie (GPP - gross primary production). W połowie jest ona zużywana w procesie autotroficznego oddychania, więc dostępna ilość energii w postaci biomasy wynosi 2,280 EJ (NPP - net primary production). Wiele studiów poświęcono w czasie ostatnich 20 lat ocenie możliwości powiększenie potencjału bioenergetyki globalnej.  Kryterium ograniczającym ten potencjał jest prognoza potrzeb żywnościowych powiększającej się populacji. Uwzględniając ten czynnik oraz przyjmując utrzymanie się technologii bioenergetyki na dzisiejszym poziomie oszacowano jej potencjał na poziomie 200 do 500 EJ rocznie. Jeśli natomiast przyjąć całkowite zatrzymanie ekspansji upraw energetycznych i zużycie wyłącznie odpadowej biomasy, to globalny potencjał bioenergetyki powinien osiągnąć poziom ok. 100 EJ.

Takie czynniki wzrostu jak ulepszona agrotechnika, efektywna logistyka zbiorów i wydajniejsze technologie przetwarzania biomasy na sieciowe nośniki energii mogą w najbliższym czasie pomnożyć wydajność obszarową bioenergetyki. W 2030 roku wydajność upraw kukurydzy w USA podwoi się, co przy zachowaniu obecnej wydajności technologii wytwarzania biopaliw pozwoli wyprodukować 240 mlnT alkoholu oraz 27 mlnT biodiesla z tej samej co dziś powierzchni gruntów. Kolejne zmiany przyniesie postęp w biotechnologii i inżynierii genetycznej. Po uruchomieniu na skalę przemysłową technologii konwersji biomasy zielonej na etanol zostanie ponadto wytworzona dodatkowa ilość bioetanolu, oceniana na poziomie 80 mlnT oraz 150 mlnT pasz. Ilość tych produktów znacznie przewyższa dzisiejsze zapotrzebowanie, więc trzeba spodziewać się znaczących przekształceń na rynku paliw i produktów rolnych.

Utylizacja odpadów

Kontrowersje wokół zużycia odpadów bytowych i przemysłowych do wytwarzania energii wynikają z niedobrych doświadczeń ze spalarniami. Od najdawniejszych czasów spalanie odpadów jest metodą neutralizacji zbędnych materiałów palnych. Jednak współczesne odpady zawierają ogromny ładunek substancji zdolnych do wytworzenia trucizn w procesie spalania. Aktualnie technologia spalania odpadów jest doprowadzona do najwyższego poziomu technicznego. Postęp w tej dziedzinie jest z jednej strony wymuszony ścisłymi regulacjami prawnymi limitującymi emisje trucizn do środowiska, a z drugiej strony koniecznością pozbywania się odpadów metodą inną niż bezterminowe składowanie. Wysypiska odpadów w Europie i USA mają coraz większe trudności z lokalizacją i wymaganiami ekologicznymi wobec ochrony inżynieryjnej. Natomiast wytwarzanie energii z odpadów w nowoczesnych instalacjach przynosi dochody. W Unii Europejskiej i wielu krajach uprzemysłowionych wdrażane są silne zachęty ekonomiczne i prawne dla eliminacji składowania jako ostatecznej formy neutralizacji odpadów. Dyrektywa odpadowa jest przykładem prawnej formy tej polityki, a podatki wysypiskowe i rozszerzona odpowiedzialność producenta są przykładem polityki ekonomicznej państwa. Ich celem jest eliminacja bariery ekonomicznej wynikającej z różnicy kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych pomiędzy składowaniem a wykorzystaniem energetycznym odpadów, która w większości gospodarek nadal preferuje operatorów składowisk.

 regionalne tempo wytwarzania odpadów w latach 1971-2002 (Mt/rocznie)

Ocenia się, że globalny ładunek odpadów bytowych przekracza 900 Mt/rocznie. Energetyczna wydajność spalania odpadów komunalnych zawiera się w przedziale 6 do 14 MJ/kg, co jest porównywalne z ciepłem spalania torfu i węgla brunatnego. Wynika stąd, że energetyka oparta o odpady może wytworzyć rocznie 5 do 13 EJ energii cieplnej i elektrycznej. Aktualnie globalne zużycie odpadów do wytwarzania energii przekracza 130 Mt/rocznie, co stanowi ekwiwalent 1 EJ.  Biogaz pozyskiwany z wysypisk i z fermentacji osadów ściekowych jest zużywany do wytworzenia ponad 0,2 EJ/rocznie. Znaczące ilości biogazu pozyskiwane są w technologii mechaniczno-biologicznego przetwarzania odpadów, która ma coraz większy udział w rynku utylizacji odpadów.

 krajowa zdolność przetwarzania odpadów metodą biologiczno-mechaniczną

Wśród wielu powodów zmian w kierunku utylizacji odpadów wyróżnia się się ostatnio problem emisji gazów cieplarnianych w związku z gospodarką odpadami komunalnymi. Ta branża odpowiada za drugi po rolnictwie największy strumień antropogenicznej emisji metanu, co stanowi ponad 5% w oddziaływaniu gospodarki ludzkiej na efekt cieplarniany. Energetyczne wykorzystanie odpadów jest tą formą utylizacji, która ma najmniejszy wpływ na efekt cieplarniany, gdyż eliminuje potencjalne emisje metanu ze składowisk. Preferencja dla spalania odpadów w najbliższym czasie może być wyrażona w formie szczególnych restrykcji ekonomicznych nakładanych przez państwo na tych operatorów instalacji związanych z gospodarką odpadami, którzy dopuszczają do uwalniania metanu i innych szkodliwych gazów do atmosfery.

tenedencje w emisji gazów cieplarnianych w gospodarce odpadami w latach 1990-2020,
(Mt/rocznie ekwiwalentu CO₂)

objaśnienia:
Landfill CH4 - emisja metanu ze składowisk odpadów
Wastewater CH4 - emisja metanu z oczyszczalni ścieków
Wastewater N2O - emisja tlenków azotu z oczyszczalni ścieków
Incineration CO2 - emisja dwutlenku węgla ze spalania odpadów
Total GHG emissions - całkowita emisja wyrażona w równoważniku dwutlenku węgla z gospodarki odpadami

wnioski:

Całkowita produkcja energii odnawialnej wzrosła w 2008 roku o 75% w porównaniu do roku 2004 i osiągnęła 280 GW mocy zainstalowanej. Największymi wytwórcami są Chiny (76 GW), USA (40 GW), Niemcy (34 GW), Hiszpania (22 GW), Indie (13 GW), i Japonia (8 GW). W USA i Unii Europejskiej po raz pierwszy przyrost mocy w systemach energii odnawialnej był większy niż w systemach konwencjonalnych (energii z gazu, węgla, ropy naftowej i nuklearnej łacznie). Jednak nadal energia odnawialna stanowi niewielki margines całkowitej produkcji energii.

 krajowe udziały mocy zainstalowanej w produkcji energii odnawialnej
 (bez dużych hydroelektrowni)

Licząc razem z energią pozyskiwaną w dużych hydroelektrowniach produkcja energii odnawialnej  osiągnęła 1,140 GW mocy. Nadal wytwarzanie energii dla potrzeb gospodarstw domowych w najbardziej prymitywnych paleniskach kuchennych ma pięciokrotnie większy udział w całości energetyki ludzkiej niż te systemy technologiczne, które popularnie określane są energetyką odnawialną. Gdyby poprawić sprawność energetyczną domowych urządzeń grzewczych w krajach trzeciego świata, to zużycie biomasy do tych celów zostałoby znacząco zredukowane bez ograniczenia mocy cieplnej tam wytwarzanej. Idąc w tym kierunku Bank Światowy wdrożył program pomocowy, który ułatwił ludności w Etiopii zakup 1 mln usprawnionych kuchni domowych. Ponad 500 producentów takich kuchni zostało przeszkolonych w technologii energooszczędnych palenisk kuchennych. Jednak trzeba w końcu stwierdzić, że jesteśmy dopiero na początku drogi do upowszechnienia zaawansowanych technologii energii odnawialnej. Potrzebne rozwiązania techniczne nadal są na etapie badań i wdrożeń. Bez silnego wsparcia instytucji rządowych i międzynarodowych energetyka odnawialna nie zdoła zastąpić paliw kopalnych na globalnym rynku energii.