我们生活在城市时代，到2030年，全世界将有60%的人口生活在城市中。到2015年，全球将出现超过21座千万人口以上的巨型都市。城市仅占世界面积的2%，但消耗了全球75%的能源。能源已成为城市经济发展和环境维护平衡时需要解决的最根本、最重要的问题。经济越发达，生活水平越高，能源需求就越大。能源储存的有限量问题促使人类去开发、寻找、应用新的替代能源。如何解决能源危机，为未来城市的发展注入新的活力，新能源的开发和利用无疑已成为当务之急。
新能源又称非常规能源，是指传统能源之外的各种能源形式。未来城市新能源主要是指太阳能、风能、地热能、生物质能、海洋能和核能等。
新能源的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部所产生的热能，包括了太阳能、风能等，还包括可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。据估算，每年辐射到地球上的太阳能为17.8亿千瓦，其中可开发利用500亿～1000亿度。但因其分布很分散，目前能利用的甚微。地热能资源指陆地下5000米深度内的岩石和水体的总含热量。其中全球陆地部分3000米深度内、150℃以上的高温地热能资源为140万吨标准煤，目前一些国家已着手商业开发利用。世界风能的潜力约3500亿千瓦，因风力断续分散，难以经济地利用，今后输能储能技术如有重大改进，风力利用将会增加。海洋能包括潮汐能、波浪能、海水温差能等，理论储量十分可观。随着技术的进步和可持续发展观念的树立，过去一直被视作垃圾的城市工业垃圾和生活有机废弃物被重新认识，作为一种能源资源化利用的物质而受到深入的研究和开发利用，因此，废弃物的资源化利用也可看做是新能源技术的一种形式。
相对于传统能源，新能源普遍具有污染少、储量大的特点，对于解决当今世界日益严重的环境污染问题和资源（特别是化石能源）枯竭问题以及人类未来的发展具有重要意义。
1.新能源的发展现状和趋势
目前新能源在一次能源中的比例总体上偏低，一方面是与不同国家的重视程度与政策有关，另一方面与新能源技术的成本偏高有关，尤其是技术含量较高的太阳能、生物质能、风能等。据预测研究，在未来30年能源发电的成本将大幅度下降，从而增加它的竞争力。可再生能源利用的成本与多种因素有关，因而成本预测的结果具有一定的不确定性。但这些预测结果表明了可再生能源利用技术成本将呈不断下降的趋势。部分可再生能源利用技术已经取得了长足的发展，并在世界各地形成了一定的规模。目前，生物质能、太阳能、风能以及水力发电、地热能等的利用技术已经得到了应用。
世界可再生能源发展的现状
从20世纪70年代开始，尤其是近年来，新能源利用技术已经取得了长足的发展，并在世界各地形成了一定的规模，逐渐成为常规能源的一种替代能源，世界上许多国家或地区将可再生能源作为其能源发展战略的重要组成部分。目前，生物质能、太阳能、风能以及水力发电、地热能等的利用技术已经得到了应用。国际能源机构（IEA）对2000～2030年国际电力的需求进行了研究，研究表明，来自新能源的发电总量年平均增长速度将最快。IEA的研究认为，在未来30年内非水利的新能源发电将比其他任何燃料的发电都要增长得快，年增长速度近6%，在2000～2030年间其总发电量将增加5倍，到2030年，它将提供世界总电力的4.4%，其中生物质能将占其中的80%。2002年全世界消费的可再生能源近30亿吨标准煤，约相当于全球一次能源消费总量的1/3，其中传统可再生能源约占85%，新的可再生能源约占15%。在新的可再生能源中，风力发电是发展最快的。在过去的6年里，风电的年平均增长率达到了22%，2004年新增装机797.6万千瓦，全球累计风电装机达到4731.7万千瓦。欧洲是世界风电发展最快的地区，2004年全球新增风电装机的72.4%在欧洲，15.9%在亚洲，6.4%在北美。2003年，欧洲风力发电量达到600亿千瓦时（相当于欧盟15国2.4%的电力），满足1400万户家庭的电力需求。太阳能发电也发展很快。2004年，全球光伏电池的生产首次超过了100万千瓦，比2003年增长了60%。太阳能热水器是完全商业化了的可再生能源技术，我国是世界上最大的太阳能热水器生产国者和消费国。国际能源机构（IEA）的一项研究提供的2001年统计数据表明，太阳能集热器的全球总计安装面积为1亿平方米，排在前位的国家是中国（3200万平方米）、美国（2340万平方米）、日本（1210万平方米）和欧洲（1120万平方米）。无论是光伏发电还是太阳能热水器产业，未来的主流趋势是发展太阳能一体化建筑技术。
生物质资源是多样化的，在全世界应用广泛。2002年底全球生物质能源发电装机超过5000万千瓦，生物液体燃料超过2000万吨。德国在利用厌氧发酵（沼气工程）处理废弃物发电技术方面走在了世界的前列，目前已建成1900个沼气工程，2004年沼气发电装机27万千瓦。与此同时，地热能和海洋能的开发利用也都取得新的进展，为进一步发展奠定了基础。
世界可再生能源发展的趋势
纵观世界可再生能源发展，有以下几大趋势：
（1）技术水平不断提高，成本持续下降。以风力发电为例，自20世纪80年代初以来，风力发电的单机容量从10千瓦，上升到几千千瓦。2003年世界安装的风机平均单机容量已经达到1300千瓦，风电成本从80年代初的每千瓦时20美分，下降到目前的每千瓦时5美分，其中自20世纪90年代以来，成本就下降了50%。据预测，2000至2010年风电成本还可以下降30%。届时，风电成本基本上可以和常规能源发电相当。
（2）发展速度加快，市场份额增加。进入20世纪90年代，以欧盟为代表的地区集团，大力开发利用可再生能源，取得了积极的成果，连续十多年来，可再生能源的年增长速度在15%以上。近年来，以德国、西班牙等国为代表，一些国家通过立法等方式，进一步加快了可再生能源的发展步伐，1999年以来年均增长速度达到30%以上。发展较快的西班牙，2002年风力发电占到全国电力供应量的4.5%，德国在过去的11年间，风力发电增长了21倍，2003年占全国发电量的4%；瑞典和奥地利的生物质能源在其能源消费结构中的比例高达15%以上；巴西生物液体燃料替代了50%的石油进口。
（3）可再生能源已成为各国实施可持续发展的重要选择。可再生能源，由于其清洁、无污染、可再生，符合可持续发展的要求而受到发达国家的青睐。世界各发达国家都制定并实施了一系列宏大的计划和工程。欧盟是世界可再生能源发展最快的地区，也是受益最多的地区。北欧部分国家甚至提出了利用风力发电和生物质发电逐步替代核电的战略目标。
（4）可再生能源是一种朝阳产业，孕育着巨大的潜在经济利益。当今世界上，新能源作为新兴产业在国民经济中的作用和影响已越来越大。据欧洲风能协会统计，2002年全世界风电市场产值在70亿欧元，开发出的电力可以满足4000万人的需求；预计2020年全世界风机规模将达到12亿千瓦，年营业额在670亿欧元。光伏发电市场发展前景也很广阔，据欧盟估计，全球光伏市场到2020年将增加到7000万千瓦，光伏发电将解决非洲30％、经合组织（OECD）国家10％的电力需求。澳大利亚在新世纪能源规划中，提出2010年前建立年销售额40亿美元的可再生能源市场；美国进一步加强了光伏发电技术开发与制造，估计到2020年美国将占领全球太阳光伏电池的一半。另外，全世界生物质能源的商业化利用将达到1亿吨油当量，并形成千万吨级规模的生物液体燃料的生产能力。根据欧洲太阳能协会的预测，到2020年，全球可能拥有14多亿平方米的宏大市场。欧盟计划到2015年安装大约1.9亿平方米的太阳能热水器，相当于提供3700万千瓦和930亿千瓦时的电力和电量。
可再生能源不仅拥有良好的经济前景，而且，随其产业化的发展，将提供越来越多的就业机会。美国学者认为，投资于能源效率和太阳能等技术所创造的就业机会大约是石油、天然气的2倍。在欧洲已经形成了相当数量的可再生能源方面的就业人口。据欧盟的估计，当2010年欧洲风力发电达到约4000万千瓦、光伏发电300万千瓦、生物质能发电1000万千瓦和太阳能集热器1亿平方米时，总计可提供约150万个就业机会，而且这还不包括每年可能有170亿欧元商业出口所创造的、额外的潜在35万个就业机会。由此可见，可再生能源产业对经济发展的潜在影响和作用是巨大的。
2.万古长青的太阳能
太阳能一般指太阳光的辐射能量，它是地球上许多能量的来源，如风能、化学能、水的势能等是由太阳能导致或转化而成。太阳能的利用在城市生活中扮演着重要的角色。从手机到建筑屋顶，从汽车到家用电器，从太阳能照明到太阳能发电，似乎一切装备都开始在寻求使用太阳能电池板来提供能量的可能性。而太阳能的利用方法主要还是以下两种：一、通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能；二、利用太阳光的热量加热水，并利用热水发电等。
我国刚刚通航的青海省玉树巴塘机场照明全部采用了太阳能路灯且采用了较为先进的太阳能路灯控制器技术，为我国下一步大面积使用太阳能照明奠定了基础。
御夫座领袖号
甘肃某公司研发了一套“太阳能与建筑一体化热水供应系统”，并在其开发的项目的建设中进行应用和推广，实行太阳能采热系统与建筑的同步设计、同步施工。该系统在解决太阳能采热与建筑一体化上取得重大突破，实现太阳能与建筑的完美结合，实现了节能环保与实用美观的双效统一，在未来的城市建设中有着重要的应用前景。
日本近日研制出全球首个以太阳能为动力的大型货船“御夫座领袖号”（AurigaLeader）。尽管“御夫座领袖号”太阳能货船还不是完全以太阳能为动力的货船，但是它的环保意义十分重大，人们终于将太阳能这种清洁能源应用到货船运输领域。环保专家表示，如果世界各国能大量使用太阳能货船运送物资，那么每年的温室气体排放量能减少大约1.4%~1.5%。随着技术的逐渐成熟，可以预见，在不久的将来，完全以太阳能为动力的货船将走进我们的生活。
此外，还有法国大学生设计出的世界上第一个太阳能动力飞艇，配备太阳能电池的手机，以及人们很熟悉的太阳能热水器，可以说太阳能已经走进了人们生活的方方面面。随着科技的发展，在未来的城市生活中，太阳能的利用必将为缓解城市能源危机和环境危机发挥重要作用。
3.新时代的“古老”能源——风能
风能是空气在太阳辐射下流动所形成的。风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约为2.74×109兆瓦，其中可利用的风能为2×107兆瓦，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。中国风能储量很大、分布面广，仅陆地上的风能储量就有约2.53亿千瓦。
风力发电，是当代人利用风能最常见的形式，自19世纪末丹麦研制成风力发电机以来，人们认识到石油等能源会枯竭，才重视风能的发展，利用风来做其他的事情。