我们知道，积雪的温度是0℃以下，因此雪中蕴藏着巨大的冷能，因此科学家提出了利用积雪发电的大胆设想。它的工作原理是：将蒸发器放在地面上，将凝缩器放在高山上，再用两根管子将它们连接在一起，然后抽出管内空气，用地下热水使低沸点的氟里昂气化，并以雪冷却凝缩器。由于氟里昂的沸点很低，加上管内被抽空，所以它会沸腾起来，变成气体快速向管子的上端跑去，冲出汽轮机旋转，从而带动发电机发电。试验证明，l吨雪可把2～4吨氟里昂送上蓄液器，可见雪的发电本领是十分惊人的。
目前，科学家们研究雨能的利用已获得成功，它是利用一种叶片交错排列，并能自动关闭的轮子，轮子的叶片可以接受来自任何方向的雨滴，并能自动开关，使轮子一侧受力大，另一侧受力小，从而在雨滴冲击和惯性的作用下高速旋转，驱动电机发电。雨能电站可以弥补地面太阳能站的不足，使人类巧妙而完美地应用太阳能、风能、雨能。
风能
风能是地球表面大量空气流动所产生的动能。由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同，因而引起各地气压的差异，在水平方向高压空气向低压地区流动，即形成风。风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数。风能资源受地形影响较大，世界风能资源多集中在沿海和开阔大陆的收缩地带，如美国的加利福尼亚州沿岸和北欧一些国家，中国的东南沿海、内蒙古、新疆和甘肃一带风能资源也很丰富。这些地区适于发展风力发电和风力提水。
风能的利用主要是以风能作动力和风力发电两种形式，其中又以风力发电为主。以风能作动力，就是利用风来直接带动各种机械装置，如带动水泵提水等。
目前，世界上约有100多万台风力提水机在运转。澳大利亚的许多牧场，都设有这种风力提水机。在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。利用风力发电，以丹麦应用最早，而且使用较普遍。丹麦也是世界上风能发电大国和发电风轮的生产大国。
风力发电：19世纪末，人们开始尝试利用风力发电。20世纪30年代，丹麦、瑞典、美国等国应用航空工业的旋翼技术成功研制出一些小型风力发电装置。但当时的发电量较低，大都在5000瓦以下。目前，人们已生产出单机发电量为上千千瓦的风力发电机。
风力发电机：风力发电机是风力发电的主要装置，按其形状及旋转轴的方向可分为水平轴式和垂直轴式；按桨叶受力情况可分为升力型和阻力型；按叶数可分为单叶、双叶、三叶和多叶型；按照风向可分逆风型和顺风型。
风电场：风电场是风力发电场的简称。场里有多台大型并网式的风力发电机按地形和主风向排成阵列，组成机群向电网供电。这些风力发电机就如同庄稼一样排列在地面上，所以风电场也被称作“风力田”。
20世纪80年代初，风电场首先在美国的加利福尼亚州兴起。
地热能
地热能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，是引致火山爆发及地震的能量。地球内部的温度高达7000℃，而在80～100公英里的深度处，温度会降至650～1200℃。透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1000～5000米的地壳，热力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，这些加热了的水最终会渗出地面。地热能是可再生资源。
地热发电：地热发电是地热利用的最重要方式。地热发电是利用蒸汽的热能在汽轮机中转变为机械能，然后带动发电机发电。地热发电的过程，就是把地下热能首先转变为机械能，然后再把机械能转变为电能的过程。要利用地下热能，首先需要有“载热体”把地下的热能带到地面上来。
目前，能够被地热电站利用的载热体主要是地下的天然蒸汽和热水。按照载热体类型、温度、压力和其他特性的不同，可把地热发电的方式划分为蒸汽型地热发电和热水型地热发电两类。
温泉和热泉：由于地球内部不断发生的核反应，从而释放出大量的热能，更有地层封闭，热量越积越多，就形成了地热能。天长日久，通过岩体裂缝往下渗的地下水，与地下热岩体广泛接触，就变成了热水或高温蒸汽。由于地下到地面常有断裂连通，一部分热水或蒸汽就能沿着断裂处或裂隙上升，形成温泉、热泉和沸泉，或者形成喷气孔和热水湖。
生物质能
生物质能是蕴藏在生物质中的能量，是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。煤、石油和天然气等化石能源均由生物质能转变而来。
生物质能是可再生能源，通常包括木材及森林工业废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物及动物粪便等。
生物质能的优点是燃烧容易，污染少，灰分较低；缺点是热值及热效率低，体积大、不易运输。直接燃烧生物质的热效率仅为10％～30％。
垃圾能源：面对泛滥的垃圾，世界各国的专家们已经积极采取有力措施，科学合理地综合处理利用垃圾。从20世纪70年代起，一些发达国家便开始运用焚烧垃圾产生的热量进行发电。欧美一些国家建起了垃圾发电站，美国某垃圾发电站的发电能力高达100兆瓦，每天处理垃圾60万吨。德国的垃圾发电厂每年甚至要要花费巨资从国外进口垃圾。
据测算，垃圾中的二次能源如有机可燃物等，所含的热值高，焚烧2吨垃圾产生的热量约等于1吨煤。
垃圾电站：垃圾电站是利用燃烧城市垃圾所释放的热能发电的火电厂。
垃圾发电与常规火力发电基本过程相同，但需要设置密闭垃圾堆料仓，以防止污染环境；需设辅助燃料油供给系统，以解决垃圾热值低难以点燃的问题；废气要严格净化处理，以防止二次污染；需有一套特殊的废水处理系统，以处理卸料车、卸料间的冲洗废水。
利用垃圾发电，不仅可以减少垃圾堆放，消除细菌和传染病传播，减少大气污染，还可从中获得一定量的电能。
沼气：人们经常看到在沼泽地、污水沟或粪池里有气泡冒出来，如果划着火柴，就可把它点燃，这就是天然沼气。
沼气是各种有机物质在隔绝空气（还原条件），并在适宜的温度、湿度下，经过微生物的发酵作用而产生的一种可燃烧气体。
沼气的主要成分是甲烷。由于沼气中含有少量硫化氢，所以略带臭味。沼气除直接燃烧用于炊事、烘干农副产品、供暖、照明和气焊等外，还可作内燃机的燃料以及生产甲醇、福尔马林、四氯化碳等化工原料。经沼气装置发酵后排出的料液和沉渣含有较丰富的营养物质，可用作肥料和饲料。
沼气池：也叫发酵池，是使有机物经微生物分解发酵、产生沼气的装置。
现在使用较多的是水压式沼气池，其主池为圆形，采用直管进料，盖板为活动式，池顶用泥土覆盖，从而达到保温和承受储气间内的气体压力的效果。
绿色植物中的生物质能：到达地球的太阳辐射能的0.024%被绿色植物的叶子捕获，成为植物体内的碳氢化合物等有机物质的化学能，在植物燃烧时就变成生物质能。
在地球表面上，每年通过光合作用产生的生物质能总量达1440～1800亿吨，是20世纪90年代初全世界一年所消耗的能源的3～8倍。但是，生物质能并未被人们合理利用，大多数植物直接被当作柴火烧掉，不仅效率低，还影响生态环境。
核能
核能也叫原子能，是原子核发生变化时释放出来的能量，如重核裂变和轻核聚变时所释放的巨大能量。放射性同位素放出的射线在医疗卫生、食品保鲜等方面的应用也是原子能应用的重要方面。
核裂变：又称核分裂，是一个原子核分裂成几个原子核的变化。是指由重的原子，主要是指铀或钚，分裂成较轻的原子的一种核反应形式。这些原子的原子核在吸收一个中子后，分裂成两个或更多个质量较小的原子核，同时释放出2～3个中子和巨大能量，接着再使其他原子核发生核裂变……这种持续进行的过程称作链式反应。
原子核在发生核裂变时，释放出巨大能量，1千克U-235的全部核裂变产生的能量与燃烧300万吨煤释放的能量相当。
核聚变：指由质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下（如超高温和高压），发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，并伴随巨大的能量释放的一种核反应形式。
原子核中蕴藏着巨大的能量，原子核的变化（从一种原子核变化为另外一种原子核）也往往伴随着能量的释放。如果是由重的原子核变化为轻的原子核，叫核裂变，如原子弹爆炸；如果是由轻的原子核变化为重的原子核，叫核聚变，如太阳发光发热的能量来源。
核燃料：可在核反应堆中通过核裂变或核聚变产生实用核能的材料。重核的裂变和轻核的聚变是获得实用铀棒核能的两种主要方式。铀235、铀233和钚239是能发生核裂变的核燃料，又称裂变核燃料。氘和氚是能发生核聚变的核燃料，又称聚变核燃料。核燃料在核反应堆中“燃烧”时产生的能量远过化石燃料，1千克铀235完全裂变时产生的能量约相当于2500吨煤。
核电站：核电站是利用核分裂或核融合反应所释放的的能量产生电能的发电厂。目前，商业运转中的核能发电厂都是利用核分裂反应而发电的。
核电站通常分为利用原子核裂变生产蒸汽的核岛和利用蒸汽发电的常规岛。核电站使用的燃料一般是放射性重金属：铀、钚。现在使用最普遍的民用核电站，大都是压水反应堆核电站，其工作原理是用铀制成的核燃料在反应堆内进行裂变并释放出大量热能；高压下，循环冷却水把热能带出，在蒸汽发生器内生成蒸汽，推动发电机旋转。
核辐射与安全防护：如果人体受到超过一定标准的核辐射，免疫系统就会受损，并诱发像白血病一类的慢性放射病，所以核电站的安全防护非常重要。其措施的重点，在于防止反应堆中的放射性裂变产物泄露到周围的环境。所以，核电站一般会将核燃料及其产物严密禁锢在三道屏障内：第一层屏障是核燃料元件包壳，由锆合金管或不锈钢制成；第二层屏障是压力壳，压力壳需能承受17.7兆帕的压力和350℃的温度；第三层屏障是安全壳，也就是反应堆厂房。
核供热堆：核能的利用不仅仅限于发电，核供热堆也日益受到重视，它同样可以取代其他化石燃料。中国已经开始推广低温核供热堆，它直接提供热能，以替代燃煤供热、采暖，解决生产和生活中所需的热水或蒸汽。
核武器系统：核武器是利用能自持进行核裂变或聚变反应释放的能量，产生爆炸作用，并具有大规模杀伤破坏效应的武器。
核武器系统一般由核战斗部、投射工具和指挥控制系统等部分构成，核战斗部是其主要构成部分。核战斗部也叫核弹头，并常与核装置、核武器这两个名称互代使用。实际上，核装置是指核装料、其他材料、起爆炸药与雷管等组合成的整体，可用于核试验，但一般还不能用作可靠武器，核武器则指包括核战斗部在内的整个核武器系统。
核能的利与弊：核能是地球上储量最丰富的能源，又是高度浓集的能源，使用干净而经济，因此也被看作是解决世界能源问题的必经之路。核电站、核供热、核潜艇等的投入使用，也使人们看到了核能利用的远大前景。然而，由于核电站放射废料的处理依然未能找到完全安全、有效的方法，核能利用的风险也并未完全消除，所以安全防护工作依然一点都不能放松。