现在许多国家为了提高地热利用率，采用了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。
地热能的直接利用与地热发电相比，不但能量的损耗要小得多，并且对地下热水的温度要求也低得多，在15℃～180℃这样宽的温度范围内均可利用。在全部地热资源中，这类中、低温地热资源是十分丰富的，远比高温地热资源丰富。但是，地热能的直接利用也有局限性，由于受载热介质和热水输送距离的制约，一般来说，热源不宜离用热的城镇或居民点过远，不然，投资多，损耗大，经济效益差。
目前地热能的直接利用发展十分迅速，已广泛地应用于工业加工、民用采暖和空调、洗浴、医疗、农业温室、农田灌溉、土壤增温、水产养殖、畜禽饲养等各个方面，收到了良好的经济效益，节约了能源。
4.生物质能
生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体。光合作用即利用空气中的二氧化碳和土壤中的水将吸收的太阳能转换为碳水化合物和氧气的过程。生物质包括所有的动植物和微生物。生物质能就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即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，并取之不尽、用之不竭。生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式。
生物质能是世界第四大能源，仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算，地球陆地每年生产1000～1250亿吨干生物质，海洋年生产500亿吨干生物质。生物质能的年生产量远远超过全世界总能源需求量，相当于目前世界总能耗的10倍。我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。随着农林业的发展，特别是薪炭林的推广，生物质资源还将越来越多。生物质能的特点有以下几个。
（1）可再生性
生物质能属可再生资源，生物质能通过植物的光合作用可以再生，与风能、太阳能等同属可再生能源，资源丰富，可保证能源的永续利用。
（2）低污染性
生物质能的硫含量、氮含量低，燃烧过程中生成的硫化物、氮化物较少；由于生物质在生长时需要的二氧化碳相当于它作燃料燃烧时排放的二氧化碳的量，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应。
（3）广泛分布性
在缺乏煤炭的地域，可充分利用生物质能。
（4）生物质能燃料总量十分丰富
生物质能的应用是：沼气、压缩成型固体燃料、气化生产燃气、气化发电、生产燃料酒精、热裂解生产生物柴油等。
生物质能的缺点：使用薪柴和秸秆等生物质能作炊事和供热燃料会引起室内空气污染，对居民健康产生严重危害。生物质能的传统利用方式对居民预期寿命、婴儿死亡率等有很大影响。生物质能对生态的影响主要是占用大量土地，可能导致土壤养分损失和侵蚀，生物多样性减少，以及用水量增加。
5.核能
核能是原子核粒子重新组合和排列时所产生的能量。当一个重核（如铀）分裂成为两个轻核时，释放的能量称为核裂变能，原子弹和目前的核电站就是利用这种原理；两个以上轻原子核聚合为一个重核，其质量小于原来两个核的质量之和，释放的巨大能量称为核聚变能，如氢弹爆炸和太阳内部的氢核聚变形成氦核的核聚变过程。
核能的释放主要有三种形式：
（1）核裂变能
所谓核裂变能是通过一些重原子核（如铀-235、铀-238、钚-239等）的裂变释放出的能量。
（2）核聚变能
由两个或两个以上氢原子核（如氢的同位素氘和氚）结合成一个较重的原子核，同时发生质量亏损释放出巨大能量的反应叫做核聚变反应，其释放出的能量称为核聚变能。
（3）核衰变
核衰变是一种自然的慢得多的裂变形式，因其能量释放缓慢而很难加以利用。
核能的主要利用形式是核能发电。核能发电是利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。它与火力发电极其相似，只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉，以核裂变能代替矿物燃料的化学能。
核能的优点有以下几个：
①核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核能发电不会造成空气污染。
②核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。
③核能发电所使用的铀燃料，除了发电外，没有其他的用途。
④核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便。一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送。
⑤核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低，核能发电的成本较不易受到国际经济形势影响，故发电成本较其他发电方法稳定。
核能的缺点有以下几个：
①核能电厂会产生高低阶放射性废料，或者是使用过的核燃料，这些东西虽然所占空间不大，但因具有放射性，故必须慎重处理，且需面对相当大的政治困扰。
②核能发电厂热效率较低，因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到大气中，故核能电厂的热污染较严重。
③核能电厂投资成本太大，电力公司的财务风险较高。
④核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转。
⑤核电厂的反应器内有大量的放射性物质，如果在事故中释放到外界环境中，会对生态及民众造成伤害。
核能利用存在的主要问题有以下几个：
①资源利用率低。
②反应后产生的核废料成为危害生物圈的潜在因素，其最终处理技术尚未完全解决。
③反应堆的安全问题尚需不断监控及改进。
④受核不扩散要求的约束，即核电站反应堆中生成的钚-239受控制。
⑤核电建设投资费用仍然比常规能源发电高，投资风险较大。
6.氢能
氢位于元素周期表之首，它的原子序数为1，在常温常压下为气态，在超低温高压下又可成为液态。
氢能是指氢气所含有的能量。氢是一种二次能源，或称含能体能源。氢能是通过一定的方法利用其他能源制取的，它不像煤、石油和天然气等可以直接从地下开采。氢能具有资源丰富、重量轻、无污染、热值高、应用面和燃烧性能好等特点。氢能可以作飞机、汽车的燃料，也可以作推动火箭的动力。
7.海洋能
海洋能指蕴藏于海水中的各种可再生能源，包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐度差能等。这些能源都具有可再生性和不污染环境等优点，是一项亟待开发利用的具有战略意义的新能源。海洋能的主要利用形式有以下两种：
①波浪发电。据科学家推算，地球上波浪蕴藏的电能高达90万亿千瓦时。目前，海上导航浮标和灯塔已经用上了波浪发电机发出的电来照明，大型波浪发电机组也已问世。我国也对波浪发电进行了研究和试验，并制成了供航标灯使用的发电装置。
②潮汐发电。据世界动力会议估计，到2020年，全世界潮汐发电量将达到1000～3000亿千瓦。世界上最大的潮汐发电站是法国北部英吉利海峡上的朗斯河口电站，发电能力2 4万千瓦，已经工作了30多年。我国在浙江省建造了江厦潮汐电站，总容量达到3000千瓦。
三、绿色能源的发展规划
绿色能源是我国重要的能源资源，在满足能源需求、改善能源结构、减少环境污染、促进经济循环发展等方面作用巨大。1992年后，我国政府提出环境与发展措施，明确要“因地制宜开发和推广太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能等清洁能源”，并为此制订了“乘风计划”、“光明工程”等风能、太阳能开发应用项目与计划。
中国发展绿色能源需要解决以下事项：一是把新能源放在一个战略地位；二是做好新能源产业发展规划；三是加强新能源的技术研发；四是大力增加对新能源产业的投资；五是创新体制，促进新能源的发展。
截至2008年底，我国发电设备装机容量达到79253万千瓦，居世界装机容量第二位。其中水电17152万千瓦，约占总容量的21.64%；火电60132万千瓦，约占总容量的75.87%；核电装机908万千瓦，约占总容量1.15%；风电并网容量894万千瓦，约占总容量1.13%。我国还是以火电为主，绿色能源所占比例除了成熟的水电外，风电与核电之和仅占总发电量的2.28%，可见我国大力发展绿色能源的潜力还很大。除水能外，我国资源丰富，近期利用技术较为成熟且开发潜力较大的能源主要还有风能、太阳能、核能和生物质能。我国绿色能源发展特点可归纳为以下几点。
1.风电资源潜力大，规模化发展前景广阔
近年来随着我国政府政策扶植力度的不断加大，我国风能产业发展呈飞速发展的态势。到2008年底风电总装机容量达到1.2万兆瓦，居世界第四位。
我国风电总装机容量逐年递增，2007年装机增长率达到最大值127%。2007年中国（除台湾省外）新增风电机组3155台，装机容量590.6万千瓦，风电场158个，分布在22个省（直辖市、自治区、特别行政区），比前一年增加了北京、天津、山西、河南、湖北、湖南6个省市。2007年风电上网电量估计约52亿千瓦时。2008年中国风电建设投资量增长了71.85%，基建新增发电设备容量9051万千瓦，其中风电466万千瓦。至2008年底，全国发电设备容量79253万千瓦，同比增长10.34%。其中，风电并网总容量894万千瓦，同比增长111.5%。
根据国家可再生能源中长期发展规划提出的发展目标，2010年装机容量达到5000兆瓦的目标已经提前实现，我国在内蒙古、新疆等6个省区规划7个风电基地，装机容量达到1.2亿千瓦，年发电量3500亿千瓦时。为了完成风电中长期发展目标，我国未来十年平均每年至少需要新增装机容量1000兆瓦～1200兆瓦。
2.水电建设适度加快，发展面临新问题
水力是一种宝贵的自然资源，是取之不尽用之不竭的可再生能源，而且是目前唯一可大规模开发利用的清洁绿色能源。利用水能的最普遍的形式是建设水电站，利用水流的流量和落差发电，或称为水力发电。世界各国都竞相优先开发水力发电，作为电力工业的重要组成部分。中国是世界上水力资源最丰富的国家，水力资源的蕴藏量达6.8亿千瓦，约占全世界的1/6，居世界第一位。我国水能资源技术可开发量为5.42亿千瓦，年发电量25000亿千瓦时，水能资源主要分布在西部地区，约70%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水力可开发量的60%，具有集中开发和规模外送的良好条件。未来十余年，仍将是我国水电快速发展的时期。水电开发对保障我国未来能源安全、应对气候变化、优化能源结构具有重要的战略意义。
水能资源作为清洁的可再生能源资源，目前是我国技术可开发的第二大能源资源，在我国国民经济社会发展中具有重要的战略地位。
从2004年起我国水电装机容量就一直居世界第一。截至2008年底，中国水电装机容量达到1.72亿千瓦，稳居世界第一位。2008—2015年，中国将在金沙江、大渡河、雅砻江、澜沧江、乌江、黄河上游开发多个梯级水电站，约150台70万千瓦的巨型水轮发电机将投产发电。目前，有10个抽水蓄能电站正在建设中，可新增装机容量达3000万千瓦。今后，水电开发蓄能电站将占较大比例。
根据《中国可再生能源中长期发展规划》，水电的发展目标为：“十一五”期间新增装机7300万千瓦，包括建设一部分抽水蓄能电站，重点加强金沙江、雅砻江、大渡河、澜沧江、黄河上游等流域的开发工作。截至2007年底，三峡电站已有21台机组投产，发电能力达1480万千瓦。龙滩、小湾、构皮滩、瀑布沟、锦屏、拉西瓦、向家坝、溪洛渡等一批大型水电站相继开工建设。金沙江水电开发全面启动，溪洛渡电站于2007年11月8日实现截流。未来中小型水电项目将会有较大的发展。
到2020年，全国水电装机容量将达到3亿千瓦。按照这一规划目标，平均每年需新增加装机容量约1200万千瓦。应该说，继续按照规划通过重点开发金沙江、雅砻江、大渡河、澜沧江、黄河上游和怒江的水电资源，这个规划目标是完全能实现的。
水电发展面临的主要问题有：优先发展水电的认识问题、移民安置问题、环境保护问题、水电投资中的技术性问题、地震对水电开发的影响问题。这些问题如果不能够得到很好的解决，就一定会影响我国水电资源的开发。
在2000年之前，我国水电发展迟缓的主要原因是认识上的误区，由于水电建设的特点是“投资大、周期长”，不能够起到立竿见影的经济效益，这就造成了决策层中不可避免地对火电青睐的客观因素。应该汲取先进国家的经验教训，切实认识到火电对外部环境的高成本后，就会统一认识，尤其是决策层就会坚定信念，把发展重点转移到“优先发展水电”、“积极发展水电”的能源方针上来，使我国丰富的清洁、可再生、具有良好社会综合效益的水电资源早日为人类服务。