จากการที่ประเทศไทยต้องพึ่งพาการนำเข้าพลังงานจากต่างประเทศเป็นหลัก ที่ผ่านมาพบว่ากว่าร้อยละ ๖๐ ของความต้องการพลังงานเชิงพาณิชย์ขั้นต้นมาจากการนำเข้าโดยมีสัดส่วนการนำเข้าน้ำมันสูงถึงร้อยละ๘๐ ของปริมาณการใช้น้ำมันทั้งหมดภายในประเทศและยังมีแนวโน้มจะสูงขึ้นอีกเพราะไม่สามารถเพิ่มปริมาณการผลิตปิโตรเลียมในประเทศได้ทันกับความต้องการใช้งานการพัฒนาพลังงานทดแทนอย่างจริงจังจะช่วยลดการพึ่งพาและการนำเข้าน้ำมันเชื้อเพลิงและพลังงานชนิดอื่น และยังช่วยกระจายความเสี่ยงในการจัดหาเชื้อเพลิงเพื่อการผลิตไฟฟ้าของประเทศ ซึ่งเดิมต้องพึ่งพาก๊าซธรรมชาติเป็นหลักมากกว่าร้อยละ ๗๐ โดยพลังงานทดแทน ถือเป็นหนึ่งในเชื้อเพลิงเป้าหมายที่คาดว่าจะสามารถนำมาใช้ในการผลิตไฟฟ้าทดแทนก๊าซธรรมชาติได้อย่างมีนัยสำคัญโดยเฉพาะพลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลมแบบทุ่งกังหันลม พลังน้ำขนาดเล็กชีวมวลก๊าซชีวภาพ และขยะ และหากเทคโนโลยีพลังงานทดแทนเหล่านี้มีต้นทุนถูกลงและได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางก็อาจสามารถพัฒนาให้เป็นพลังงานหลักในการผลิตไฟฟ้าสำหรับประเทศไทยได้ในอนาคต

ในกลางศตวรรษที่ ๒๐ จนถึงปัจจุบันพลังงานหลักที่ใช้ในกิจกรรมต่างๆ ล้วนมาจากน้ำมันและแก๊สธรรมชาติ แต่เนื่องจากน้ำมันถือเป็นทรัพยากรที่จำกัด และมีแต่จะหมดไป ซึ่งมีการพยากรณ์ไว้ว่าประมาณ ๕๐ ปี น้ำมันจะเป็นพลังงานราคาแพง จนไม่คุ้มที่จะเป็นพลังงานหลักในการผลิตสินค้าอีกต่อไปทำให้ต้องหาแหล่งพลังงานใหม่ที่มีราคาถูกกว่าน้ำมันมาทดแทนน้ำมัน

ปัญหาการใช้พลังงานในประเทศไทย

ในช่วงเวลา ๔๐ ปีที่ผ่านมา การผลิตไฟฟ้าด้วยน้ำมันและพลังน้ำมีสัดส่วนลดลงโดยลำดับเนื่องจากข้อจำกัดของแหล่งพลังงานและราคาที่สูงขึ้น ประเทศไทย มีอัตราการเจริญเติบโตการใช้ไฟฟ้าค่อนข้างสูง จากการพยากรณ์ความต้องการไฟฟ้า ในปี ๒๕๔๙ – ๒๕๖๔ จะเพิ่มขึ้น เฉลี่ยร้อยละ ๕.๕ หรือ ๑,๕๐๐ – ๒,๐๐๐ เมกกะวัตต์ต่อปี ทำให้มีการนำพลังงานทดแทนและเทคโนโลยีใหม่ๆ ในด้านพลังงานทดแทนเข้ามาใช้ในประเทศต่อไป โดยคำนึงถึงทรัพยากรและสิ่งแวดล้อม ซึ่งหากจะจำแนก
ประเภทของพลังงานทดแทนได้ดังนี้

พลังงานลม

ลมเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติซึ่งเกิดจากความแตกต่างของอุณหภูมิ ความกดดันของบรรยากาศและแรงจากการหมุนของโลก การเคลื่อนที่ของอากาศเหล่านี้เป็นสาเหตุให้เกิดลม พลังงานลมจัดเป็นพลังงานหมุนเวียน ซึ่งใช้ไม่มีวันหมด ในปัจจุบันมนุษย์จึงได้ให้ความสำคัญและนำพลังงานจากลมมาใช้ประโยชน์มากขึ้น เนื่องจากพลังงานลมมีอยู่ทั่วไป เป็นพลังงานสะอาด ไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อสภาพแวดล้อม การพัฒนาเทคโนโลยีกังหันลมเพื่อผลิตไฟฟ้าได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง หลายประเทศทั่วโลกให้ความสนใจในการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมโดยเฉพาะในยุโรปเนื่องจากลมเกิดขึ้นได้ตลอดเวลา ทำให้มนุษย์พัฒนาเทคโนโลยีขึ้นเพื่อใช้ประโยชน์จากกระแสลม

ในปัจจุบันประเทศไทยมีการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมและจ่ายเข้าระบบสายส่งในปริมาณที่น้อยมากหากเทียบกับแหล่งพลังงานอื่นๆ โดยมีการติดตั้งกังหันลมผลิตไฟฟ้าขนาด ๑๕๐ กิโลวัตต์ ซึ่งผลิตโดยบริษัท นอร์ดแทงก์ ประเทศเดนมาร์ก ในพื้นที่สถานีผลิตไฟฟ้าจากพลังงานทดแทนของการไฟฟ้าฝ่ายผลิต ณ แหลมพรหมเทพ จังหวัดภูเก็ต ตั้งแต่ปีพ.ศ. ๒๕๓๙ เพื่อสาธิตการผลิตไฟฟ้าจากกังหันลมร่วมกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ขนาด๑๐ กิโลวัตต์

อิทธิพลของลมที่มีศักยภาพในการผลิตไฟฟ้าของประเทศไทย ประเทศไทยแบ่งทิศทางของลมออกได้เป็น ลมมรสุมตะวันออกเฉียงเหนือในช่วงเดือน พฤศจิกายน – เมษายนและลมมรสุมตะวันตกเฉียงใต้ ในช่วงเดือนพฤษภาคม – ตุลาคม

พลังงานแสงอาทิตย์

แสงอาทิตย์เป็นพลังงานที่ได้ฟรีจากดวงอาทิตย์และมีการนำมาใช้ประโยชน์มาแต่สมัยโบราณ เช่น การตาก หรืออบสินค้าเกษตร การทำให้น้ำอุ่น เป็นต้น ได้พยายามนำพลังงานแสงอาทิตย์มาทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าแสงอาทิตย์ตกกระทบพื้นโลก เฉลี่ยประมาณ ๔ – ๕ กิโลวัตต์ – ชั่วโมง ต่อตารางเมตรต่อวันถ้าเซลล์แสงอาทิตย์มีประสิทธิภาพในการแปลงพลังงานร้อยละ ๑๕ แสดงว่าเซลล์แสงอาทิตย์ ๑ ตารางเมตรสามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้ประมาณ ๖๕๐ – ๗๕๐ วัตต์ – ชั่วโมงต่อตารางเมตรต่อวัน ประเทศไทยมีความต้องการพลังงานไฟฟ้าประมาณ ๒๕๐ ล้านกิโลวัตต์ – ชั่วโมงต่อวัน เราสามารถใช้พื้นที่ประมาณ ๑,๕๐๐ ตารางกิโลเมตร ร้อยละ ๐.๓ ของพื้นที่ประเทศไทย ก็จะผลิตไฟฟ้าได้ตามที่ต้องการ

พลังงานน้ำ

เราสามารถสร้างเขื่อนที่กักเก็บน้ำไว้ในที่สูง ปล่อยให้น้ำไหลลงมาตามท่อเข้าสู่เครื่องกังหันน้ำ ผลักดันใบพัดให้กังหันน้ำหมุนเพลาของเครื่องกังหันน้ำ ที่ต่อเข้ากับเพลาของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่จะหมุนตาม เกิดการเหนี่ยวนำขึ้นในเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ทำให้เกิดพลังงานไฟฟ้า การผลิตกระแสไฟฟ้าจากพลังงานน้ำ อาจจะผลิตจากเขื่อนขนาดใหญ่เขื่อนขนาดกลาง หรือเขื่อนขนาดเล็ก เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า สำหรับใช้ในชุมชนขนาดเล็ก ซึ่งปี๒๕๔๗ โรงไฟฟ้าพลังงานน้ำในประเทศไทยมีกำลังผลิตติดตั้งรวม ๒,๙๗๓ เมกกะวัตต์

พลังงานชีวมวล

ชีวมวลคือสิ่งที่ได้มาจากสิ่งมีชีวิต เช่น ต้นไม้ อ้อย ถ่าน ฟืน แกลบ วัชพืชต่าง ๆ หรือแม้กระทั่งขยะและมูลสัตว์ การนำชีวมวลมาใช้เป็นพลังงานนั้นสามารถทำได้ ๒ ลักษณะคือ๑. กระบวนการที่ให้ความร้อน เช่นการนำถ่านไม้ หรือฟืน เพื่อให้เกิดความร้อน สำหรับนำไปใช้เพื่อประโยชน์ในด้านต่าง ๆ ซึ่งได้มีการพัฒนาเทคโนโลยีดังนี้ การพัฒนาและผลิตเตาที่ใช้กันอยู่ทั่วไปให้เป็นเตา

ประสิทธิภาพสูง (เตาซูเปอร์อังโล่) จุดไฟติดเร็วให้ความร้อนสูง มีควันน้อย ประหยัดเชื้อเพลิงและพัฒนาเตาประสิทธิภาพสูงสำหรับอุตสาหกรรมชนบทขนาดเล็ก เช่น เตานึ่งเมี่ยงเตานึ่งปอสา เตาเผาอิฐ ส่วนด้านเชื้อเพลิงนั้นได้คิดค้นและผลิตก้อนอัดชีวภาพ หรือเชื้อเพลิงเขียว โดยนำพืชหรือวัชพืชมาสับแล้วอัดแท่งตากแดด และอบให้แห้ง ก้อนอัดชีวมวลที่ได้จะจุดติดไฟง่าย ให้ความร้อนสูง

นอกจากนี้ ยังได้นำผลผลิต หรือผลพลอยได้ของพืชจำพวกแป้งและน้ำตาลเช่น ข้าว ข้าวโพด อ้อย กากน้ำตาล มาผลิตเอทธิลแอลกอฮอล์ รวมทั้งนำมันสำปะหลังมาเผาโดยควบคุมความร้อน เพื่อให้ได้แก๊สชีวมวล เพื่อนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงต่อไป

๒. กระบวนการทางชีวภาพ เป็นการนำมูลสัตว์ ขยะ น้ำเสียมาหมักในที่ที่ไม่มีอากาศปล่อยให้เกิดกระบวนการย่อยสลายสารอินทรีย์ ซึ่งจะได้แก๊สชีวภาพสำหรับเป็นเชื้อเพลิงที่ใช้กับเตาหุงต้ม ตะเกียง เครื่องยนต์หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

พลังงานนิวเคลียร์

นับตั้งแต่อ๊อตโต ฮาฮ์น (Otto Hahn) และฟริทซ์สตรัสส์มันน์ (Fritz Strassmann) ค้นพบการแตกตัวของยูเรเนียมด้วยการยิงยูเรเนียมด้วยนิวตรอนจากต้นกำเนิดรังสีเรเดียม – เบริลเลียม ในปี พ.ศ.๒๔๘๑ ความหวังของมนุษย์ที่จะก้าวสู่ยุคปรมาณูได้เริ่มเป็นจริง ปัจจุบันมนุษยชาติได้ใช้ประโยชน์จากพลังงานนิวเคลียร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการผลิตพลังงานไฟฟ้าและในอุตสาหกรรม รวมทั้งพลังงานในการขับเคลื่อนเรือเดินสมุทรและเรือดำน้ำที่เคลื่อนไหวในมหาสมุทรต่างๆ

พลังงานความร้อนใต้พิภพ

พลังงานความร้อนใต้พิภพเป็นพลังงานธรรมชาติเกิดจากการเคลื่อนตัวของเปลือกโลกเกิดแนวรอยเลื่อนแตก ทำให้น้ำบางส่วนจะไหลซึมลงไปใต้ผิวโลก ไปสะสมตัวและรับความร้อนจากชั้นหินที่มีความร้อนสูง กลายเป็นน้ำร้อนและไอน้ำที่พยายามแทรกตัวมาตามรอยเลื่อนแตกของชั้นมาบนผิวดิน อาจจะเป็นในลักษณะของน้ำพุร้อน ไอน้ำร้อน โคลนเดือดและแก๊ส น้ำร้อนจากใต้พื้นดินสามารถนำมาถ่ายเทความร้อนให้กับของเหลว หรือสารที่มีจุดเดือดต่ำง่ายต่อการเดือดและการเป็นไอน้ำ แล้วนำไอร้อนที่ได้ไปหมุนกังหัน เพื่อขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

แนวโน้มพลังงานทดแทนในอนาคตปัจจุบันได้มีความพยายามศึกษา ค้นคว้า วิจัย และพัฒนาพลังงานทดแทนในรูปแบบต่าง ๆ ให้สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้สะดวก และมีประสิทธิภาพมากขึ้น เพื่อช่วยประหยัดพลังงาน และช่วยลดค่าใช้จ่าย โดยตั้งอยู่บนพื้นฐานของการพึ่งพาพลังงานจากแหล่งในท้องถิ่น และภายในประเทศ สามารถผลิตและใช้พลังงานอย่างยั่งยืน ซึ่งจะเป็นหนทางหนึ่งที่ช่วยลดการทำลายทรัพยากรที่กำลังเกิดขึ้นอย่างมากมาย และรุนแรงในปัจจุบันช่วยรักษาสมดุลของธรรมชาติ อันเป็นภัยคุกคามอย่างร้ายแรงต่อโลก และมนุษยชาติเชื่อว่าพลังงานทดแทนจะเป็นหนทางหนึ่งของการแก้ไขวิกฤตการณ์ด้านพลังงาน และสิ่งแวดล้อมของโลกได้