人類從兩次從技術革命開始，對能源的需求便與日俱增。人類日以繼夜地開掘煤炭、石油、天然氣等化石資源，用於供應人類對能源的需求。
然而，全球範圍內的化石資源是有限的，不能滿足人類的永續發展。
隨著化石資源的大量使用，對環境造也造成了極大的污染，所以，尋求最佳的可再生的清潔能源是擺在人類面前的嚴峻而迫切的課題。
目前，我們最重要的資源仍然要依靠化石資源。世界範圍內每年要消耗大量的石油、煤炭、天然氣為人類的生產生活提供動力。
總有一天，我們需要改變這種現狀，因為，化石能源的廣泛使用要向大氣排放大量的二氧化碳。大氣層二氧化碳的增加會產生溫室效應，導致地球升溫，地球的升溫嚴重地影響了人類的生存，最近幾年，世界一些地方的氣溫已經飆升到70℃。另一方面，大氣層中的PM2.5含量嚴重超標，嚴重損害了人的健康，地球的大氣層已經不堪重負。
人類在不斷探索可持續的清潔能源的應用，風能、太陽能和水力發電得到較為廣泛的應用。但是，這些並不能徹底解決人類的能源危機。
其中風力發電並不被認為是優質電，因為風能發電不夠穩定，會對電網造成不利的影響，美國等西方國家正在大規模拆除風力發電設施，他們擔心風力發電機會對鳥類造成傷害，所以，電力輸送部門會對風力發電機進行實時調度。事實上，中國安裝的大量的風力發電機很多時候處於停機狀態不能工作。也有人質疑，風力發電會對氣候造成影響，目前還沒有權威的研究結論。
而水電站的建設是受到水力資源的制約，所以，水力資源的開發是有限的，不是任何地方都適合建水電站。
目前對太陽能的應用有以下幾種：
- 光伏太陽能發電
光伏發電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的一種技術。
光伏太陽能發電的投入較大，而且要占用土地資源，一樣也屬於垃圾電，晚上和陰天便不能工作。
目前，我國在大力發展光伏產業，而儘管有國家政策的大力扶持，但是還是會受到方方面面的制約，比如，產出效率較低，人們的投資意願不強。
在起初的時候，普通百姓是不能進行併網發電的，這也嚴重阻礙了來自的民眾的投資，近年來，通過改革國家已經允許百姓發電入網，但是，似乎並沒有大範圍推廣開，最主要的原因可能還是成本問題。
在這裡再談一下風力發電的問題，風力發電的投資太大，普通百姓大都無法進行投資，只能由大公司來進行開發建設。
2.太陽能熔鹽發電
除了光伏之外，太陽能熱發電技術從上世紀八十年代發展至今,對充當其傳熱介質的材料進行了多樣化的嘗試,包括水和蒸汽、空氣、液態金屬、導熱油及熔鹽等。也叫聚焦型太陽能熱發電，其原理是對傳熱介質通過太陽聚焦進行加熱，產生高溫、高壓蒸汽，然後推動發電機組發電，目前，較為成熟的技術是熔鹽發電。
太陽能熱發電技術有槽式和塔式兩種，槽式發電是對金屬管進行反光照射加熱，而塔式是將光集中到一點加熱介質，進行發電。
當然，人類也有很多地方直接利用太陽能，而不是先發電再利用。比如，用太陽能直接加熱水，用於日常生活或者供暖，這方面的利用近幾年逐漸多了起來。
3.玻璃發電
最近科研部門研究出了玻璃發電，其原理是在建築玻璃表面刷上一層塗層，塗層在受到陽光照射時就會產生電流。由於受制於推廣手段的局限，目前這種玻璃發電的技術還沒有得到廣泛使用，但是已經有一些客戶在嘗試安裝，相信在不久的將來，當我們的建築上都安裝了這種能發電的玻璃，一定會為我們的生活提供大量的電力供應。
另一種鮮為人知的發電技術是滲透能發電，其原理是通過不同濃度的溶液的的相互滲透，其勢能差推動發電機工作產生電力。有人估計，全世界範圍內的海洋滲透能資源可以供人類約一半的能源需求。我國目前還沒有滲透能電站建設，而據有關報導，挪威已經建成了滲透電站，每年產出約1.7萬億千瓦時（度）的電力。
除了這些之外，人類正在不遺餘力地開發核能資源。核能資源由於能量巨大，是人類最期待的能源。
核能的利用分為核聚變和核裂變兩種。
核裂變原理是用粒子轟擊裂變材料原子核使其發生裂變，原子核的裂變能發生鏈式反應，釋放出超巨量的核能。人類首次利用核裂變就是原子彈。二戰期間，美國僅用兩顆原子彈對日本造成了毀滅性的打擊，直接迫使日本全面投降，停止了對外的擴張。
人類為了威懾敵人，許多國家想方設法要擁有核武技術，目前世界上核武器能量當量可以毀滅地球幾十次。人類在利用高科技的同時，同樣也面臨著高科技的威脅，我們不想看到核武器毀滅人類的那一天，我們只想讓技術為人類更好地服務。
為此，人類研究出了可控核裂變技術，就是讓核裂變過程不像原子彈爆炸那樣劇烈，通過一些技術手段控制核裂變的速度，緩慢地釋放能源，推動發電機產出電力，應用於人類的生活，這就是我們目前的核電站。
為了得到充足的電力，二戰以後，許多國家紛紛建立核電站。但是核電站是存在極大的技術風險的。如果在生產過程中，不能嚴格執行安全規程，核電站便有爆炸的危險。
1986年4月26日，世界上最嚴重的核事故在蘇聯車諾比核電站發生。烏克蘭基輔市以北130公里的車諾比核電站發生災難性大火，造成的放射性物質泄漏，污染了歐洲的大部分地區。
核污染對生物的健康危害極大，車諾比事故發生時，核電站里工作人員有2人當場死亡，200多人受到嚴重輻射。這起核事故被認為是歷史最嚴重的核事故，也是第一例被國際核事件分級表評為第七級事件的特大事故。
車諾比核事故所釋放出來的輻射量，是二戰時期美軍在廣島投下原子彈的500倍。也就是說，車諾比核泄漏的惡劣影響相當於500顆廣島原子彈爆炸。據不完全統計，核事故發生後，有近14萬民眾遭受各種怪病的折磨，核電站周邊30公里地區居民被緊急撤離，直至今日，那裡仍然殘垣斷壁、荒無人煙。
2005年8月，芮氏7.2級地震導致日本福島縣兩座核電站中，存儲核廢料的池子中部分池水外溢。
福島核電站福島第一核電站院內共儲存了大約112萬噸含放射性氚的污染水，這一數字還在以每年五萬至八萬噸的速度增加。
核電站管理者表達了對這事的無奈，核廢水自事故發生後一直儲存在核電站廠區巨大的圓柱形儲蓄水桶里，裝滿了上千個水桶，但是因為廢水仍以每日170噸的速度產生，這個儲蓄系統的容量將在2022年夏天耗盡。
2020年10月20日日本在福島核事故9年後宣布，將這些核廢水稀釋後直接排放進太平洋。
2011年3月，芮氏9.0級地震導致福島縣兩座核電站反應堆發生故障，其中第一核電站中一座反應堆震後發生異常導致核蒸汽泄漏。於3月12日發生小規模爆炸，也可能因氫氣爆炸所致。在爆炸後，輻射性物質進入風中，通過風傳播到中國，俄羅斯等一些地區。
日本的排放核廢水行為引發了世人的極大不安，人們擔心核廢水會污染海洋生物，而人類很多食物來自於海洋，這也勢必會影響到人類的健康。
通過這些事故，人們有理由對核電站的技術安全性提出質疑。在此之後，中國也出台了一些政策，減緩了在沿海地區建設核電站建設的步伐。
人類需要更安全的核技術為人類解決能源問題，核聚變材料小分子的氘沒有輻射污染，蘊含能量巨大，海水中含有大量的氘，這些能量夠人類使用上億年。人類希望通過聚變能推動核動力火箭到達火星，這是人類探索宇宙開始的新征程。
核聚變也稱核融合，熱核反應，是通過高溫高壓手段促使氘分子核與電子分離，而兩個氘原子核就可以融合，釋放出大量的能量。
核聚變也同樣是鏈式反應的，釋放出大量的能量，氫彈就是這個原理製成的。1966年12月28日中國成功地進行氫彈原理試驗,當量30萬噸。
目前，人類沒有在戰爭中投入使用過氫彈。人類正在加緊研究可控核聚變反應的研究，期望製造出清潔的聚變能，那樣人類就一勞永逸地解決了制約人類發展的能源的瓶頸問題，可以真正地實現在宇宙中翱翔的夢想，人們正在翹首以盼人類的「人造太陽」早日出現在夜空之上。
中國的「人造太陽」也就是可控核聚變反應在科技工作者夜以繼日的努力下，已經取得了令人驚喜的成果。
科學家找到了幾種可控核聚變反應的方法，最早的著名方法是"托卡馬克"型磁場約束法。它是利用超導技術形成的強大電流，產生的強大磁場，把等離子體約束在很小範圍內，等離子體溫度達到4.4億度，進而引發核聚變反應。
另一種實現核聚變的方法是慣性約束法。慣性約束核聚變是把幾毫克的氘和氚的混合氣體或固體，裝入直徑約幾毫米的小球內。從外面均勻射入雷射束或粒子束，球面因吸收能量而向外蒸發，受它的反作用，球面內層向內擠壓，這種高壓產生劇烈升溫，達到幾十億度的點火條件，就發生了聚變反應。
這種爆炸過程時間很短，只有幾個皮秒（1皮等於1萬億分之一秒）。如每秒鐘發生三四次這樣的爆炸並且連續不斷地進行下去，所釋放出的能量就相當於百萬千瓦級的發電站。
儘管實現受控熱核聚變仍有漫長艱難的路程需要我們征服，但其美好前景的巨大誘惑力，正吸引著各國科學家在奮力攀登。我國的可控核聚變技術也正在走在世界的前列，目前已經傳出喜訊，我國的可控核聚變反應已經持續了100秒。
相信在不久的將來可控核聚變不再是個夢，到那時人類便可實現永續發展。