水能开发利用的历史也相当悠久。早在古代，我国劳动人民就发明了“水磨”“水碾”。现广泛采用的水力发电是人类对水能利用的高级阶段。
水力发电利用的水能主要是蕴藏于水体中的位能。为实现将水能转换为电能，需要兴建不同类型的水电站。水电站是由一系列建筑物和设备组成的工程措施。建筑物主要用来集中天然水流的落差，形成水头，并以水库汇集来调节天然水流的流量，基本设备是水轮发电机组。当水流通过水电站引水建筑物进入水轮机时，水轮机受水流推动而转动，使水能转化为机械能。水轮机带动发电机发电，机械能转换为电能，再经过变电和输配电设备将电力输送到用户。水能为自然界的再生性能源，随着水文循环，周而复始，重复再生。水能与矿物燃料同属于资源性一次能源．转换为电能后称为二次能源。水力发电建设则是将一次能源开发和二次能源生产同时完成的电力建设，在运行中不消耗燃料，运行管理费和发电成本远比燃煤电站低。水力发电在水能转化为电能的过程中不发生化学变化，不排泄有害物质，对环境影响较小，因此水力发电所获得的是一种清洁能源。
世界上已建的绝大多数水电站都属于利用河川天然落差和流量而修建的常规水电站。这种水电站按对天然水流的利用方式和调节能力分为径流式和蓄水式两种，按开发方式又可分为坝式水电站、引水式水电站和坝一引水混合式水电站。抽水蓄能电站是20世纪60年代以来发展较快的一种水电站，而潮汐电站由于造价昂贵，尚未大规模开发利用。其他形式的水力发电，如利用波浪能发电尚处于试验研究阶段。为实现不同类型的水电开发，需要使用水文、地质、水工建筑物、水力机械、电器装置、水利勘测、水利规划、水利工程施工、水利管理、水利经济学和电网运行等方面的知识，这就无形当中增加了水电开发的难度。
水电是清洁能源，可再生、无污染、运行费用低，便于进行电力调峰，有利于提高资源利用率和经济社会的综合效益。在地球传统能源日益紧张的情况下，世界各国普遍优先开发水电，大力利用水能资源。
中国不论是水能资源蕴藏量，还是可能开发的水能资源，都居世界第一位。截至2007年，中国水电总装机容量已达到1．45亿千瓦，水电能源开发利用率从改革开放前的不足10％提高到25％。水电事业的快速发展为国民经济和社会发展作出了重要的贡献，同时还带动了中国电力装备制造业的繁荣。三峡机组全部国产化，迈出了自主研发和创新的可喜一步。小水电设计、施工、设备制造也已经达到国际领先水平，使中国成为小水电行业技术输出国之一。
中国经济已进入新的发展时期，在国民经济持续快速增长、工业现代化进程加快的同时，资源和环境制约趋紧，能源供应出现紧张局面，生态环境压力持续增大。据此，加快西部水力资源开发、实现西电东送，对于解决国民经济发展中的能源短缺问题、改善生态环境、促进区域经济的协调和可持续发展，无疑具有非常重要的意义。另外，大力发展水电事业将有利于缩小城乡差距、改善农村生产生活条件，对于推进地方农业生产、提高农民收入、加快脱贫步伐、促进民族团结、维护社会稳定，具有不可替代的作用。水电开发通过投资，拉动税收和相关服务业的发展，将把地方资源优势转变为经济优势、产业优势，以此带动其他产业发展，形成支撑力强的产业集群，有力促进地方经济的全面发展。
被人遗忘的能源一一油页岩
油页岩是一种可燃矿物，外表呈褐色，这种石头里含有石油的成分，可以燃烧，但发热量比煤低，每千克油页岩燃烧时只能发出几百到几千千焦热量，灰分含量较高．油页岩一般比煤重。
油页岩的成因，与煤和石油的形成有类同情况。近海和沼泽盆地里的动植物，在地壳变动中随着泥沙一起埋入地层深处，经过几千万年的演变，才成为今天发掘出来的油页岩。现代开采出来的油页岩矿中，常常发现乌龟、古树等动植物化石就是它身世的佐证。
通常的石头，人们无论如何也无法熬出油来的，但油页岩却可以通过加热干馏等办法，熬出油来。从油页岩身上熬出来的油呈黑褐色，略带绿色荧光，成分与石油相似，这便是页岩油。不过人们习惯称它为人造石油。油页岩资源是比较丰富的。有人估计，如果把世界油页岩的已知可采储量折算成页岩油的话，则其总量要超过世界石油的总可采储量。
然而，油页岩的开采和利用曾一度被人们所遗忘，因此有人称它为被遗忘的能源。这是什么缘故呢？这要从世界能源开发历史中寻找答案。尽管油页岩开采利用的历史悠久，但由于世界性大规模开采廉价石油，油页岩就被渐渐地遗忘掉了。
我国油页岩资源十分丰富，远景储量达两万亿吨，相当于800亿吨页岩油。仅广东茂名矿田可采储量就有50亿吨，相当于3～3．5亿吨页岩油。
从事能源发展战略研究的专家预计，随着石油的世界性大量消耗，不久将会遇到资源短缺的问题，人造石油将变得越来越重要。美国、俄罗斯、巴西、澳大利亚都蕴藏着大量的油页岩，这些国家都制定了本国加快发展页岩油工业的计划。从世界范围看，页岩油工业在今后一二十年内将会有较大的发展。
能源世界的“巨人”——核能
核能俗称原子能，它是指原子核里的核子（中子或质子）重新分配和组合时释放出来的能量。核能分为两类，一类叫核裂变能，它是指重元素（铀或钚等）的原子核发生裂变时释放出来的能量。另一类叫聚变能，它是指轻元素（氘和氚）的原子核在发生聚变反应时释放出来的能量。
核能有巨大的威力，1公斤铀原子核全部裂变释放出的能量约等于2700吨标准煤燃烧时所放出的化学能。一座100万千瓦的核电站，每年只需25～30吨低浓度铀核燃料，而相同功率的煤电站，每年则需要有300多万吨原煤，这些核燃料只需10辆卡车就能运到现场，而运输300多万吨煤炭，则需要1000列火车。核聚变反应释放的能量更可贵。有人作过生动的比喻：1公斤煤只能使一列火车开动8米，1公斤铀可使一列火车开动4万公里；而1公斤氚化锂和氘比锂的混合物，可使一列火车从地球开到月球，行程40万公里。
核能是人类最终解决能源问题的希望。核能技术的开发，对现代社会将产生深远的影响。核能发电的历史与动力堆的发展历史密切相关。动力堆的发展最初是出于军事需要。1954年，苏联建成世界上第一座装机容量为5兆瓦的核电站，英、美等国也相继建成各种类型的核电站。到1960年，有5个国家建成20座核电站，装机容量1279兆瓦。由于核浓缩技术的发展，到1966年，核能发电的成本已低于火力发电的成本，核能发电真正迈入实用阶段。1978年全世界22个国家和地区正在运行的30兆瓦以上的核电站反应堆已达200多座，总装机容量已达107776兆瓦。80年代因化石能源短缺日益突出，核能发电的进展更快。到1991年，全世界近30个国家和地区建成的核电机组为423套，总容量为3．275亿千瓦，其发电量占全世界总发电量的约16％。
中国大陆的核电起步较晚，80年代才动工兴建核电站。中国自行设计建造的30万千瓦秦山核电站在1991年底投入运行。大亚湾核电站于1987年开工，于1994年全部并网发电。
世界上有比较丰富的核资源，核燃料有铀、钍氘、锂、硼等等，世界上铀的储量约为417万吨。地球上可供开发的核燃料资源，可提供的能量是矿石燃料的十多万倍。
