Yenilenebilir enerji kaynakları, tükenmeyen ya da doğal süreçlerle sürekli yenilenen kaynaklardan elde edilen enerjiyi ifade eder. Petrol, doğalgaz veya kömür gibi fosil yakıtların aksine bu kaynaklar bitmez, ve kullanıldıklarında karbon salımı yaratmazlar ya da çok az yaratırlar. Güneş enerjisi, en hızlı büyüyen yenilenebilir enerji kaynakları arasında. Fotovoltaik (PV) paneller aracılığıyla güneş ışığı doğrudan elektriğe dönüştürülüyor. Ev çatılarından büyük çaplı güneş tarlalarına kadar geniş bir yelpazede uygulama alanı var. Türkiye, güneşlenme süresi açısından son derece elverişli bir coğrafyada yer alıyor; bu yüzden güneş enerjisi yatırımları son yıllarda hızla arttı. Rüzgar enerjisi, rüzgar türbinlerinin kanatlarını döndürmesiyle üretilir. Kıyı şeritleri ve açık ovalar bu iş için ideal. Hem karadaki hem de deniz üstü (offshore) rüzgar santralleri yaygınlaşıyor. Rüzgar türbinleri kurulduktan sonra çevresel etkisi son derece düşük; sadece arazinin küçük bir bölümünü kaplıyorlar. Hidroelektrik enerji, dünya genelinde en köklü yenilenebilir enerji kaynakları arasında sayılır. Akan ya da düşen suyun gücüyle türbinler döndürülür. Türkiye bu alanda güçlü bir kapasiteye sahip. Ancak büyük barajlar ekosistemler ve yerel topluluklar üzerinde önemli etkiler bırakabileceğinden, yeni projelerde bu denge dikkatle değerlendiriliyor. Jeotermal enerji, yer altındaki sıcak su ve buharın kullanılmasıyla elde edilir. Denizli ve Aydın başta olmak üzere Türkiye'nin batı bölgeleri jeotermal kaynaklar açısından oldukça zengin. Hem elektrik üretiminde hem de doğrudan ısıtma amaçlı kullanılabiliyor. Biyokütle enerjisi, organik maddelerin (tarımsal atıklar, ahşap, biyogaz) yakılması ya da kimyasal dönüşümüyle elde edilir. Doğru yönetildiğinde karbon döngüsü içinde kalan bu kaynak, fosil yakıtların alternatifi olarak değerlendirilebiliyor. Dalga ve gelgit enerjisi ise henüz gelişme aşamasında olan yenilenebilir enerji kaynakları arasında. Denizlerin kinetik enerjisinden yararlanma fikri umut verici olmakla birlikte maliyetler hâlâ yüksek. Yenilenebilir enerji kaynakları bir bütün olarak değerlendirildiğinde, asıl mesele enerjiyi üretmek değil, onu depolamak ve talep ile arzı dengelemek. Batarya sistemleri ve akıllı şebekeler, bu geçişin kilit parçalarını oluşturuyor.