ทรัพยากรพลังงานโลก

ทรัพยากรพลังงานโลกคือ ศักยภาพสูงสุดโดยประมาณในการผลิตพลังงาน โดยพิจารณาจากทรัพยากรที่มีอยู่ทั้งหมดบนโลกสามารถแบ่งตามประเภทได้เป็นเชื้อเพลิงฟอสซิลเชื้อเพลิงนิวเคลียร์และทรัพยากรหมุนเวียน

ปริมาณสำรองเชื้อเพลิงฟอสซิลที่เหลืออยู่โดยประมาณคือ: ^{[ 1 ]}

นี่คือปริมาณสำรองพลังงานที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว ปริมาณสำรองที่แท้จริงอาจมีมากกว่านี้ถึงสี่เท่าหรือมากกว่านั้น ตัวเลขเหล่านี้มีความไม่แน่นอนสูง การประมาณปริมาณเชื้อเพลิงฟอสซิล ที่เหลือ อยู่บนโลกขึ้นอยู่กับความเข้าใจอย่างละเอียดเกี่ยวกับเปลือกโลก ด้วยเทคโนโลยีการขุดเจาะที่ทันสมัย ​​สามารถขุดเจาะบ่อได้ในน้ำลึกถึง 3 กิโลเมตร เพื่อตรวจสอบองค์ประกอบทางธรณีวิทยาที่แน่นอน แต่ครึ่งหนึ่งของมหาสมุทรมีความลึกมากกว่า 3 กิโลเมตร ทำให้ประมาณหนึ่งในสามของโลกอยู่นอกเหนือขอบเขตของการวิเคราะห์อย่างละเอียด

มีความไม่แน่นอนเกี่ยวกับปริมาณสำรองทั้งหมด รวมถึงปริมาณที่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้อย่างคุ้มค่า เนื่องจากเหตุผลทางเทคโนโลยี เศรษฐกิจ และการเมือง เช่น ความสามารถในการเข้าถึงแหล่งฟอสซิล ระดับกำมะถันและสารมลพิษอื่นๆ ในน้ำมันและถ่านหิน ต้นทุนการขนส่ง และความไม่มั่นคงทางสังคมในภูมิภาคที่ผลิต โดยทั่วไปแล้ว แหล่งฟอสซิลที่เข้าถึงได้ง่ายที่สุดจะเป็นแหล่งที่ถูกนำมาใช้ก่อน

ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิลที่อุดมสมบูรณ์และถูกเผามากที่สุด นี่คือเชื้อเพลิงที่ก่อให้เกิดการปฏิวัติอุตสาหกรรมและยังคงมีการใช้งานเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ประเทศจีนซึ่งมีเมืองที่มีมลพิษมากที่สุดในโลกหลายแห่ง^{[ 2 ]}ในปี 2550 ยังคงสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานถ่านหินประมาณสองแห่งทุกสัปดาห์^{[ 3 ] [ 4 ]}ปริมาณสำรองถ่านหินจำนวนมากทำให้ถ่านหินเป็นตัวเลือกยอดนิยมในการตอบสนองความต้องการพลังงานของประชาคมโลก หากไม่มีข้อกังวลเกี่ยวกับภาวะโลกร้อนและมลพิษอื่นๆ^{[ 5 ]}

ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิลที่มีอยู่มากมาย โดยคาดการณ์ว่ามีปริมาณสำรองที่สามารถนำมาใช้ได้ประมาณ 850,000 ลูกบาศก์กิโลเมตร^และอาจมีปริมาณมากกว่านั้นอีกหากใช้กรรมวิธีที่ทันสมัยในการสกัดก๊าซจากหินดินดาน การพัฒนาเทคโนโลยีและการสำรวจอย่างกว้างขวางทำให้ปริมาณสำรองก๊าซธรรมชาติที่สามารถนำมาใช้ได้เพิ่มขึ้นอย่างมาก เนื่องจากมีการพัฒนาวิธีการแยกหินดินดาน (shale fracking) ในอัตราการใช้งานปัจจุบัน ก๊าซธรรมชาติสามารถตอบสนองความต้องการพลังงานส่วนใหญ่ของโลกได้นานระหว่าง 100 ถึง 250 ปี ขึ้นอยู่กับการเพิ่มขึ้นของการบริโภคในอนาคต

มีการประมาณการว่าอาจมี  ปริมาณสำรองน้ำมันบนโลก ประมาณ 57 เซตตาจูล (ZJ) (แม้ว่าการประมาณการจะแตกต่างกันไปตั้งแต่ต่ำสุดที่ 8 ZJ ^{[ 8 ]}ซึ่งประกอบด้วยปริมาณสำรองที่พิสูจน์แล้วและสามารถนำมาใช้ได้ในปัจจุบัน ไปจนถึงสูงสุดที่ 110 ZJ ^{[ 9 ]} ) ซึ่งประกอบด้วยปริมาณสำรองที่มีอยู่ แต่ไม่จำเป็นต้องสามารถนำมาใช้ได้ และรวมถึงการประมาณการในแง่ดีสำหรับแหล่งน้ำมันที่ไม่ธรรมดา เช่นทรายน้ำมันและหินน้ำมันความเห็นพ้องในปัจจุบันจากประมาณการอุปทานที่ได้รับการยอมรับ 18 รายการ คือจุดสูงสุดของการสกัดจะเกิดขึ้นในปี 2020 ในอัตรา 93 ล้านบาร์เรลต่อวัน (mbd) การบริโภคน้ำมันในปัจจุบันอยู่ที่อัตรา 0.18 ZJ ต่อปี (31.1 พันล้านบาร์เรล) หรือ 85 mbd

มีความกังวลเพิ่มมากขึ้นว่าการผลิตน้ำมันสูงสุดอาจเกิดขึ้นในอนาคตอันใกล้นี้ ส่งผลให้ราคาน้ำมันพุ่งสูงขึ้น อย่าง รุนแรง^{[ 10 ]} รายงาน ของกระทรวงเศรษฐกิจ อุตสาหกรรม และการเงินของฝรั่งเศส ในปี 2548 ชี้ให้เห็นถึงสถานการณ์ที่เลวร้ายที่สุดที่อาจเกิดขึ้นได้เร็วที่สุดในปี 2556 ^{[ 11 ]} นอกจากนี้ยังมีทฤษฎีที่ว่าการผลิตน้ำมันทั่วโลกอาจถึงจุดสูงสุดได้ภายในเวลาเพียง 2-3 ปี ASPO คาดการณ์ว่าจุดสูงสุดจะเกิดขึ้นในปี 2010 ทฤษฎีอื่นๆ บางทฤษฎีเสนอว่าจุดสูงสุดได้เกิดขึ้นแล้วในปี 2005 การผลิตน้ำมันดิบโลก (รวมถึงคอนเดนเสทจากแหล่งผลิต) ตาม ข้อมูล ของ US EIAลดลงจากจุดสูงสุดที่ 73.720 ล้านบาร์เรลต่อวันในปี 2005 เหลือ 73.437 ล้านบาร์เรลต่อวันในปี 2006 72.981 ล้านบาร์เรลต่อวันในปี 2007 และ 73.697 ล้านบาร์เรลต่อวันในปี 2008 ^{[ 12 ]}ตามทฤษฎีจุดสูงสุดของน้ำมัน การเพิ่มการผลิตจะนำไปสู่การล่มสลายของการผลิตที่รวดเร็วยิ่งขึ้นในอนาคต ในขณะที่การลดการผลิตจะนำไปสู่การลดลงที่ช้าลง เนื่องจากเส้นโค้งรูปทรงระฆังจะกระจายออกไปในช่วงหลายปีมากขึ้น

โดยมีเป้าหมายที่ระบุไว้คือการเพิ่มราคาน้ำมันให้สูงถึง 75 ดอลลาร์ต่อบาร์เรล ซึ่งลดลงจากระดับสูงสุดที่ 147 ดอลลาร์ไปสู่ระดับต่ำสุดที่ 40 ดอลลาร์โอเปกได้ประกาศลดการผลิตลง 2.2 ล้านบาร์เรลต่อวัน เริ่มตั้งแต่วันที่ 1 มกราคม พ.ศ. 2552 ^{[ 13 ]}

ปัจจัยทางการเมืองเกี่ยวกับความมั่นคงของแหล่งพลังงาน ความกังวลด้านสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับภาวะโลกร้อนและความยั่งยืนคาดว่าจะทำให้การบริโภคพลังงานของโลกหันเหออกจากเชื้อเพลิงฟอสซิล แนวคิดเรื่องจุดสูงสุดของการผลิตน้ำมันแสดงให้เห็นว่าทรัพยากรปิโตรเลียมที่มีอยู่ประมาณครึ่งหนึ่งถูกผลิตไปแล้ว และคาดการณ์ว่าการผลิตจะลดลงในอนาคต

การที่รัฐบาลหันเหออกจากการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลน่าจะก่อให้เกิดแรงกดดันทางเศรษฐกิจผ่านการปล่อยก๊าซคาร์บอนและการเก็บภาษีสีเขียวบางประเทศกำลังดำเนินการตามผลจากพิธีสารเกียวโตและมีการเสนอขั้นตอนเพิ่มเติมในทิศทางนี้ ตัวอย่างเช่นคณะกรรมาธิการยุโรปได้เสนอว่านโยบายพลังงานของสหภาพยุโรปควรตั้งเป้าหมายที่ผูกพันในการเพิ่มระดับพลังงานหมุนเวียนในส่วนผสมโดยรวมของสหภาพยุโรปจากน้อยกว่า 7% ในปี 2550 เป็น 20% ภายในปี 2563 ^{[ 14 ]}

สิ่งที่ตรงกันข้ามกับความยั่งยืนคือการไม่คำนึงถึงขีดจำกัด ซึ่งมักเรียกว่าปรากฏการณ์เกาะอีสเตอร์ ซึ่งเป็นแนวคิดของการไม่สามารถพัฒนาความยั่งยืนได้ ส่งผลให้ทรัพยากรธรรมชาติหมดไป^{[ 15 ]}บางคนประเมินว่า หากพิจารณาอัตราการบริโภคในปัจจุบัน ปริมาณสำรองน้ำมันในปัจจุบันอาจหมดไปโดยสิ้นเชิงภายในปี 2050 ^{[ 16 ]}

องค์การพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศประเมินว่าทรัพยากรยูเรเนียมที่เหลืออยู่มีค่าเท่ากับ 2500  เซตตาจูล (ZJ) ^{[ 17 ]}โดยสมมติว่ามีการใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบผลิตเชื้อเพลิงซึ่งสามารถสร้างวัสดุฟิสไซล์ ได้มากกว่าที่ใช้ไป IPCCประเมินว่าแหล่งสะสมยูเรเนียมที่พิสูจน์แล้วว่าสามารถนำกลับมาใช้ประโยชน์ทางเศรษฐกิจได้ในปัจจุบันสำหรับเครื่องปฏิกรณ์แบบใช้เชื้อเพลิงครั้งเดียวมีเพียง 2 ZJ เท่านั้น ยูเรเนียมที่สามารถนำกลับมาใช้ประโยชน์ได้ในที่สุดนั้นคาดว่าจะมีค่า 17 ZJ สำหรับเครื่องปฏิกรณ์แบบใช้เชื้อเพลิงครั้งเดียว และ 1000 ZJ สำหรับเครื่องปฏิกรณ์แบบแปรรูปและเครื่องปฏิกรณ์แบบผลิตเชื้อเพลิงเร็ว^{[ 18 ]}

ทรัพยากรและเทคโนโลยีไม่ได้จำกัดศักยภาพของพลังงานนิวเคลียร์ในการสนับสนุนการตอบสนองความต้องการพลังงานสำหรับศตวรรษที่ 21 อย่างไรก็ตาม ความกังวลทางการเมืองและสิ่งแวดล้อมเกี่ยวกับความปลอดภัยของนิวเคลียร์และกากกัมมันตรังสีเริ่มจำกัดการเติบโตของแหล่งพลังงานนี้ในช่วงปลายศตวรรษที่ผ่านมา โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากอุบัติเหตุนิวเคลียร์ หลายครั้ง ความกังวลเกี่ยวกับการแพร่กระจายอาวุธนิวเคลียร์ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งพลูโทเนียมที่ผลิตโดยเครื่องปฏิกรณ์แบบเพาะพันธุ์) หมายความว่าการพัฒนาพลังงานนิวเคลียร์โดยประเทศต่างๆ เช่นอิหร่านและซีเรียกำลังถูกประชาคมระหว่างประเทศขัดขวางอย่างแข็งขัน^{[ 19 ]}

แม้ว่าในช่วงต้นศตวรรษที่ 21 ยูเรเนียมจะเป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์หลักทั่วโลก แต่เชื้อเพลิงอื่นๆ เช่น ธอร์เรียมและไฮโดรเจน ก็ได้รับการศึกษาค้นคว้ามาตั้งแต่กลางศตวรรษที่ 20 แล้ว

ปริมาณสำรองของธอร์เรียมมีมากกว่ายูเรเนียมอย่างมาก และแน่นอนว่าไฮโดรเจนก็มีอยู่มากมาย นอกจากนี้หลายคนยังคิดว่าธอร์เรียมหาได้ง่ายกว่ายูเรเนียมในขณะที่เหมืองยูเรเนียมอยู่ใต้ดินและเป็นอันตรายมากสำหรับคนงานเหมืองธอร์เรียมนั้นได้มาจากเหมืองเปิด และคาดว่ามีปริมาณมากกว่ายูเรเนียมในเปลือกโลกประมาณสามเท่า^{[ 20 ]}

นับตั้งแต่ทศวรรษ 1960 เป็นต้นมา มีโรงงานจำนวนมากทั่วโลกที่ใช้ธอร์เรียม เป็น เชื้อเพลิง

ทางเลือกในการผลิตพลังงานผ่านการหลอมรวมไฮโดรเจนได้รับการศึกษามาตั้งแต่ทศวรรษ 1950 เนื่องจากไม่มีวัสดุใดสามารถทนต่ออุณหภูมิที่จำเป็นในการจุดติดเชื้อเพลิงได้ จึงต้องใช้วิธีการที่ไม่ใช้วัสดุในการกักเก็บ การกักเก็บด้วยสนามแม่เหล็กและการกักเก็บด้วยแรงเฉื่อยเป็นทางเลือกหลัก ( Cadarache , Inertial confinement fusion ) ซึ่งทั้งสองวิธีนี้เป็นหัวข้อวิจัยที่ได้รับความสนใจอย่างมากในช่วงต้นศตวรรษที่ 21

ปฏิกิริยาฟิวชั่นนิวเคลียร์เป็นกระบวนการที่ให้พลังงานแก่ดวงอาทิตย์และดาวฤกษ์ดวงอื่น ๆ มันสร้างความร้อนจำนวนมากโดยการหลอมรวมนิวเคลียสของไอโซโทปไฮโดรเจนหรือฮีเลียม ซึ่งอาจได้มาจากน้ำทะเล ความร้อนนี้สามารถนำมาใช้ผลิตไฟฟ้าได้ในทางทฤษฎี อุณหภูมิและความดันที่จำเป็นในการรักษาปฏิกิริยาฟิวชั่นทำให้เป็นกระบวนการที่ควบคุมได้ยากมาก ในทางทฤษฎีแล้ว ปฏิกิริยาฟิวชั่นสามารถให้พลังงานได้มหาศาลโดยมีมลพิษค่อนข้างน้อย^{[ 21 ]}แม้ว่าทั้งสหรัฐอเมริกาและสหภาพยุโรป รวมถึงประเทศอื่น ๆ จะสนับสนุนการวิจัยฟิวชั่น (เช่น การลงทุนใน โรงงาน ITER ) แต่จากรายงานฉบับหนึ่ง การวิจัยที่ไม่เพียงพอทำให้ความก้าวหน้าในการวิจัยฟิวชั่นหยุดชะงักในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา^{[ 22 ]}

ทรัพยากรหมุนเวียนมีอยู่ทุกปี ต่างจากทรัพยากรที่ไม่หมุนเวียนซึ่งจะหมดไปในที่สุด การเปรียบเทียบง่ายๆ คือเหมืองถ่านหินกับป่าไม้ แม้ว่าป่าไม้จะหมดไปได้ แต่หากมีการจัดการอย่างเหมาะสม ก็จะเป็นแหล่งพลังงานที่ต่อเนื่อง ในขณะที่เหมืองถ่านหิน เมื่อหมดไปแล้วก็หายไปเลย ทรัพยากรพลังงานส่วนใหญ่ของโลกเป็นทรัพยากรหมุนเวียน ทรัพยากรหมุนเวียนคิดเป็นมากกว่า 93 เปอร์เซ็นต์ของปริมาณสำรองพลังงานทั้งหมดของสหรัฐอเมริกา ทรัพยากรหมุนเวียนรายปีถูกคูณด้วย 30 ปีเพื่อเปรียบเทียบกับทรัพยากรที่ไม่หมุนเวียน กล่าวอีกนัยหนึ่ง หากทรัพยากรที่ไม่หมุนเวียนทั้งหมดหมดไปอย่างสม่ำเสมอใน 30 ปี ทรัพยากรเหล่านั้นจะคิดเป็นเพียง 7 เปอร์เซ็นต์ของทรัพยากรที่มีอยู่ทุกปี หากมีการพัฒนาทรัพยากรหมุนเวียนที่มีอยู่ทั้งหมด^{[ 23 ]}

การผลิตชีวมวลและเชื้อเพลิงชีวภาพกำลังเติบโต เนื่องจากความสนใจในแหล่งเชื้อเพลิงที่ยั่งยืนเพิ่มมากขึ้น การใช้ผลิตภัณฑ์เหลือทิ้งช่วยหลีกเลี่ยงการแลกเปลี่ยน ระหว่าง อาหารกับเชื้อเพลิง และการเผา ไหม้ก๊าซมีเทนช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก เพราะถึงแม้จะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมา แต่คาร์บอนไดออกไซด์ก็เป็นก๊าซเรือนกระจกน้อยกว่ามีเทนถึง 23 เท่า เชื้อเพลิงชีวภาพเป็นทางเลือกทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิลบางส่วนที่ยั่งยืน แต่ผลกระทบสุทธิของเชื้อเพลิงชีวภาพต่อการปล่อยก๊าซเรือนกระจกขึ้นอยู่กับวิธีการทางการเกษตรที่ใช้ในการปลูกพืชที่ใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตเชื้อเพลิง แม้ว่าจะเชื่อกันอย่างกว้างขวางว่าเชื้อเพลิงชีวภาพสามารถเป็นกลางทางคาร์บอนได้ แต่ ก็มีหลักฐานว่าเชื้อเพลิงชีวภาพที่ผลิตด้วยวิธีการทำฟาร์มในปัจจุบันปล่อยคาร์บอนสุทธิจำนวนมาก^{[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]}พลังงานความร้อนใต้พิภพและชีวมวลเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนเพียงสองแหล่งที่ต้องมีการจัดการอย่างระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงการหมดไปของทรัพยากรในท้องถิ่น^{[ 27 ]}

การประมาณการ ทรัพยากร พลังงานความร้อนใต้พิภพ ที่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้ทั่วโลก นั้นแตกต่างกันอย่างมาก ขึ้นอยู่กับการลงทุนที่คาดการณ์ไว้ในด้านเทคโนโลยีและการสำรวจ รวมถึงการคาดเดาเกี่ยวกับการก่อตัวทางธรณีวิทยา จากการศึกษาในปี 1998 พบว่าอาจมีกำลังการผลิตไฟฟ้าได้ระหว่าง 65 ถึง 138 GW 'โดยใช้เทคโนโลยีที่ได้รับการปรับปรุง' ^{[ 28 ]}การประมาณการอื่นๆ มีตั้งแต่ 35 ถึง 2000 GW ของกำลังการผลิตไฟฟ้า โดยมีศักยภาพเพิ่มเติมอีก 140 E Jต่อปีสำหรับการใช้งานโดยตรง^{[ 29 ]}

รายงานปี 2006 โดยMITที่พิจารณาการใช้ระบบพลังงานความร้อนใต้พิภพขั้นสูง (EGS) สรุปว่าจะสามารถผลิตไฟฟ้าได้ 100 GWe (กิกะวัตต์ของไฟฟ้า) หรือมากกว่านั้นภายในปี 2050 เฉพาะในสหรัฐอเมริกา เท่านั้น โดยใช้เงินลงทุนสูงสุด 1 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในการวิจัยและพัฒนาเป็นเวลา 15 ปี^{[ 30 ]}รายงานของ MIT คำนวณทรัพยากร EGS ทั้งหมดของโลกไว้ที่มากกว่า 13 YJ ซึ่งสามารถสกัดได้มากกว่า 0.2 YJ และมีศักยภาพที่จะเพิ่มขึ้นเป็นมากกว่า 2 YJ ด้วยการปรับปรุงเทคโนโลยี ซึ่งเพียงพอที่จะตอบสนองความต้องการพลังงานทั้งหมดของโลกได้เป็นเวลาหลายพันปี^{[ 30 ]}ปริมาณความร้อนทั้งหมดของโลกคือ 13,000,000 YJ ^{[ 29 ]}

ในปี พ.ศ. 2548 พลังงานไฟฟ้าพลังน้ำคิดเป็น 16.4% ของไฟฟ้าทั่วโลก ลดลงจาก 21.0% ในปี พ.ศ. 2516 แต่คิดเป็นเพียง 2.2% ของพลังงานทั้งหมดของโลก^{[ 31 ]}

แหล่งพลังงานหมุนเวียนมีขนาดใหญ่กว่าเชื้อเพลิงฟอสซิลแบบดั้งเดิม และในทางทฤษฎีแล้วสามารถตอบสนองความต้องการพลังงานของโลกได้อย่างง่ายดาย พลังงานแสงอาทิตย์ 89 PW ^{[ 32 ]}ตกกระทบพื้นผิวโลก แม้ว่าจะไม่สามารถดักจับพลังงานทั้งหมดหรือส่วนใหญ่ได้ แต่การดักจับเพียง 0.02% ก็เพียงพอที่จะตอบสนองความต้องการพลังงานในปัจจุบัน อุปสรรคต่อการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์เพิ่มเติม ได้แก่ ราคาสูงในการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์และการพึ่งพารูปแบบสภาพอากาศในการผลิตไฟฟ้า นอกจากนี้ การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ในปัจจุบันไม่สามารถผลิตไฟฟ้าได้ในเวลากลางคืน ซึ่งเป็นปัญหาโดยเฉพาะในประเทศที่อยู่ในละติจูดสูงทางเหนือและใต้ ความต้องการพลังงานสูงสุดในฤดูหนาว ในขณะที่ปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์มีน้อยที่สุด ปัญหานี้อาจแก้ไขได้โดยการซื้อไฟฟ้าจากประเทศที่อยู่ใกล้เส้นศูนย์สูตรในช่วงฤดูหนาว และอาจแก้ไขได้ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยี เช่น การพัฒนาระบบจัดเก็บพลังงานราคาไม่แพง ในระดับโลก การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานที่เติบโตเร็วที่สุด โดยมีอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปี 35% ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาจีนยุโรปอินเดียญี่ปุ่นและสหรัฐอเมริกาเป็น ผู้ลงทุนรายใหญ่ ที่ กำลังเติบโตใน ด้านพลังงานแสงอาทิตย์ ส่วนแบ่งการใช้ไฟฟ้าทั่วโลกจากพลังงานแสงอาทิตย์ ณ สิ้นปี 2557 อยู่ที่ 1% ^{[ 33 ]}

ในช่วงปลายปี 2548 มีการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงได้ 0.3 GW ^{[ 34 ]}เนื่องจากแรงน้ำขึ้นน้ำลงที่เกิดจากดวงจันทร์ (68%) และดวงอาทิตย์ (32%) และการหมุนสัมพัทธ์ของโลกเมื่อเทียบกับดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ ทำให้เกิดน้ำขึ้นน้ำลงที่ผันผวน ความผันผวนของน้ำขึ้นน้ำลงเหล่านี้ส่งผลให้เกิดการสูญเสียพลังงานในอัตราเฉลี่ยประมาณ 3.7 TW ^{[ 35 ]}

ข้อจำกัดทางกายภาพอีกประการหนึ่งคือพลังงานที่มีอยู่ในความผันผวนของกระแสน้ำขึ้นน้ำลงในมหาสมุทร ซึ่งมีค่าประมาณ 0.6 EJ ( เอ็กซาจูล ) ^{[ 36 ]}โปรดทราบว่านี่เป็นเพียงเศษส่วนเล็กน้อยของพลังงานการหมุน ทั้งหมด ของโลก หากไม่มีแรงกระทำ พลังงานนี้จะถูกกระจายไป (ด้วยอัตราการกระจาย 3.7 TW) ในช่วงเวลาประมาณสี่ รอบน้ำขึ้น น้ำลงครึ่งวันดังนั้น การกระจายพลังงานจึงมีบทบาทสำคัญในพลวัตของกระแสน้ำขึ้นน้ำลงในมหาสมุทร ด้วยเหตุนี้ จึงจำกัดพลังงานกระแสน้ำขึ้นน้ำลงที่มีอยู่ไว้ที่ประมาณ 0.8 TW (20% ของอัตราการกระจายพลังงาน) เพื่อไม่ให้รบกวนพลวัตของกระแสน้ำขึ้นน้ำลงมากเกินไป

คลื่นเกิดจากลม ซึ่งเกิดจากพลังงานแสงอาทิตย์ และในแต่ละการแปลงพลังงานจะมีพลังงานที่ใช้ได้ลดลงประมาณสองลำดับขนาด พลังงานทั้งหมดของคลื่นที่ซัดเข้าหาชายฝั่งของโลกมีค่าเท่ากับ 3 TW ^{[ 37 ]}

ประมาณการพลังงานลมที่มีอยู่มีตั้งแต่ 300 TW ถึง 870 TW ^{[ 32 ] [ 38 ]}หากใช้ค่าประมาณต่ำสุด พลังงานลมที่มีอยู่เพียง 5% ก็เพียงพอต่อความต้องการพลังงานทั่วโลกในปัจจุบัน พลังงานลมส่วนใหญ่นี้มีอยู่เหนือมหาสมุทรเปิด มหาสมุทรครอบคลุมพื้นที่ 71% ของโลก และลมมักจะพัดแรงกว่าเหนือน้ำเปิดเนื่องจากมีสิ่งกีดขวางน้อยกว่า