为了能够更广泛的利用可再生能源，产生了替代能源的概念。狭义的替代能源仅仅是指一切可以替代石油的能源；而广义的替代能源是指可以替代目前使用的石化燃料的能源（石化燃料包括石油、天然气和煤炭），大多数的新能源都是替代能源，包括太阳能、核能、风能、海洋能等。

所谓替代能源，往往是指替代石油、天然气和煤炭等石化燃料的能源，它包括风能、太阳能、生物质能、海洋能、水能等可再生能源，也包括核能等不可再生能源。在各种替代能源中，生物燃料、风能和太阳能近年来的发展速度最快，产业前景最好，是替代能源中的明星。随着可再生能源的战略定位和发展目标的确立。在替代能源的战略地位的认识上，已经从原来的工业经济层面讨论上升到了能源安全的高度来认识，替代能源在能源安全中的重要地位已经凸显出来。替代能源的发展目标也呈现出了统一性、协调性，科学性的特点。

“未来的燃料将来自水果，就像路边的漆树，或者来自苹果、野草、锯末儿——几乎任何东西。”这是美国福特汽车公司的创始人亨利•福特在1925年说的话，他的话已经部分得到了应验。生物燃料主要有两种：燃料乙醇和生物柴油。2005年，前者的世界总产量大约为后者的8．5倍。乙醇产量居世界前四位的国家是巴西、美国、中国和印度，而前两国的乙醇产量远远领先于后两国，产量共占世界乙醇产量的70％以上。巴西乙醇的生产原料是甘蔗，2006年其乙醇产量占世界总产量的38％。巴西也是世界最大的乙醇出口国，对美国的出口占其乙醇出口总量的一半以上。同时，它也向日本等其他国家大量出口乙醇。2005年6月，巴西农业部长夸口：“我们不希望按多少升来出口乙醇，我们希望按多少条河。”同时，经过长期的积累，巴西的乙醇技术居于世界领先地位，它目前正向印度等国输出乙醇生产的技术及设备。

此外，风能和太阳能也逐渐成为两种重要的替代能源。这是因为，一方面，地球上的风能和太阳能的资源量极其庞大，哪怕只是开发其中的一小部分，也能轻松满足人类几乎所有的能源需求，而且它们都是取之不尽、用之不竭的。另一方面，20世纪90年代以来，在世界电力市场上，风电和太阳能发电的增长速度最快，年均增长率在30％以上，远远快于石油、天然气、煤炭发电的增长率。国际风电市场的现状是各洲发展很不均衡。欧洲遥遥领先于其他各洲。2005年，欧洲风电的装机容量约占全球总量的70％。而在风电的前十位排名中，欧洲占据六席，其中执全球风电牛耳的德国约占全球风电装机容量的30％。除欧洲国家外，美国和印度的风力发电量也较为可观。太阳能的开发主要分为太阳能光伏发电和太阳能取暖两种方式。在许多国家，发电是太阳能的主要利用方式。2005年，德国、日本、美国、西班牙、荷兰的太阳能发电的装机容量居世界前五位。不过，全球太阳能发电规模远远不如风电，仅相当于风电的9％。太阳能取暖的“超级大国”是中国，它占据了世界约75％的份额。

环境污染所造成的气候反常导致近年全球各地天灾频传，引发世界各国对环保与替代能源的重视；针对此一趋势，拓产业研究所(Topology)发表研究报告指出，虽然现阶段石化能源和核能具有低成本和技术成熟的绝对优势，然而考虑其潜在风险和外部处理成本，全球对替代能源的投资逐步增温，而在多种替代能源技术中，考虑技术、未来发展、成本结构与使用环境等因素，生质能、风能和太阳能最具未来能源接班人的气势。拓墣指出，2006年全球太阳能市场产值为106亿美元，同年度全球风力市场相关设备的产值为230亿美元，而国际能源总署(International 能量 Agency，IEA)预估全球替代能源市场产值将在2010年达到6250亿美元，为2005年的13倍，庞大的潜在商机吸引全球各国政府和资本家的注意。

有鉴于此，近年来陆续在替代能源领域传出重大投资案件，如巴西国营石油巨擘Petrobras与日本三井物产协商合资设厂，准备长期供应日本乙醇燃料；对冲基金巨擘索罗斯投资7亿美元在巴西生产生质乙醇；美国首富比尔·盖茨投资8400万元金买下太平洋乙醇的股权等，这些重大的投资案在在说明近年来替代能源市场的蓬勃商机。根据拓墣产业研究所的推估，全球替代能源的投资金额在2023年将达到3000亿美元的大关，与2003年相较之下，整体替代能源的投资金额跃升将超过10倍。