石油和天然气能源的主要替代品包括核能、太阳能、乙醇和风能。化石燃料在全球和国内能源市场上仍然使这些替代品相形见绌，但随着行业转向可持续发展和更绿色的商业实践，提高其利用率的公众势头相当可观。
到 2020 年，化石燃料——主要由煤炭、石油、丙烷和天然气构成的能源——占美国总能源消耗的 79%。
到目前为止，替代能源形式已被证明是不经济的替代品；与化石燃料相比，它们的效率更低，成本更高（或者，在核电的情况下，完全限制扩张）。因此，政府目前为选择更清洁的可再生能源用于房屋或车辆的消费者提供大量补贴。
随着在这一领域进行更多的研究和开发，以及经济的供需规律最终压低价格以与传统化石燃料竞争，许多石油替代品正在膨胀。
摘要
- 太阳能、风能和核能都是替代能源。
- 石油和天然气在全球市场上占主导地位，但随着对清洁能源的研究和开发的继续，替代形式的能源正在取得进展。
- 核电比水电或太阳能等其他形式的“绿色”能源便宜。
- 由于巨大的资本成本，太阳能和风能是昂贵的替代能源形式。
- 虽然核能在一些欧洲国家很普遍，但由于种种原因，它在美国并没有受到如此强烈的欢迎。
核电
到 2020 年底，美国有 94 座正在运行的核动力反应堆，提供了大约 20% 的国内电力输出。许多其他国家的核能集中度更高；例如，法国是世界上最重要的核能国家之一，几乎 70% 的电力来自它。
据美国能源部称，与其他能源相比，核能是最可靠的能源。
更重要的是，与太阳能、风能或水电等其他清洁能源形式相比，核能的运行成本要低得多。然而，在美国（和许多其他国家），几十年来，政府已经停止了核扩张——部分是出于对公共安全的担忧，部分是出于政治原因。像切尔诺贝利这样的事件仍然是许多人心目中核能出现问题的伤痕累累的例子，这使得核能作为石油替代品的前景在心理上难以接受。
然而，随着围绕安全核能的研究的发展，清洁核能最终可能会为整个城市供电。例如，比尔盖茨已经创办了一家名为 TerraPower 的公司，该公司正在研究长期利用核电的方法。
电力线、电网黑客预防和提供清洁能源资源都是乔·拜登总统 1.2 万亿美元基础设施投资和就业法案的一部分，其中包括 5500 亿美元用于重建道路和桥梁、水利基础设施、复原力和互联网的新资金，以及其他项目。新法律为能源相关领域提供了 650 亿美元的资金。这笔资金将用于研究和开发清洁氢、先进核能和碳捕获等下一代技术。
太阳能和风能
太阳能和风能也是两种流行的可再生能源。支持者认为，这些替代品彻底摆脱了化石燃料的束缚，并依赖于来自自然资源的电力。
正如能源研究所指出的那样，这不是真的。大多数当代太阳能和风力发电厂都需要持续的备用电源。
通常，燃煤电厂产生的电力仍用于保持这些石油替代品的运行，以防多云或风平息。此外，太阳能电池板和风电场也有巨大的前期资本成本。
尽管用于制造太阳能电池板和风力涡轮机的关键材料成本上升，但今年新增的可再生能源发电容量预计将在 2021 年增至 290 吉瓦 (GW)，超过去年创下的历史新高。 IEA 年度可再生能源市场报告的最新版本。到 2026 年，可再生能源将占全球电力容量增长的近 95%，仅太阳能光伏就提供了一半以上。预计 2021 年至 2026 年期间新增的可再生能源装机量将比 2015 年至 2020 年增加 50%。