石油和天然氣能源的主要替代品包括核能、太陽能、乙醇和風能。化石燃料在全球和國內能源市場上仍然使這些替代品相形見絀，但隨着行業轉向可持續發展和更綠色的商業實踐，提高其利用率的公衆勢頭相當可觀。
到 2020 年，化石燃料——主要由煤炭、石油、丙烷和天然氣構成的能源——佔美國總能源消耗的 79%。
到目前爲止，替代能源形式已被證明是不經濟的替代品；與化石燃料相比，它們的效率更低，成本更高（或者，在覈電的情況下，完全限制擴張）。因此，政府目前爲選擇更清潔的可再生能源用於房屋或車輛的消費者提供大量補貼。
隨着在這一領域進行更多的研究和開發，以及經濟的供需規律最終壓低價格以與傳統化石燃料競爭，許多石油替代品正在膨脹。
摘要
- 太陽能、風能和核能都是替代能源。
- 石油和天然氣在全球市場上占主導地位，但隨着對清潔能源的研究和開發的繼續，替代形式的能源正在取得進展。
- 核電比水電或太陽能等其他形式的“綠色”能源便宜。
- 由於巨大的資本成本，太陽能和風能是昂貴的替代能源形式。
- 雖然核能在一些歐洲國家很普遍，但由於種種原因，它在美國並沒有受到如此強烈的歡迎。
核電
到 2020 年底，美國有 94 座正在運行的核動力反應堆，提供了大約 20% 的國內電力輸出。許多其他國家的核能集中度更高；例如，法國是世界上最重要的核能國家之一，幾乎 70% 的電力來自它。
據美國能源部稱，與其他能源相比，核能是最可靠的能源。
更重要的是，與太陽能、風能或水電等其他清潔能源形式相比，核能的運行成本要低得多。然而，在美國（和許多其他國家），幾十年來，政府已經停止了核擴張——部分是出於對公共安全的擔憂，部分是出於政治原因。像切爾諾貝利這樣的事件仍然是許多人心目中核能出現問題的傷痕累累的例子，這使得核能作爲石油替代品的前景在心理上難以接受。
然而，隨着圍繞安全核能的研究的發展，清潔核能最終可能會爲整個城市供電。例如，比爾蓋茨已經創辦了一家名爲 TerraPower 的公司，該公司正在研究長期利用核電的方法。
電力線、電網黑客預防和提供清潔能源資源都是喬·拜登總統 1.2 萬億美元基礎設施投資和就業法案的一部分，其中包括 5500 億美元用於重建道路和橋樑、水利基礎設施、復原力和互聯網的新資金，以及其他項目。新法律爲能源相關領域提供了 650 億美元的資金。這筆資金將用於研究和開發清潔氫、先進核能和碳捕獲等下一代技術。
太陽能和風能
太陽能和風能也是兩種流行的可再生能源。支持者認爲，這些替代品徹底擺脫了化石燃料的束縛，並依賴於來自自然資源的電力。
正如能源研究所指出的那樣，這不是真的。大多數當代太陽能和風力發電廠都需要持續的備用電源。
通常，燃煤電廠產生的電力仍用於保持這些石油替代品的運行，以防多雲或風平息。此外，太陽能電池板和風電場也有巨大的前期資本成本。
儘管用於製造太陽能電池板和風力渦輪機的關鍵材料成本上升，但今年新增的可再生能源發電容量預計將在 2021 年增至 290 吉瓦 (GW)，超過去年創下的歷史新高。 IEA 年度可再生能源市場報告的最新版本。到 2026 年，可再生能源將佔全球電力容量增長的近 95%，僅太陽能光伏就提供了一半以上。預計 2021 年至 2026 年期間新增的可再生能源裝機量將比 2015 年至 2020 年增加 50%。