L’energia è la capacità di un corpo o di un sistema di compiere un lavoro. L’energia può assumere diverse forme e viene perciò definita in base ad essa. Secondo la nota legge di Einstein ogni corpo con una massa è energia sotto forma di materia.
Tra le varie forme di energia, ve ne sono alcune utilizzabili dall’uomo per innescare il movimento e compiere quindi un lavoro utile, espresso in potenza. Altre sono presenti ma non utilizzabili per vari motivi, non ultimi i limiti tecnologici dell’uomo.
L’energia chimica è quella che viene sviluppata nelle reazioni chimiche, ad esempio sotto forma di calore (energia termica), come forme di energia elettrica oppure meccanica. Nel caso dell’energia meccanica abbiamo due forme molto note: l’energia cinetica che guarda al movimento di un corpo con una determinata velocità rispetto a un sistema di riferimento esterno. Ad esempio, la velocità di rotazione della Terra. L’energia potenziale è quella che sempre nell’ambito di quel sistema di riferimento, può possedere un corpo. Ad esempio se inserito nel contesto della gravità terrestre oppure di un altro corpo.
L’energia elettrica è tra le forme di energia più note, visibili e facilmente utilizzabili. L’energia elettrocinetica è una corrente elettrica che percorre un circuito che può fornire a un determinato sistema. L’energia elettromagnetica viene emessa spontaneamente da un corpo oppure in determinate condizioni e viene detta energia raggiante. Si tratta di radiazioni che si propagano con la velocità della luce e che sono di natura elettromagnetica, queste radiazioni a volte sono luminose e visibili nel campo dell’infrarosso o dell’ultravioletto.
L’energia termica è misurata dalla quantità di calore ceduta o acquistata. L’energia di attivazione è quel sovrappiù che serve per attivare una particolare reazione e che la molecola deve possedere per realizzarsi. L’energia nucleare è quella liberata nelle reazioni nucleari spontanee o provocate. Nell’accezione comune per energia nucleare intendiamo quella che si libera nelle reazioni nucleari in modo che se ne possa produrre energia utilizzabile. Questa può avvenire sia utilizzando le radiazioni emesse, sia impiegando il calore sviluppato dalla stessa reazione o in entrambi i modi. Nella pratica di ogni giorno le reazioni nucleare più importante sono quelle di fissione e di fusione, ottenute a seconda del trattamento imposto agli atomi del materiale fissile, normalmente elementi radioattivi naturali, tra i più pesanti della tavola degli elementi.
L’energia viene infine divisa a seconda delle fonti di approvvigionamento, cioè tra fonti primarie e fonti secondarie. Le fonti primarie sono carbone, petrolio, gas naturale, uranio, torio, radiazioni solari, geotermia, vento, energia idraulica, maree e biomasse. Esse includono sia le materie prime energetiche, sia quei fenomeni naturali che rappresentano fonti potenziali di energia opportunamente convertiti nelle forme utilizzabili (riscaldamento, raffreddamento, illuminazione, movimento, trazione et cet.).
Le fonti energetiche secondarie come l’elettricità, idrocarburi liquidi e gassosi, idrogeno, metanolo, bioetanolo includono invece prodotti energetici e forme di energia che risultano da precedenti trasformazioni cui sono state sottoposte le fonti primarie. La vera sfida energetica è quindi nel trovare fonti secondarie che sfruttino al meglio quelle primarie, secondo dei criteri di pulizia, consumo e rinnovabilità.