Le energie non rinnovabili vengono ricavate da fonti di energia che si trovano in natura in quantità limitata e una volta consumate nel loro complesso non possono più essere ricavate o sostituite, poiché non esiste un sistema di produzione autonoma redditizia di tali fonti. Le energie non rinnovabili sono ricavabili da due fonti principali: i combustibili fossili e i combustibili nucleari.
I combustibili fossili sono il carbone, il petrolio e il gas naturale. Provengono tutti da esseri viventi sotterrati da milioni di anni in strati profondi del terreno, che in condizioni idonee di pressione e temperatura, si sono trasformati nei combustibili che conosciamo oggi.
I combustibili fossili possono essere utilizzati direttamente bruciandoli per ottenere calore e movimento in forni, stufe, caldaie e motori. Si usano solitamente anche per produrre elettricità in centrali termiche o termoelettriche. In tali centrali il calore generato dalla combustione di questi carburanti fa ottenere vapore, il quale sotto pressione è in grado di far funzionare un generatore elettrico, solitamente una turbina.
I vantaggi dell’energia che deriva dalle energie non rinnovabili dipendono dal fatto che questi sono molto facili da estrarre, hanno alta disponibilità e continuità temporale, sono generalmente economici (tutti meno il petrolio che sta subendo un rialzo in costi).
Gli svantaggi delle fonti non rinnovabili riguardano principalmente la loro alta emissione di gas serra e inquinanti tossici per la vita. Inoltre si prevede un esaurimento di tali fonti a breve o lungo termine, motivo per il quale si sta optando per fonti di energia alternative e rinnovabili.
I combustibili nucleari come uranio e plutonio vengono usati per produrre energia in adeguati reattori nucleari. La forma di produzione dell’energia elettrica è molto simile a quella che avviene nelle centrali termoelettriche, anche se il calore non è prodotto dalla combustione ma dalla fissione dei materiali. I vantaggi del nucleare includono la produzione di molta energia continua.
Inoltre non generano emissioni di gas a effetto serra durante il funzionamento.
Gli svantaggi implicano il fatto che il combustibile usato è limitato, generano scorie radioattive attive anche dopo migliaia di anni, possono causare gravi disastri ambientali in caso di incidenti, aumentano l’effetto serra.