Seit Jahrtausenden macht sich der Mensch die Kraft des Wassers zunutze, aber heute gewinnt die Wasserkraft als Quelle sauberer, erneuerbarer Energie ein erneutes Interesse. Wasserkraftdämme sind die bekannteste Art der Wasserkraftenergie, aber mehrere andere Methoden zur Nutzung der Kraft des fließenden Wassers sind in der Entwicklung. Die Ozeane der Erde werden nach neuen Arten der Wasserkraftenergie gesucht.
Die Idee, Wasser als Energiequelle zu nutzen, geht mindestens auf das antike Griechenland zurück, als die Kraft der fließenden Flüsse von Wasserrädern eingefangen und verwendet wurde, um Weizen zu Mehl zu mahlen. Ähnliche Geräte wurden in anderen Teilen der Welt entwickelt und frühe europäische und amerikanische Mühlen und Fabriken wurden von Wasserrädern angetrieben. Bis Ende des 19. Jahrhunderts lieferte Wasser nur mechanische Energie; Die Bewegung von Wasserrädern wurde verwendet, um Sägen und andere Maschinen zu drehen.
In den späten 1800er Jahren wurden schnelle Fortschritte in der Wasserkraft gemacht, einer Form der Wasserkraft, bei der die Bewegung von Wasser in Elektrizität umgewandelt wird. Allein in den USA gab es um die Jahrhundertwende über zweihundert Wasserkraftwerke, die meisten davon an mittelgroßen bis großen Staudämmen. Heutzutage werden die besten Standorte für große Wasserkraftwerke in der entwickelten Welt erschlossen, sodass neue Projekte hauptsächlich in Entwicklungsländern wie China stattfinden. Kleinere Wasserkraftwerke werden sowohl in den Industrieländern als auch in den Entwicklungsländern untersucht.
Auch die Weltmeere bergen viele potenzielle Stromquellen, die die Wasserkraft erschließen könnte. Gezeitenkraft zielt darauf ab, die sich ändernden Meeresspiegel in Küstengebieten auszunutzen. Obwohl in Frankreich Ende der 1960er Jahre ein großes Gezeitenkraftwerk in Betrieb genommen wurde, verhinderten hohe Baukosten und eine begrenzte Anzahl geeigneter Standorte eine breite Nutzung der Gezeitenkraft.
Eine weitere mögliche Option ist die Wellenenergie, die auf verschiedene Weise genutzt werden kann. Ein Demonstrationsprojekt in Norwegen nutzt die Bewegung von Wellen, um Luft durch ein Rohr zu drücken und zu ziehen, das wiederum eine Turbine zur Stromerzeugung dreht. Portugal, Australien und Großbritannien haben alle mit Wellenfarmen experimentiert – Gruppen von Geräten, die Strom aus Wellenkraft erzeugen. Einige andere Geräte versuchen, Meeresströmungen weit unter der Wasseroberfläche zu erfassen.
Ozeanthermische Energieumwandlung (OTEC) unterscheidet sich von anderen Arten der Wasserkraftenergie dadurch, dass sie Energie nicht direkt aus der Bewegung des Wassers gewinnt. Stattdessen nutzt OTEC die Temperaturunterschiede in verschiedenen Tiefen des Ozeans. Warmes Wasser auf der Meeresoberfläche wird unter Druck gesetzt und in Dampf umgewandelt oder zum Erhitzen einer anderen Flüssigkeit verwendet, die in Dampf umgewandelt wird. Der Dampf kann dann verwendet werden, um Turbinen anzutreiben und Strom zu erzeugen, und dann wird kühles Wasser aus größeren Tiefen gepumpt, wodurch der Dampf wieder flüssig wird und der Kreislauf neu gestartet wird. Experimentelle OTEC-Systeme wurden an Orten wie Hawaii gebaut, aber das Pumpen von kaltem Wasser aus großen Tiefen verringert die Effizienz des Systems, was es für OTEC-Systeme schwierig macht, kosteneffektiv zu sein.