自从20世纪70年代第一次石油危机在西方工业化国家爆发以来，人们对于能源的关注突然加大。人们第一次开始认识到，地球上的石油并不是源源不断的，而人类对能源的需求却越来越如饥似渴。自石油危机以来，人们开始寻求能源的替代品，也开始关注节能的可能性。前者在短时期内无法实现，人们只能把希望放在对自身生活方式的改变上，以节约的行为和态度来遏制能源消耗的速度。
节能的基本思想是采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可接受的措施，来更有效地利用能源资源。为了达到这一目的，需要从能源资源的开发到终端利用，更好地进行科学管理和技术改造，以达到高的能源利用效率和降低单位产品的能源消费。由于常规能源资源有限，而世界能源的总消费量随着生产力的发展和人民生活水平的提高越来越大，世界各国十分重视节能技术的研究。
从本书前面所述的“城市能源流线图”中，我们可以看出，能源流经现代城市生活的各个环节，因此，节能的潜力存在于城市的各个角落，我们需要拧紧能源流通环节中的每一个“阀门”。
节能的潜力首先存在于城市能源的供给上。如调整供电、供热网的体系，将电站靠近居民区，以替代远距离的供热；减少大量浪费热能的大型核心电站，兴建新型的包容许多小型电站的网络体系，建立能源的阶段次分级：第一级为电站，第二级为工业的废热利用，第三级是为居民的采暖供热，把公共与私人的供热需求组织在新的网络体系之中。
节能的潜力还存在于城市工业生产之中。由于生产工艺、设备的落后，同样的产出会消耗不同的能耗。例如，按2003年的数据统计，上海当年消耗每吨标准煤创造的GDP为1139．7美元，仅为日本2001年的13．5%，德国的21．7%。因此，工业企业要淘汰高耗电的落后工艺和设备，积极采用高效电动机、风机、水泵等节能型产品，合理安排生产工艺、生产班次，可在电网用电高峰季节安排设备大修，在非高峰时段安排非连续生产和辅助生产。
节能的潜力也存在于城市交通之中。在我国，各城市交通耗能居高不下，无论是能耗总量还是在各类能耗总量中所占比重，都呈明显的上升趋势。这与我国近年来私家车拥有量迅猛增长、居民出行方式改变有着密切的关系。以合理的方式引导城市交通系统高效节能运行，大力发展步行、自行车和公交等绿色交通方式，将会大大减少城市交通的耗能总量。
节能的潜力还来源于城市建筑。目前我国城镇建筑的运行能耗约为社会总能耗的20%～22%，如果建筑能耗降低一半，则社会总能耗可以降低10%。与发达国家相比，我国的单位面积采暖能耗为同气候条件下发达国家的2～3倍，具有较大的节能潜力。
节能的潜力还存在于我们的城市生活之中。由大量城市人口形成的城市生活方式，对于城市能耗的总量也起着举足轻重的影响。充满节约意识的生活方式、生活习惯会在不知不觉中节约大量的能源消耗，如选择使用节能电器，注意随手关灯，减少食物、衣物浪费，简化室内装饰等。反之则会带来大量的能源浪费。
节能的途径与手段
城市节能的实现途径可以来源于城市生活、城市生产的各个方面，其手段也层出不穷。从城市能源消费的几大类别来分，可将其大致分为城市制造业节能、城市交通节能、城市建筑节能、城市生活节能，其中城市生活节能又主要与社会节能意识的塑造有关。
增强社会节能意识
在经济发展水平、产业结构相近的情况下，日本人均能源消耗为4吨标油，而美国为10吨标油，两国之间能源消耗的差距高达70%。原因何在？其主要原因在于两国之间社会节约意识的重大差异，并因此造成了两国消费模式的巨大差异。日本是一个资源稀缺的岛国，强烈的危机感使该国民众有着传统的节约意识，其生活方式也非常注意节约；而美国是一个国土辽阔、资源丰富的大国，民众的节约意识比较淡薄，其生活方式也较为浪费。可见，在所有的节能途径中，观念上的重视是最重要的。有了注重节能的社会意识，提倡“绿色生活”模式，城市节能就有了根本保障。
实现绿色生活的手段可以有很多，首先我们应注重节约用于家庭的能源消耗。这些能耗既包括照明和家用电器使用的电、取暖和生活热水所用的热能，还包括购买家具、服装、鞋帽等日用品而产生的热能，因为制造、运输、销售上述商品都要消耗能源，我们轻易地抛弃还能继续使用的日用品而去买新的，势必加大各种能源的消耗。实现绿色生活还应注重公众节能意识和行为的增强。政府应通过宣传、教育等各种措施，引导人们形成节能的生活模式和消费方式，倡导良好的出行习惯、节约的消费习惯和节能的用能习惯，并对公众购买高能效产品、新能源汽车等提供补贴，以鼓励或强制的手段提升公众的节能意识。
例如，美国环保局自上世纪90年代推出了商品节能标识体系“能源之星”，把符合节能标准的商品贴上带有绿色五角星的标签，编入美环保局的商品目录，将其推广。“能源之星”是自愿性计划，它更多采取了分析、诱导的办法。比如，人们登录“能源之星”网站就会得知，一个美国家庭每年的能源开支平均是1500美元，如果能采用带“能源之星”标识的家用电器、空调设备等，就能减少30%以上的能源开支。哪怕将最常用的5个灯泡换成节能灯，也能节约电费60美元。“能源之星”计划还有一套“家庭能源顾问”网上分析程序，普通用户在网上回答一些简单的问题，就可以得到几条节约家庭能源的实用建议。比如，它会告诉人们更换密封性更好的窗子、更换墙内绝热层、堵住空调风管漏气等，就会显着节省家庭采暖和空调的耗能。
德国则根据欧盟《能源消耗标示法规》制定的相应法规建立了产品能耗标签制度，以引导消费者选购能耗级别较低的产品。目前该国生产的灯泡、冰箱、洗碗机、洗衣机和衣物烘干机上都有这种标签，其中，A代表低能耗，G代表高能耗，中间还有B、C、D、E、F几个等级。
城市生活节能的具体手段大致包括如下诸方面：
·养成在家庭、工作场所随手关灯、切断各种电器电源的习惯；
·延长日用生活品的使用寿命；
·尽量食甩当地、当季的食品，减少进口食品的消费；
·选择节电的家用电器；
·尽量减少空调、采暖等设施的使用天数。
城市制造业节能
制造业是城市发展的物质保障，也是城市耗能的重要环节。在中国，呈快速增长态势的钢铁、有色、化工和建材等行业都是耗能、耗电量巨大的产业，是城市用电增长的主导力量。在工业领域实现节能有许多可行的技术手段，除了采用节能的设备和生产工艺意外，还可实施工业用电设备节电工程、能量系统优化节能工程、余热余压利用节能工程、燃煤工业锅炉窑炉节煤工程等，充分利用系统节能、二次能源回收及废弃物资源化的手段，提高能源的使用效率。如上海宝钢就对钢铁生产中可燃气体、余热、余压等二次能源充分利用，发挥了高炉煤气余压发电装置的节能作用，使余能余热回收率达到45%．平均1吨铁回收电力34千瓦时。
城市工业节能的具体手段大致包括如下诸方面：
改进设备、生产工艺，提高能源使用效率；
充分利用二次能源，回收余热、余压、可燃气体；
促进联产技术，实现资源的高效、循环使用，如热电联产、磷石膏制造硫酸联产水泥等；
实行分时、错峰用电，节约用电成本。
城市交通节能
随着城市规模的扩大，城市人对于交通的需求越来越大。城市交通也是城市活力和城市效率的重要保证。近年来，我国私家车以每年20%以上的速度递增，在1994～2003年的10年间，我国私人汽车总量增长了近6倍，这已成为交通能耗和温室气体排放快速增长的最主要因素。
城市交通节能的手段主要体现在对交通工具、交通出行方式的选择上。在交通工具的选择上，我们应提倡步行、最大限度地使用自行车、电动自行车等绿色交遥工具，并尽可能选择小排量、使用清洁能源的汽车；在出行方式的选择上，城市应实施公交优先的城市交通战略；大力发展包括地铁、城市轻轨、快速交通、公交专用道等，抢在大多数市民私家车出行习惯形成之前，以“快、准、廉、优”为目标来优化公交出行方式，提高公共交通运行效率和出行比重，并提高运输装备技术等级，加强道路运输组织管理，促进城市轨道运输和水上运输等低耗能运输方式的发展，推进清洁能源和节能环保型车辆的应用。
城市交通节能的具体手段大致包括如下诸方面：
尽量减少私家车的使用，选择多使用公共交通或步行、自行车等绿色出行方式；
选择合适的工作地点和居住地点，就近居住，减少上下班出行距离；
使用省油、小排量的交通工具；
考虑使用替代燃料的交通工具，如采用压缩天然气、氢能、电动驱动的汽车；
调节交通工具的引擎和轮胎，使其处于正常的压力下．
选择合理的交通线路，
在任何可能的时候，使用火车代替轮船或者航空运输。
城市建筑节能
城市建筑是城市环境中消耗能源最严重的环节。建筑耗能应该从建筑全生命周期的角度去考量，它包括建筑的建设期耗能和后续使用、维护的耗能。有资料显示，在建筑的全生命周期过程中，大约消耗了社会总能源的50%。建筑节能的手段可以有很多，在不同的地域环境、气候条件下，选择具有环境适应性、气候适应性的技术手段是实现城市建筑节能的关键。
例如在我国南方地区，冬暖夏热的气候条件要求建筑充分考虑自然通风和夏季遮阳，这些手段能大大降低空调的使用，减少建筑能耗；而在我国北方地区，则需充分考虑墙体、门窗等围护体系的保温，并充分利用日照，以保持冬季室内温度。
提高城市建筑节能效率还离不开政府的推动和鼓励。引入建筑物能效标准和标识制度，提高建筑节能标准，鼓励对既有高耗能建筑、既有公共建筑开展节能改造，推广节能施工新技术，降低建筑施工能耗，开展节能建筑示范工程、空调和其他家用商用电器节电工程、绿色照明工程等，都是行之有效的城市节能推动手段。
例如，正被国内各地政府引入城市社区的无极灯与LED灯，就是一种比普通节能灯更为绿色节能的光源。以开灯10小时为例，要达到100瓦白炽灯的亮度，无极灯需耗电不到0．2度，LED灯则更少。从外观上看，无极灯与普通灯差别不大，不同的是，无极灯里没有电极。白炽灯靠熔点高达3000℃的钨丝通电发光；节能灯通过电流激发原子释放紫外线，并达到灯泡内壁的银光粉上发光；无极灯以高频电流感应线圈产生新电流发光，由于其无正负极放电损耗，所以耗电很少。LED灯被称为“第四代光源”，是一种半导体固体发光器件，它的节能效果最好，可以调节亮度，而且抗震效果好。这些新型光源无论是能效、寿命还是显色性都比白炽灯和普通节能灯好得多。据统计，我国照明耗电约占整个电力消耗的20%，到2010年，如果我国现有的1/3照明光源采用LED灯，可以节电1500亿度。
当然，建筑节能除了需引入相关节能技术以外，还离不开人们在行为上的自我约束。显然，追求过大的人均居住面积本身就是一种极不节能的做法。
城市建筑节能的具体手段大致包括如下诸方面：
增强建筑围护结构保温；
采用建筑遮阳；
加强建筑自然通风组织；
增加窗户、天窗，多利用自然照明；
采用节能灯具；
建筑设备智能化控制；
采用室内空气热回收技术；
使用地方材料；
减小建筑面积。
可再生能源的发现
人类进化、发展的历史，其实也是一部不断向自然界索取能源的历史。人类文明始于火的使用。借助燃烧现象，人类知道了能源燃烧所带来的能量变化，并由此开始了物质文明的创造过程。伴随着能源的开发利用，人类社会逐渐从刀耕火种的远古走向现代文明。根据各个历史阶段所使用的主要能源，可以分为柴草时期、煤炭时期和石油时期，人们通常把人类使用能源的历史大致分为4个时期：
第一时期：柴草时期。
大约50万年前，人类学会了使用工具和火，特别是学会了用火来取暖和做饭。此时的燃料主要是树枝、杂草等，能源利用进入了漫长的柴草时代。从火的发现到18世纪产业革命期间，树枝杂草一直是人类使用的主要能源。柴草不仅能烧烤食物，驱寒取暖，还被用来烧制陶器和冶炼金属，人类一直以人力、蓄力和极少量的水车、风车为动力，从事手工生产和交通运输。这一时期生产力低下，人类基本受制于大自然。
能源中煤炭和石油天然气的重要性虽已居首位，但柴草作为生活能源却从未间断过，不少发展中国家的农牧民至今仍以柴灶为主。在能源危机的呼唤中，这种最古老的能源品种，又以它的容易再生而再度受到关注。可以说人类是在利用柴火的过程中产生了支配自然的能力而成为万物之灵的。
第二时期：煤炭时期。
煤炭的开采始于13世纪，而大规模开采并使其成为世界的主要能源则是18世纪中叶的事了。意大利人马可·波罗在《东方见闻记》中记载了中国的可燃的“黑石头”，即煤。其实，中国人早在1000多年前就开始使用煤。煤气灯的利用结束了人类的漫漫长夜。从18世纪中叶瓦特发明蒸汽机开始，煤炭作为蒸汽机的动力之源而受到关注，继而一跃成为第二代主题能源。第一次产业革命期间，冶金工业、机械工业、交通运输业、化学工业等的发展，使煤炭的需求量与日俱增，使纺织、冶金、采矿、机械加工等产业获得迅速发展。同时，蒸汽机车、轮船的出现使交通运输业得到巨大的发展。通过大规模使用机器，欧洲国家率先进入工业社会。直至20世纪40年代末，在世界能源消费中煤炭仍占首位。以煤炭作为主要的动力能源，人类开始对大自然进行大规模改造。
第三时期：石油时代。