הצטמצמות אספקת הנפט הציתה את החיפוש אחר מקורות אנרגיה חלופיים מתאימים. מחקר על שימוש במשאבים טבעיים מתחדשים הניב מספר שחקנים פוטנציאליים, כולל הרוח, השמש, אצות ואפשרויות חיתוך היבול. למרות אלה משאבים טבעיים מציעים חלופה נקייה, מתחדשת לדלקים מאובנים הבטחה ירידה תלות באספקת שמן זר, הם לא בלי חסרונות משלהם.
רוח
אספקת חשמל בלתי עקבית הוא אחד החסרונות הגדולים ביותר של ניצול טורבינות רוח לייצור חשמל. באזורים מסוימים של המדינה לייצר רוחות כי הם חזקים מדי עבור ייצור אנרגיה יעילה, בעוד אזורים אחרים אינם מייצרים מספיק רוח. באזורים בהם התנאים אופטימליים, הרוחות עדיין לא אחידה ואת אספקת האנרגיה לרשת החשמל לא סדיר. העלות היא גם גורם, לא רק בהשקעה הראשונית הנדרשת עבור טורבינות רוח, אלא בתג מחיר כבד עבור העברת אנרגיה מחוות רוח - אשר נוטים להיות ממוקמים הרחק מאזורי מטרו - לאתרי הפצה כוח. יש גם חששות כי חוות טורבינות רוח - בעיקר גדולות - עלול להפריע לציפורים נודדות, והן משמשות כמקור לזיהום רעש עבור אלה החיים ועובדים בקרבת מקום.
השמש
החיסרון העיקרי של אנרגיה סולארית הוא העלות, במיוחד בשלב start-up. מקורות דלק מאובנים נשארים הרבה פחות יקרים מהתשתית הדרושה ללכידת האנרגיה של השמש. סיבה נוספת אנרגיה סולארית יכול להיות מאתגר הוא כי פאנלים סולאריים דורשים הרבה מקום. זה יכול להיות בעייתי במיוחד באזורים עירוניים. כמו כן, פאנלים סולאריים יכולים להיות מועילים פחות בשל זיהום אוויר ואפילו ענן כיסוי, למרות מאמצי המחקר ממשיכים למקד דרכים לצמצם את ההשפעות הללו.
גידולי תבואה
גידולים מסורתיים עבור דגנים, כגון תירס, נעשו אתנול דלק ביולוגי אחרים כדי להפחית חלק התלות של המדינה בדלקים מאובנים. אבל ניתוב גידולים חקלאיים הרחק מזון לבעלי חיים, ייצור מזון לאנרגיה הגיע במחיר. תעשיית אתנול כבר ביקורת על כמות האנרגיה המשמש לגידול יבולים לייצר אתנול. אתנול היא גם קשה ויקרה להובלה כי זה לא זורם היטב. קיים חשש כי עקירה של גידולים חקלאיים הגדילה את עלויות ההזנה של בעלי חיים ושל יצרני עופות, דבר שהרגיש בסופו של דבר במעבר המכולת.
אצות
אצות הוא אטרקטיבי ביותר כמשאב טבעי לייצור דלק ביולוגי בגלל היעילות העצומה בהמרת השמש לתוך דלק ביולוגי שמיש, עד פי 30 יותר אנרגיה לדונם מאשר יבולים יבשתיים. אבל בקנה מידה גדול אצות הייצור הוא לא בלי משוכות שלה. לדברי מחלקת האנרגיה של ארה"ב, החיסרון הגדול ביותר של אצות לייצור מסחרי הוא העלות הקיצונית של קצירת האצות והסרת המים. התהליך הוא מאוד עתירי אנרגיה. מחקר ופיתוח כדי להגדיל את הייצור לגודל הדרוש כדי להתחרות עם מוצרים מבוססי נפט על המחיר הוא כנראה עדיין עשור או יותר בהמשך הדרך.
