In den späten 1800er Jahren entwickelten Wissenschaftler die Grundlage für die vollständige Nutzung von Wasserkraft und Erdgas, zwei Energieformen, die heute einen Großteil der weltweiten Infrastruktur antreiben. Neben ihren Vorteilen bergen beide Formen logistische, wirtschaftliche und ethische Herausforderungen und fördern eine Diskussion über ihre langfristige Rentabilität als nachhaltige Energiequelle.
Ströme nutzen
Ägyptische und griechische Zivilisationen nutzten vor Tausenden von Jahren die Kraft des fließenden Wassers und verwendeten zuerst Wasserräder, um Mühlsteine zu drehen und Weizen zu mahlen. Spätere Fabriken im 18. Jahrhundert entwickelten ähnliche Systeme zur Massenproduktion von Textilien und Möbeln. Die Verbindung des Stromgenerators des späten 19. Jahrhunderts mit Wasserkraft ermöglichte eine stabile Stromquelle. Im Jahr 1881 wurde an den Niagarafällen das erste Wasserkraftwerk errichtet, das die Straßenlaternen der Stadt mit Strom versorgte. In den nächsten 10 Jahren wurden in den USA über 200 weitere Anlagen gebaut. Nach der Gründung des Bureau of Reclamation im Jahr 1902 wurden im Westen der USA über 220 Dämme zur Bewässerung und Stromversorgung gebaut und 56 mit Wasserkraftwerken ausgestattet.
Herausforderungen im Bereich Wasserkraft
Die Staudämme zur Erzeugung von Wasserkraft wirken sich auf mehreren Ebenen auf die Umwelt aus. Arten, die in Flussökosystemen gedeihen, können in dem durch einen Damm geschaffenen Stausee leiden, und die nährstoffreiche Sedimente, die durch den Bau von Staudämmen eingeschlossen werden, können zu einer geringeren Fruchtbarkeit von Überschwemmungsgebieten und Deltas stromabwärts. Überraschenderweise tragen Dämme auch zur Bildung von Treibhausgasen bei, wenn lebende Pflanzen, die von einem neu gebildeten Reservoir überflutet werden, sterben und in Kohlendioxid oder Methan zerfallen. Staudämme sind auch mit erheblichen Kosten für Landrechte, Bau und Wartung verbunden.
Brauchen Sie eine Pipeline
Antike Aufzeichnungen von 200 v. zeigen, wie die Chinesen Bambusrohrsysteme zur Verbrennung von Erdgas schufen, mit denen sie Salzwasser verdampften und Salz produzierten. Ebenso ermöglichte der Bau der Infrastruktur im 19. Jahrhundert den Transport von Erdgas durch Rohre und die Verwendung für Beleuchtungen in Wohn- und Geschäftsgebäuden. Die Stromnachfrage in Verbindung mit den inhärenten Schwierigkeiten beim Transport von Erdgas wurde reduziert breite Akzeptanz, obwohl die Produktion immer noch gestiegen ist, um den regionalen Bedarf an Heizungswasser, Wohnungen und Kochen. Die Erdgasförderung erreichte 1973 in den USA ihren Höhepunkt; Etwa 17 Prozent des in den USA verbrauchten Erdgases werden inzwischen importiert, hauptsächlich aus Kanada.
Natürliche Überlegungen
Erdgas erzeugt bei der Verbrennung weit weniger Kohlendioxid, was es zu einer saubereren Energiequelle macht als andere fossile Brennstoffe wie Öl oder Kohle. Es muss jedoch in verschließbaren Hochdruck-Containment-Systemen gelagert und transportiert werden, da es sonst undicht wird. Erdgasvorkommen treten häufig in der Nähe von Kohleminen und Ölquellen auf und bestehen typischerweise aus Methan mit anderen Verbindungen wie Butan, Propan, Wasserdampf oder Kohlendioxid. Erdgas kann auch aus unkonventionellen Quellen wie Methan aus Deponien oder Kläranlagen gewonnen werden und ist damit ein nachwachsender Rohstoff. Erdgas, wie beispielsweise die Lagerstätten in flachen Kohleflözen, können große Mengen an Wasser enthalten, was zu Abfluss- oder Entsorgungsproblemen für die lokale Umwelt führt.