À la fin des années 1800, les scientifiques ont mis au point les bases pour exploiter pleinement l'énergie hydroélectrique et le gaz naturel, deux formes d'énergie qui alimentent aujourd'hui une grande partie des infrastructures mondiales. En plus de leurs avantages, les deux formes posent des défis logistiques, économiques et éthiques, suscitant un débat sur leur viabilité à long terme en tant que sources d'énergie durables.
Exploiter les courants
Les civilisations égyptienne et grecque ont utilisé le pouvoir de l'eau courante il y a des milliers d'années, en utilisant d'abord des roues hydrauliques pour faire tourner les meules et moudre le blé. Les usines ultérieures des années 1700 ont développé des systèmes similaires pour produire en masse des textiles et des meubles. Le mariage du générateur électrique de la fin des années 1800 avec l'hydroélectricité est ce qui a permis une source d'électricité stable. En 1881, les chutes du Niagara sont devenues le site de la première centrale hydroélectrique, utilisée pour alimenter les lampadaires de la ville. Plus de 200 usines supplémentaires ont été construites aux États-Unis au cours des 10 prochaines années. Après la fondation du Bureau of Reclamation en 1902, plus de 220 barrages ont été construits pour l'irrigation et l'électricité dans l'ouest des États-Unis, et 56 ont été équipés de centrales hydroélectriques.
Défis hydroélectriques
Les barrages utilisés pour produire de l'énergie hydroélectrique ont un impact sur l'environnement à plusieurs niveaux. Les espèces qui prospèrent dans les écosystèmes fluviaux peuvent souffrir dans le réservoir créé par un barrage, et le les sédiments riches en nutriments piégés par la construction de barrages peuvent réduire la fertilité des plaines inondables et deltas en aval. Étonnamment, les barrages contribuent également à l'accumulation de gaz à effet de serre lorsque des plantes vivantes submergées par un réservoir nouvellement formé meurent et se décomposent en dioxyde de carbone ou en méthane. Les barrages entraînent également des coûts considérables pour les droits fonciers, le cas échéant, la construction et l'entretien.
Besoin d'un pipeline
Documents anciens de 200 av. indiquent comment les Chinois ont créé des systèmes de tuyaux en bambou pour brûler du gaz naturel, qu'ils utilisaient pour évaporer l'eau salée et produire du sel. De même, la construction d'infrastructures dans les années 1800 a permis au gaz naturel d'être transporté par canalisation et utilisé pour l'éclairage des structures domestiques et commerciales. La demande d'électricité combinée aux difficultés inhérentes au transport du gaz naturel a diminué adoption généralisée, bien que la production ait encore augmenté pour répondre à la demande régionale en eau de chauffage, cuisine. La production de gaz naturel a culminé aux États-Unis en 1973; quelque 17 pour cent du gaz naturel utilisé aux États-Unis est maintenant importé, principalement du Canada.
Considérations naturelles
Le gaz naturel produit beaucoup moins de dioxyde de carbone lorsqu'il est brûlé, ce qui en fait une source d'énergie plus propre que d'autres combustibles fossiles tels que le pétrole ou le charbon. Cependant, il doit être stocké et transporté dans des systèmes de confinement scellables à haute pression, sinon il fuira. Les gisements de gaz naturel se trouvent fréquemment à proximité des mines de charbon et des puits de pétrole et se composent généralement de méthane avec d'autres composés tels que le butane, le propane, la vapeur d'eau ou le dioxyde de carbone. Le gaz naturel peut également être extrait de sources non conventionnelles, telles que le méthane extrait des décharges ou des usines de traitement des eaux usées, ce qui en fait une ressource renouvelable. Le gaz naturel tel que les gisements trouvés dans les couches de charbon peu profondes peuvent contenir de grandes quantités d'eau, créant des complications de ruissellement ou d'élimination pour l'environnement local.