Dua Bentuk Energi Baru di Akhir 1800-an

Pada akhir 1800-an, para ilmuwan mengembangkan dasar untuk sepenuhnya memanfaatkan tenaga hidroelektrik dan gas alam, dua bentuk energi yang menggerakkan sebagian besar infrastruktur dunia saat ini. Selain manfaatnya, kedua bentuk tersebut menimbulkan tantangan logistik, ekonomi dan etika, mendorong beberapa perdebatan tentang kelangsungan hidup jangka panjang mereka sebagai sumber energi yang berkelanjutan.

Peradaban Mesir dan Yunani menggunakan kekuatan air yang mengalir ribuan tahun yang lalu, pertama menggunakan kincir air untuk memutar batu giling dan menggiling gandum. Pabrik-pabrik selanjutnya di tahun 1700-an mengembangkan sistem serupa untuk memproduksi tekstil dan furnitur secara massal. Mengawinkan generator listrik pada akhir 1800-an dengan tenaga air memungkinkan sumber listrik yang stabil. Pada tahun 1881, Air Terjun Niagara menjadi lokasi pembangkit listrik tenaga air pertama, yang digunakan untuk menyalakan lampu jalan kota. Lebih dari 200 pabrik lagi dibangun di Amerika Serikat selama 10 tahun ke depan. Setelah Biro Reklamasi didirikan pada tahun 1902, lebih dari 220 bendungan dibangun untuk irigasi dan listrik di seluruh AS bagian barat, dan 56 dilengkapi dengan pembangkit listrik tenaga air.

Bendungan yang digunakan untuk menghasilkan tenaga air berdampak pada lingkungan di berbagai tingkatan. Spesies yang tumbuh subur di ekosistem sungai mungkin menderita di reservoir yang dibuat oleh bendungan, dan sedimen kaya nutrisi yang terperangkap oleh konstruksi bendungan dapat mengakibatkan berkurangnya kesuburan dataran banjir dan delta di hilir. Anehnya bendungan juga berkontribusi pada pembentukan gas rumah kaca ketika tanaman hidup yang terendam oleh reservoir yang baru terbentuk mati dan terurai menjadi karbon dioksida atau metana. Bendungan juga datang dengan biaya yang cukup besar untuk hak atas tanah jika ada, konstruksi dan pemeliharaan.

Catatan kuno dari 200 SM menunjukkan bagaimana orang Cina menciptakan sistem pipa bambu untuk membakar gas alam, yang mereka gunakan untuk menguapkan air garam dan menghasilkan garam. Demikian pula pembangunan infrastruktur pada tahun 1800-an memungkinkan gas alam diangkut melalui pipa dan digunakan untuk penerangan di dalam rumah tangga dan struktur bisnis. Permintaan listrik dikombinasikan dengan kesulitan yang melekat pada transportasi gas alam dibatasi cur adopsi luas, meskipun produksi masih meningkat untuk memenuhi permintaan regional untuk pemanas air, rumah dan memasak. Produksi gas alam mencapai puncaknya di AS pada tahun 1973; sekitar 17 persen gas alam yang digunakan di AS sekarang diimpor, sebagian besar dari Kanada.

Gas alam menghasilkan jauh lebih sedikit karbon dioksida saat dibakar, menjadikannya sumber energi yang lebih bersih daripada bahan bakar fosil lainnya seperti minyak atau batu bara. Namun, itu harus disimpan dan diangkut dalam tekanan tinggi, sistem penahanan yang dapat ditutup atau akan bocor. Deposit gas alam sering terjadi di dekat tambang batu bara dan sumur minyak, dan biasanya terdiri dari metana dengan senyawa lain seperti butana, propana, uap air atau karbon dioksida. Gas alam juga dapat diekstraksi dari sumber yang tidak konvensional, seperti metana yang diekstraksi dari tempat pembuangan sampah atau pabrik pengolahan air limbah, menjadikannya sumber daya terbarukan. Gas alam seperti deposit yang ditemukan di dalam lapisan batubara dangkal mungkin mengandung sejumlah besar air, menciptakan limpasan atau komplikasi pembuangan bagi lingkungan setempat.