בסוף המאה העשרים, מדענים פיתחו את התשתית לרתמה מלאה של כוח הידרואלקטרי וגז טבעי, שתי צורות אנרגיה שמניעות חלק ניכר מהתשתיות בעולם כיום. בנוסף ליתרונותיהן, שתי הצורות מציבות אתגרים לוגיסטיים, כלכליים ואתיים, מה שמעורר ויכוח סביב הכדאיות לטווח הארוך כמקורות אנרגיה בר קיימא.
רתימת זרמים
תרבויות מצריות ויווניות השתמשו בכוחם של מים זורמים לפני אלפי שנים, והשתמשו תחילה בגלגלי מים בכדי להפוך אבני ריחיים ולטחון חיטה. מפעלים מאוחרים יותר בשנות ה -1700 פיתחו מערכות דומות לייצור טקסטיל וריהוט המוני. להתחתן עם הגנרטור החשמלי בסוף המאה ה -19 לאנרגיית מים הוא מה שאפשר מקור חשמל יציב. בשנת 1881, מפלי הניאגרה הפכו לאתר המפעל ההידרואלקטרי הראשון, המשמש להפעלת פנסי הרחוב של העיר. למעלה מ 200 מפעלים נוספים נבנו בארצות הברית במהלך 10 השנים הבאות. לאחר הקמת לשכת ההשבה בשנת 1902, נבנו למעלה מ -220 סכרים להשקיה וכוח ברחבי מערב ארה"ב, ו -56 הצטיידו במפעלים הידרואלקטריים.
אתגרים הידרואלקטריים
הסכרים המשמשים לייצור כוח הידרואלקטרי משפיעים על הסביבה ברמות מרובות. מינים המשגשגים במערכות אקולוגיות של נהרות עלולים לסבול במאגר שנוצר על ידי סכר, וב משקעים עשירים בחומרים מזינים הכלואים בבניית סכרים עלולים לגרום לפריון נמוך יותר עבור מישורי שיטפון דלתות במורד הזרם. באופן מפתיע סכרים תורמים גם להצטברות גזי חממה כאשר צמחים חיים שקועים במאגר חדש שנוצר מתים ומתפרקים לפחמן דו חמצני או למתאן. סכרים מגיעים גם בעלות ניכרת עבור זכויות קרקע, היכן שרלוונטי, בנייה ותחזוקה.
זקוק לצינור
רשומות עתיקות משנת 200 לפני הספירה. ציין כיצד הסינים יצרו מערכות צינורות במבוק לשריפת גז טבעי, באמצעותן התאדו מי מלח וייצרו מלח. כמו כן הקמת תשתיות בשנות ה- 1800 אפשרה הובלה של גז טבעי בצינור ושימשה לאורות במבנים ביתיים ועסקיים. הביקוש לחשמל בשילוב עם הקשיים הגלומים בהובלת גז טבעי הצטמצם אימוץ נרחב, אם כי הייצור עדיין עלה כדי לענות על הביקוש האזורי לחימום מים, בתים ו בישול. ייצור הגז הטבעי הגיע לשיאו בארה"ב בשנת 1973; כ- 17 אחוזים מהגז הטבעי המשמש בארה"ב מיובא כיום, בעיקר מקנדה.
שיקולים טבעיים
גז טבעי מייצר הרבה פחות פחמן דו חמצני בעת שריפתו, מה שהופך אותו למקור אנרגיה נקי יותר מדלקים מאובנים אחרים כמו נפט או פחם. עם זאת, יש לאחסן ולהעביר אותו בתוך מערכות בלימה בלחץ גבוה, או שהוא ידלף. מרבצי גז טבעי מתרחשים לעתים קרובות ליד מכרות פחם ובארות נפט, ובדרך כלל מורכבים ממתאן עם תרכובות אחרות כגון בוטאן, פרופאן, אדי מים או פחמן דו חמצני. ניתן להפיק גז טבעי גם ממקורות לא שגרתיים, כמו מתאן המופק מזבלות או מתקני טיהור שפכים, מה שהופך אותו למשאב מתחדש. גז טבעי כמו הפיקדונות הנמצאים במיטות פחם רדודות עלול להכיל כמויות גדולות של מים, מה שיוצר סיבוכי נגר או סילוק הסביבה המקומית.