Pod koniec XIX wieku naukowcy opracowali podstawy do pełnego wykorzystania energii hydroelektrycznej i gazu ziemnego, dwóch form energii, które zasilają większość dzisiejszej infrastruktury na świecie. Oprócz korzyści, obie formy stwarzają wyzwania logistyczne, ekonomiczne i etyczne, wywołując pewną debatę na temat ich długoterminowej rentowności jako zrównoważonych źródeł energii.
Wykorzystanie prądów
Cywilizacje egipskie i greckie wykorzystywały moc płynącej wody tysiące lat temu, najpierw używając kół wodnych do obracania kamieni młyńskich i mielenia pszenicy. Późniejsze fabryki w XVIII wieku opracowały podobne systemy do masowej produkcji tekstyliów i mebli. Połączenie generatora elektrycznego z końca XIX wieku z elektrownią wodną umożliwiło stabilne źródło energii elektrycznej. W 1881 r. wodospad Niagara stał się miejscem pierwszej elektrowni wodnej, używanej do zasilania miejskich latarni. W ciągu następnych 10 lat w Stanach Zjednoczonych zbudowano ponad 200 kolejnych zakładów. Po założeniu Biura Rekultywacji w 1902 r. w zachodnich Stanach Zjednoczonych zbudowano ponad 220 zapór nawadniających i zasilających, a 56 wyposażono w elektrownie wodne.
Wyzwania hydroelektryczne
Zapory wykorzystywane do wytwarzania energii hydroelektrycznej oddziałują na środowisko na wielu poziomach. Gatunki żyjące w ekosystemach rzecznych mogą ucierpieć w zbiorniku utworzonym przez tamę, a bogate w składniki odżywcze osady uwięzione przez budowę tamy mogą skutkować mniejszą żyznością obszarów zalewowych i delty w dół. Co zaskakujące, tamy przyczyniają się również do gromadzenia się gazów cieplarnianych, gdy żywe rośliny zanurzone w nowo powstałym zbiorniku obumierają i rozkładają się na dwutlenek węgla lub metan. Tamy wiążą się również ze znacznymi kosztami związanymi z prawami do ziemi, budową i utrzymaniem.
Potrzebuję rurociągu
Starożytne zapiski z 200 r. p.n.e. wskazują, w jaki sposób Chińczycy stworzyli bambusowe systemy rur do spalania gazu ziemnego, którego używali do odparowywania słonej wody i produkcji soli. Podobnie budowa infrastruktury w XIX wieku umożliwiła transport gazu ziemnego rurami i wykorzystanie go do oświetlenia w budynkach mieszkalnych i biznesowych. Ograniczony popyt na energię elektryczną w połączeniu z nieodłącznymi trudnościami związanymi z transportem gazu ziemnego powszechne przyjęcie, chociaż produkcja nadal rosła, aby zaspokoić regionalne zapotrzebowanie na wodę do ogrzewania, domy i gotowanie. Produkcja gazu ziemnego osiągnęła szczyt w USA w 1973 roku; około 17 procent gazu ziemnego używanego w USA jest obecnie importowane, głównie z Kanady.
Względy naturalne
Gaz ziemny podczas spalania wytwarza znacznie mniej dwutlenku węgla, co czyni go czystszym źródłem energii niż inne paliwa kopalne, takie jak ropa czy węgiel. Jednak musi być przechowywany i transportowany w szczelnych, wysokociśnieniowych systemach zabezpieczających, w przeciwnym razie będzie przeciekać. Złoża gazu ziemnego często występują w pobliżu kopalń węgla i szybów naftowych i zazwyczaj składają się z metanu z innymi związkami, takimi jak butan, propan, para wodna lub dwutlenek węgla. Gaz ziemny można również pozyskiwać ze źródeł niekonwencjonalnych, takich jak metan wydobywany ze składowisk lub oczyszczalni ścieków, co czyni go surowcem odnawialnym. Gaz ziemny, taki jak złoża znajdujące się w płytkich pokładach węgla, może zawierać duże ilości wody, powodując komplikacje związane z odpływem lub usuwaniem dla lokalnego środowiska.