ในช่วงปลายทศวรรษ 1800 นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนารากฐานเพื่อควบคุมพลังน้ำและก๊าซธรรมชาติอย่างเต็มที่ ซึ่งเป็นพลังงานสองรูปแบบที่ขับเคลื่อนโครงสร้างพื้นฐานส่วนใหญ่ของโลกในปัจจุบัน นอกเหนือจากประโยชน์ที่ได้รับแล้ว ทั้งสองรูปแบบยังก่อให้เกิดความท้าทายด้านลอจิสติกส์ เศรษฐกิจ และจริยธรรม ทำให้เกิดการถกเถียงเรื่องความมีชีวิตในระยะยาวในฐานะแหล่งพลังงานที่ยั่งยืน
ควบคุมกระแส
อารยธรรมอียิปต์และกรีกใช้พลังของน้ำไหลเมื่อหลายพันปีก่อน โดยครั้งแรกใช้กังหันน้ำเพื่อเปลี่ยนหินโม่และบดข้าวสาลี ต่อมาโรงงานต่างๆ ในทศวรรษ 1700 ได้พัฒนาระบบที่คล้ายคลึงกันเพื่อผลิตสิ่งทอและเฟอร์นิเจอร์จำนวนมาก การแต่งงานกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในช่วงปลายทศวรรษ 1800 กับไฟฟ้าพลังน้ำเป็นสิ่งที่ทำให้เกิดแหล่งไฟฟ้าที่มั่นคง ในปีพ.ศ. 2424 น้ำตกไนแองการาได้กลายเป็นที่ตั้งของโรงไฟฟ้าพลังน้ำแห่งแรกที่ใช้เป็นพลังงานให้กับไฟถนนของเมือง โรงงานมากกว่า 200 แห่งถูกสร้างขึ้นในสหรัฐอเมริกาในอีก 10 ปีข้างหน้า หลังจากที่สำนักการบุกเบิกก่อตั้งขึ้นในปี 2445 เขื่อนกว่า 220 แห่งถูกสร้างขึ้นเพื่อการชลประทานและพลังงานทั่วสหรัฐอเมริกาตะวันตก และ 56 แห่งได้รับการติดตั้งโรงไฟฟ้าพลังน้ำ
ความท้าทายไฟฟ้าพลังน้ำ
เขื่อนที่ใช้ในการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมในหลายระดับ ชนิดที่เจริญเติบโตในระบบนิเวศของแม่น้ำอาจประสบในอ่างเก็บน้ำที่สร้างโดยเขื่อนและ ตะกอนที่อุดมด้วยสารอาหารซึ่งติดอยู่กับการสร้างเขื่อนอาจส่งผลให้พื้นที่ราบน้ำท่วมถึงมีความอุดมสมบูรณ์น้อยลงและ เดลต้าปลายน้ำ เขื่อนยังมีส่วนทำให้เกิดก๊าซเรือนกระจกเมื่อพืชที่มีชีวิตจมอยู่ใต้น้ำโดยอ่างเก็บน้ำที่สร้างขึ้นใหม่ตายและแตกตัวเป็นคาร์บอนไดออกไซด์หรือมีเทน เขื่อนยังมาพร้อมกับค่าใช้จ่ายจำนวนมากสำหรับสิทธิในที่ดิน การก่อสร้างและการบำรุงรักษา
ต้องการท่อส่ง
บันทึกโบราณจาก 200 ปีก่อนคริสตกาล ระบุว่าชาวจีนสร้างระบบท่อไม้ไผ่เพื่อเผาก๊าซธรรมชาติซึ่งใช้ในการระเหยน้ำเกลือและผลิตเกลือได้อย่างไร ในทำนองเดียวกัน การก่อสร้างโครงสร้างพื้นฐานในปี ค.ศ. 1800 อนุญาตให้ขนส่งก๊าซธรรมชาติทางท่อและใช้เป็นไฟในโครงสร้างภายในและธุรกิจได้ ความต้องการไฟฟ้ารวมกับความยากลำบากในการขนส่งก๊าซธรรมชาติลดลง การยอมรับอย่างกว้างขวาง แม้ว่าการผลิตยังคงเพิ่มขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการน้ำร้อน บ้าน และ heating การปรุงอาหาร การผลิตก๊าซธรรมชาติสูงสุดในสหรัฐอเมริกาในปี 1973; ปัจจุบันนำเข้าก๊าซธรรมชาติประมาณ 17 เปอร์เซ็นต์ที่ใช้ในสหรัฐอเมริกา ส่วนใหญ่มาจากแคนาดา
การพิจารณาตามธรรมชาติ
ก๊าซธรรมชาติจะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์น้อยกว่ามากเมื่อเผาไหม้ ทำให้เป็นแหล่งพลังงานที่สะอาดกว่าเชื้อเพลิงฟอสซิลอื่นๆ เช่น น้ำมันหรือถ่านหิน อย่างไรก็ตาม จะต้องจัดเก็บและขนส่งด้วยแรงดันสูง ระบบกักเก็บที่ปิดสนิท มิฉะนั้นจะรั่วไหล ก๊าซธรรมชาติมักเกิดขึ้นใกล้กับเหมืองถ่านหินและบ่อน้ำมัน และโดยทั่วไปแล้วจะประกอบด้วยมีเทนร่วมกับสารประกอบอื่นๆ เช่น บิวเทน โพรเพน ไอน้ำ หรือคาร์บอนไดออกไซด์ ก๊าซธรรมชาติยังสามารถสกัดได้จากแหล่งที่ไม่ธรรมดา เช่น มีเทนที่สกัดจากหลุมฝังกลบหรือโรงบำบัดน้ำเสีย ทำให้เป็นทรัพยากรหมุนเวียน ก๊าซธรรมชาติ เช่น ตะกอนที่พบในเตียงถ่านหินตื้น อาจมีน้ำปริมาณมาก ทำให้เกิดการไหลบ่าหรือภาวะแทรกซ้อนในการกำจัดสิ่งแวดล้อมในท้องถิ่น