Alla fine dell'Ottocento, gli scienziati hanno sviluppato le basi per sfruttare appieno l'energia idroelettrica e il gas naturale, due forme di energia che oggi alimentano gran parte dell'infrastruttura mondiale. Oltre ai loro benefici, entrambe le forme pongono sfide logistiche, economiche ed etiche, promuovendo un dibattito sulla loro redditività a lungo termine come fonti energetiche sostenibili.
Sfruttare le correnti
Le civiltà egiziane e greche hanno usato il potenza dell'acqua che scorre migliaia di anni fa, prima usando le ruote idrauliche per girare macine e macinare il grano. Le fabbriche successive del 1700 svilupparono sistemi simili per produrre tessuti e mobili in serie. Sposare il generatore elettrico di fine 1800 a energia idroelettrica è ciò che ha permesso una fonte di elettricità costante. Nel 1881, le Cascate del Niagara divennero il sito della prima centrale idroelettrica, utilizzata per alimentare i lampioni della città. Negli Stati Uniti sono stati costruiti oltre 200 altri impianti nei prossimi 10 anni. Dopo la fondazione del Bureau of Reclamation nel 1902, furono costruiti oltre 220 dighe per l'irrigazione e l'energia elettrica negli Stati Uniti occidentali, e 56 furono equipaggiati con impianti idroelettrici.
Idroelettriche
Le dighe usate generare energia idroelettrica impatto sull'ambiente su più livelli. Le specie che prosperano negli ecosistemi fluviali possono soffrire nel serbatoio creato da una diga, ei sedimenti ricchi di sostanze nutritive intrappolati dalla costruzione di dighe possono ridurre la fertilità per le pianure alluvionali e i delta a valle. Sorprendentemente anche le dighe contribuiscono alla formazione di gas serra quando vivono piante sommerse da un nuovo serbatoio formato e si rompono in anidride carbonica o metano. Le dighe arrivano anche con costi considerevoli per i diritti sulla terra, dove applicabile, la costruzione e la manutenzione.
Necessità di una pipeline
Antiche registrazioni del 200 a.C. indicare come i cinesi hanno creato sistemi di tubi di bambù per bruciare gas naturale, che hanno usato per evaporare l'acqua salata e produrre sale. Allo stesso modo, la costruzione di infrastrutture nel 1800 consentiva il trasporto del gas naturale tramite tubi e l'utilizzo di luci nelle strutture domestiche e commerciali. La domanda di elettricità combinata con le difficoltà intrinseche del trasporto di gas naturale ha ridotto l'adozione diffusa, sebbene la produzione sia cresciuta ancora per soddisfare la domanda regionale di riscaldamento di acqua, abitazioni e cucina. La produzione di gas naturale ha raggiunto il picco negli Stati Uniti nel 1973; circa il 17% del gas naturale utilizzato negli Stati Uniti è ora importato, principalmente dal Canada.
Considerazioni naturali
Il gas naturale produce molto meno biossido di carbonio quando viene bruciato, rendendolo una fonte di energia più pulita di altri combustibili fossili come petrolio o carbone. Tuttavia, deve essere immagazzinato e trasportato all'interno di sistemi di contenimento ad alta pressione, sigillabili o perdite. I giacimenti di gas naturale si verificano frequentemente in prossimità di miniere di carbone e pozzi petroliferi e in genere sono costituiti da metano con altri composti come butano, propano, vapore acqueo o anidride carbonica. Il gas naturale può anche essere estratto da fonti non convenzionali, come il metano estratto dalle discariche o dagli impianti di trattamento delle acque reflue, rendendolo una risorsa rinnovabile. Il gas naturale, come i depositi che si trovano all'interno di letti di carbone superficiali, può contenere grandi quantità di acqua, creando complicanze di deflusso o smaltimento per l'ambiente locale.
