Depuis la révolution industrielle au milieu du XVIIIe siècle, la société humaine a largement fonctionné sur des formes d’énergie non durables. L’épuisement des réserves de combustibles fossiles combiné à une meilleure compréhension des dommages environnementaux causés par les combustibles fossiles a conduit à une poussée accrue pour les sources d’énergie durables. Il existe de nombreuses formes différentes d’énergie durable, bien que la plupart n’en restent qu’à leurs balbutiements technologiques et nécessitent des progrès scientifiques et des investissements supplémentaires avant d’être pleinement capables de gérer la consommation d’énergie moderne.
Les combustibles fossiles, le plus souvent sous forme de charbon, de pétrole et de gaz naturel, sont utilisés dans presque tous les types d’appareils nécessitant de l’électricité pour fonctionner. Ces carburants proviennent d’une décomposition naturelle des fossiles organiques sur des millions d’années. Bien que les combustibles fossiles aient été utilisés tout au long de l’histoire de l’humanité à diverses fins, leur extrême importance ne s’est produite qu’à partir de la révolution industrielle et du développement des transports motorisés. Depuis que les voitures, les jets et les systèmes de chauffage motorisés sont devenus importants, l’utilisation humaine de combustibles fossiles a considérablement augmenté, entraînant une surutilisation dévastatrice des ressources disponibles. En conséquence, la plupart des experts suggèrent que les combustibles fossiles de la Terre s’épuiseront au cours des prochains siècles, ce qui rend la recherche de combustibles durables non seulement altruiste mais impérative pour la survie de la technologie humaine.
Une source d’énergie durable est une source qui n’épuise pas la ressource d’origine ou qui utilise des ressources qui peuvent être reconstituées facilement et efficacement. L’utilisation de l’énergie solaire, par exemple, est considérée comme durable, car absorber et utiliser la chaleur ou la lumière du soleil ne réduit pas la puissance ou la taille du soleil. L’éthanol, fabriqué à partir de certaines cultures, est également parfois considéré comme une énergie durable, car les cultures peuvent être facilement replantées et reconstituées.
L’énergie hydroélectrique est une énergie durable utilisée pour alimenter les générateurs. Cette source d’énergie renouvelable largement utilisée fonctionne en utilisant la force gravitationnelle de l’eau. Les chutes d’eau ou les courants de marée entrants sont canalisés à travers des machines, forçant les turbines internes à tourner et à générer de l’énergie. Dans la plupart des cas, l’eau est poussée dans les deux sens entre des réservoirs à différentes altitudes ou rejetée dans l’océan après avoir traversé les turbines. L’énergie éolienne et géothermique fonctionnent à peu près de la même manière, en utilisant des forces naturelles renouvelables pour alimenter les turbines et, par conséquent, les générateurs.
L’énergie solaire fonctionne grâce à l’absorption de la lumière et de la chaleur du soleil. L’énergie solaire thermique peut absorber la chaleur du soleil et la transférer à l’eau, ce qui en fait une source d’énergie durable et efficace pour les chauffe-eau et les piscines. L’énergie solaire photovoltaïque absorbe la lumière du soleil dans les panneaux solaires, où les électrons absorbés rebondissent sur les cellules solaires en silicium, créant un courant électrique qui peut ensuite être utilisé pour l’alimentation.
L’éthanol, le biodiesel et le biogaz sont des sources d’énergie durable un peu plus controversées. Ces technologies utilisent les produits transformés des plantes et des organismes pour créer des carburants alternatifs. Malheureusement, dans le cas de l’éthanol, le traitement et la combustion entraînent des niveaux élevés d’émissions de gaz à effet de serre. Les biocarburants, tels que le biodiesel d’algues, sont une alternative peut-être plus verte, mais restent principalement utilisés à des fins expérimentales ou à petite échelle. Néanmoins, de nombreux experts pensent que les trois technologies joueront un rôle important dans l’expansion du marché de l’énergie durable.