La tecnologia energetica si occupa di sviluppare sistemi in grado di produrre, trasportare e fornire energia in modo sicuro, economico e, sempre più, rispettoso dell’ambiente. In generale, è un campo di molte discipline sovrapposte. Le scienze dure, come la fisica e la chimica, sono cruciali per capire dove l’energia può essere disponibile. Le discipline ingegneristiche sono necessarie per progettare i sistemi che sfruttano l’energia. Infine, la scienza ambientale viene utilizzata per misurare l’impatto della tecnologia energetica sul mondo naturale.
Alcune delle prime tecnologie energetiche sono state progettate per estrarre energia dal fuoco. La combustione del combustibile, che potrebbe essere legno, carbone o petrolio, produce calore, una forma di energia. L’uso di questo calore per far bollire l’acqua creerà vapore. In un motore a vapore, questo vapore viene utilizzato per spingere un pistone e far girare un albero a gomiti, che è una forma di energia meccanica. Questo movimento di rotazione può essere sfruttato per alimentare le macchine in una fabbrica o per far girare un’elica su una nave.
In effetti, la maggior parte delle applicazioni della tecnologia energetica per i trasporti utilizza questo stesso processo di base. Le navi a vapore hanno rivoluzionato i metodi di spedizione durante la prima rivoluzione industriale e in seguito hanno iniziato a sostituire le navi a vela come principali navi da guerra. Queste navi a vapore usavano il carbone come combustibile. Durante la Seconda Rivoluzione Industriale, la tecnologia energetica dei trasporti iniziò a utilizzare il petrolio come combustibile primario. I motori a combustione interna a base di olio sono utilizzati in ogni paese del mondo per applicazioni di trasporto.
Nel 1881, l’elettricità fu generata per la prima volta in una stazione centrale e consegnata ad altri luoghi. L’elettricità è il flusso di particelle caricate elettricamente; queste particelle possono trasportare energia con sé in un modo analogo alla pressione dell’acqua. Pertanto, il trasporto di energia in altri luoghi è funzione dell’elettricità.
Qualsiasi fonte di energia può essere convertita in elettricità utilizzando la tecnologia energetica. Le fonti di elettricità negli Stati Uniti includono carbone, gas naturale ed energia nucleare. Le fonti di generazione di elettricità ei combustibili per il trasporto spesso differiscono a causa dei diversi requisiti per ciascuna applicazione. Le centrali elettriche devono essere molto efficienti nel generare la maggior quantità di elettricità possibile. I sistemi energetici di trasporto, d’altra parte, possono farla franca con una minore efficienza del carburante, perché devono anche essere abbastanza piccoli e leggeri da poter essere inseriti nei veicoli.
Una preoccupazione crescente è lo sviluppo di fonti energetiche alternative. Carbone, petrolio e gas naturale sono tutte fonti di energia non rinnovabili, il che significa che esistono in quantità limitate sulla Terra e un giorno potrebbero essere consumate. La combustione di carbone e petrolio ha effetti ambientali negativi, che sono anche una preoccupazione crescente. La tecnologia energetica viene perseguita per sviluppare fonti di energia pulite, efficienti e rinnovabili sia per l’elettricità che per i trasporti.