Dalla rivoluzione industriale a metà del XVIII secolo, la società umana è stata in gran parte gestita da forme di energia non sostenibili. Il prosciugamento delle riserve di combustibili fossili, combinato con una maggiore comprensione dei danni ambientali causati dai combustibili fossili, ha portato a una maggiore spinta verso fonti di energia sostenibili. Esistono molte forme diverse di energia sostenibile, sebbene la maggior parte rimanga nell’infanzia tecnologica e richieda ulteriori progressi scientifici e investimenti prima di essere pienamente in grado di gestire il moderno consumo di energia.
I combustibili fossili, più tipicamente sotto forma di carbone, petrolio e gas naturale, sono utilizzati in quasi tutti i tipi di dispositivi che richiedono energia per funzionare. Questi combustibili provengono da una degradazione naturale dei fossili organici nel corso di milioni di anni. Sebbene i combustibili fossili siano stati utilizzati nel corso della storia umana per vari scopi, la loro estrema importanza non si è verificata fino alla rivoluzione industriale e allo sviluppo del trasporto a motore. Da quando automobili, jet e sistemi di riscaldamento sono diventati importanti, l’uso umano di combustibili fossili è aumentato enormemente, portando a un devastante uso eccessivo delle risorse disponibili. Di conseguenza, la maggior parte degli esperti suggerisce che i combustibili fossili della Terra si esauriranno nei prossimi secoli, rendendo la ricerca di combustibili sostenibili non solo altruistica ma imperativa per la sopravvivenza della tecnologia umana.
Una fonte di energia sostenibile è quella che non esaurisce la risorsa originale o utilizza risorse che possono essere reintegrate facilmente ed efficacemente. L’uso dell’energia solare, ad esempio, è considerato sostenibile, poiché assorbire e utilizzare il calore o la luce del sole non riduce la potenza o le dimensioni del sole. Anche l’etanolo, prodotto da alcune colture, è talvolta considerato un’energia sostenibile poiché le colture possono essere facilmente ripiantate e reintegrate.
L’energia idroelettrica è un’energia sostenibile utilizzata per alimentare i generatori. Questa fonte di energia rinnovabile ampiamente utilizzata funziona utilizzando la forza gravitazionale dell’acqua. L’acqua che cade o i flussi di marea in arrivo vengono incanalati attraverso le macchine, costringendo le turbine interne a girare e generare energia. Nella maggior parte dei casi, l’acqua viene spinta avanti e indietro tra serbatoi a diverse altezze o rilasciata nell’oceano dopo essere passata attraverso le turbine. L’energia eolica e geotermica funzionano più o meno allo stesso modo, utilizzando le forze naturali rinnovabili per alimentare le turbine e di conseguenza i generatori.
L’energia solare funziona attraverso l’assorbimento di luce e calore dal sole. L’energia solare termica può assorbire il calore del sole e trasferirlo all’acqua, rendendolo un’efficiente fonte di energia sostenibile per scaldabagni e piscine. L’energia solare fotovoltaica assorbe la luce solare nei pannelli solari, dove gli elettroni assorbiti rimbalzano sulle celle solari di silicio, creando una corrente elettrica che può essere utilizzata per l’energia.
L’etanolo, il biodiesel e il biogas sono fonti un po’ più controverse di energia sostenibile. Queste tecnologie utilizzano i prodotti trasformati di piante e organismi per creare alternative ai combustibili. Sfortunatamente, nel caso dell’etanolo, la lavorazione e la combustione provocano alti livelli di emissioni di gas serra. I biocarburanti, come il biodiesel di alghe, sono un’alternativa forse più ecologica, ma rimangono per lo più in uso sperimentale o su piccola scala. Tuttavia, molti esperti ritengono che tutte e tre le tecnologie giocheranno un ruolo importante nell’espansione del mercato dell’energia sostenibile.