Wanneer het om energiebronnen gaat, is er altijd de kwestie van duurzaamheid. Het is belangrijk dat hulpbronnen voldoende energie leveren om in onze behoeften te voorzien – om onze huizen te verwarmen, onze steden van energie te voorzien, en onze auto’s te laten rijden. Het is echter ook belangrijk om na te gaan hoe deze hulpbronnen op lange termijn kunnen worden gebruikt. Sommige hulpbronnen zullen praktisch nooit opraken. Deze staan bekend als hernieuwbare hulpbronnen. Hernieuwbare hulpbronnen produceren ook schone energie, wat minder vervuiling en uitstoot van broeikasgassen betekent, die bijdragen aan klimaatverandering.
De energiebronnen van de Verenigde Staten zijn in de loop der tijd geëvolueerd, van het gebruik van hout vóór de negentiende eeuw tot het gebruik van niet-hernieuwbare hulpbronnen, zoals fossiele brandstoffen, aardolie en steenkool, die tot op de dag van vandaag de belangrijkste energiebronnen zijn. Maar de aarde heeft een beperkte voorraad van deze hulpbronnen. Recentelijk is het gebruik van hernieuwbare hulpbronnen beginnen toenemen. Volgens het U.S. Environmental Protection Agency was in 2017 11 procent van het Amerikaanse energieverbruik afkomstig van hernieuwbare bronnen.
Er zijn enkele uitdagingen verbonden aan het gebruik van hernieuwbare bronnen. Zo kan hernieuwbare energie minder betrouwbaar zijn dan niet-hernieuwbare energie, met seizoensgebonden of zelfs dagelijkse veranderingen in de geproduceerde hoeveelheid. Wetenschappers houden zich echter voortdurend met deze uitdagingen bezig en werken aan de verbetering van de haalbaarheid en betrouwbaarheid van hernieuwbare energiebronnen.
Hernieuwbare hulpbronnen zijn biomassa-energie (zoals ethanol), waterkracht, geothermische energie, windenergie en zonne-energie.
Biomassa verwijst naar organisch materiaal van planten of dieren. Hieronder vallen hout, rioolwater en ethanol (afkomstig van maïs of andere planten). Biomassa kan als energiebron worden gebruikt omdat dit organisch materiaal energie van de zon heeft geabsorbeerd. Deze energie komt op haar beurt weer vrij als warmte-energie wanneer ze wordt verbrand.
Waterkracht is een van de oudste hernieuwbare bronnen en wordt al duizenden jaren gebruikt. Tegenwoordig gebruikt elke Amerikaanse staat een bepaalde hoeveelheid hydro-elektriciteit. Bij waterkracht wordt de mechanische energie van stromend water gebruikt om elektriciteit op te wekken. Waterkrachtcentrales gebruiken de stroming van rivieren en stromen om een turbine te laten draaien die een generator aandrijft, waardoor elektriciteit vrijkomt.
Geothermische energie is afkomstig van de warmte die diep in de kern van de aarde wordt opgewekt. Geothermische reservoirs kunnen worden gevonden op tektonische plaatgrenzen in de buurt van vulkanische activiteit of diep onder de grond. Geothermische energie kan worden benut door putten te boren om heet water of stoom naar een elektriciteitscentrale te pompen. Deze energie wordt dan gebruikt voor verwarming en elektriciteit.
Windenergie wekt elektriciteit op door windturbines te laten draaien. De wind duwt de wieken van de turbine voort, en een generator zet deze mechanische energie om in elektriciteit. Deze elektriciteit kan huizen en andere gebouwen van stroom voorzien, en kan zelfs worden opgeslagen in het elektriciteitsnet.
Straling van de zon kan ook als energiebron worden gebruikt. Fotovoltaïsche cellen kunnen worden gebruikt om deze zonne-energie om te zetten in elektriciteit. Afzonderlijk genereren deze cellen slechts genoeg energie om een rekenmachine van stroom te voorzien, maar wanneer ze worden gecombineerd tot zonnepanelen of nog grotere arrays, leveren ze veel meer elektriciteit.
Het zoeken naar de juiste methode om hernieuwbare hulpbronnen te gebruiken is een taak die steeds belangrijker wordt naarmate de voorraad niet-hernieuwbare hulpbronnen op aarde steeds verder slinkt. Overschakelen op hernieuwbare energie zal niet alleen de snel groeiende wereldbevolking beter ondersteunen, maar ook een schoner, gezonder milieu opleveren voor de komende generaties.