Деякі вчені вважають, що нашу планету правильніше було б називати не Земля, а Вода, адже близько трьох чвертей поверхні планети покриті водою. Величезним акумулятором енергії є Світовий океан - він поглинає більшу частину енергії, що надходить від Сонця. Використовують також припливи і відливи, океанські течії, потужні річки, які несуть величезні маси води в моря і океани. Раніше все люди навчилися використовувати енергію річок.
Енергія води (гідроенергія)
Вода, яку ще в стародавні часи використовували для виконання механічної роботи, дотепер залишається хорошим джерелом енергії, тепер уже електричної. Енергія падаючої води, обертає водяне колесо, служила безпосередньо для розмелу зерна, розпилювання деревини і виробництва тканин. Однак млини і лісопилки на річках стали зникати, коли в 30-х роках XIX ст. почалося виробництво електроенергії у водоспадів.
На сучасній гідроелектростанції (ГЕС) маса води з великою швидкістю спрямовується на лопатки турбін. Вода тече через захисну сітку і регульований затвор сталевим трубопроводом до турбіни, над якою встановлено генератор. Механічна енергія води за допомогою турбіни передається генератору і там перетворюється в електричну. Після цього вода стікає в річку через тунель, поступово розширюється, втрачаючи при цьому свою швидкість.
За потужністю ГЕС діляться на дрібні (з встановленою потужністю до 0,2 МВт), малі (до 2 МВт), середні (до 20 МВт) і великі (понад 20 МВт); за тиском - на низьконапірні (натиск до 10 м), середнього натиску (до 100 м) і високонапірні (понад 100 м). В окремих випадках дамби високонапірних ГЕС досягають висоти 240 м. Вони зосереджують перед турбінами водну енергію, накопичуючи воду і піднімаючи її рівень. Турбіна - енергетично дуже вигідна машина, тому що в ній вода легко змінює поступальний рух на обертальний. Той же принцип часто використовують і в машинах, які зовні зовсім не схожі на водяне колесо (якщо на лопатки впливає пара, то мова йде про парові турбіни). На типових ГЕС ККД нерідко становить 60-70%, тобто 60-70% енергії низхідній води перетворюється в електричну.
Спорудження гідростанцій коштує дорого, і вони вимагають значних експлуатаційних витрат, зате їх "паливо" безкоштовне і йому не загрожує ніяка інфляція. Першоджерелом енергії є Сонце, випаровує воду з океанів, морів і річок. Водяна пара конденсується у вигляді дощу випадає в підвищених місцевостях і стікає вниз до моря. Гідростанції будують на шляху цього стоку для перехоплення енергії руху води - енергії, яка в іншому випадку була б витрачена на перенос відкладів до моря.
Тому гідроенергетика не зовсім нешкідливою для навколишнього середовища.
Розглянемо деякі негативні наслідки для природи, пов'язані зі спорудженням гребель на річках. Коли течія річки сповільнюється, як це зазвичай відбувається при попаданні її вод у водойму, що завис осад починає опускатися на дно. Нижче водосховища чиста вода, потрапляючи в річку, набагато швидше розмиває річкові береги, ніби відновлюючи той обсяг опадів, що був втрачений у водоймищі. Отже, посилення ерозії і абразії берегів нижче за течією від водосховища - звичайне явище.
Дно водойми поступово покривається шаром опадів, який періодично виступає на поверхню або знову затоплюється, коли рівень води падає і піднімається в результаті скидання води або припливу. Згодом опадів накопичується стільки, що вони починають займати значну частину корисного об'єму водосховища. Це означає, що водосховище, споруджене для зберігання запасів води або контролю за повенями, поступово втрачає свою ефективність. Накопичення великої кількості опадів у водосховище можна частково запобігти, якщо здійснювати регулярний контроль за кількістю уламкового матеріалу, знесеного потоками води.
Невидимі до пори до часу купи опадів, які стають видимими тільки при низького стояння води у водоймі, - не єдина причина, по якій багато хто виступає проти будівництва гребель. Є й інша, більш важлива: після заповнення водосховища під водою виявляються цінні землі, без можливості відновлення. Зникають також цінні тварини і рослини, причому не тільки сухопутні; риби, що населяють перегороджену греблею річку, теж можуть зникнути, оскільки гребля перепиняє шлях до місць їх нересту.
Є й інші проблеми, пов'язані з будівництвом гребель і водосховищ. У певні періоди якість води у водоймі і, відповідно, якість води, що випускається з нього, може бути дуже низькою. Протягом літа і осені нижні шари води у водоймі збідніються киснем, що обумовлено одночасним дією двох процесів: неповним перемішуванням води і бактеріальним розкладом відмерлих рослин в донних шарах, вимагає великої кількості кисню. Коли ця бідна киснем вода випускається з водоймища, перш за все страждають риби та інші водні організми нижче за течією.
Незважаючи на все це, переваги ГЕС очевидні - постійно відновлювальний самою природою запас енергії, простота експлуатації, відсутність забруднення навколишнього середовища.
Сьогодні для роботи ГЕС на річках створені водосховища, часто навіть каскади водосховищ. Реальний гідроенергетичний потенціал усіх річок світу оцінюється в 2 900 ГВт, а практично для виробництва гідроелектроенергії використовується менше 1000 ГВт. У світі зараз працюють десятки тисяч ГЕС. Тобто поки людям служить лише невелика частина гідроенергетичного потенціалу Землі. Щорічно величезні потоки води, які утворюються від дощів і танення снігів, стікають в моря невикористаними. У разі затримання їх за допомогою дамб, людство отримало б додатково величезна кількість енергії.