معيشة مستدامة
الطاقة

التصميم والابتكار المدني المستدام: سودي الكهروضوئية هي محطة مستقله ومتنقلة لتعبئة الطاقة للمركبات الكهربائية باستخدام الطاقة الشمسية.
كما هو مذكور في المسكن قد يختار بعض مُلاك المنازل المستدامة إنتاج طاقتهم المتجددة، في حين قد يختار البعض الآخر شرائها من الشبكة من شركة طاقة توفر المصادر المستدامة (كما ذكر سابقًا هي طرق قياس إنتاج واستهلاك الكهرباء في الأسرة). ومع ذلك، قد لا يكون شراء الطاقة المستدامة ممكنًا في بعض المواقع نظرًا لقلة توفره. فعلى سبيل المثال، 6 من أصل 50 ولاية في الولايات المتحدة لا تقدم الطاقة الخضراء. أما بالنسبة للذين يقومون بذلك، فعادة ما يدفع المستهلكين مبلغًا ثابتًا أو نسبة من استهلاكهم الشهري من شركة يختارونها ويتم توصيل الطاقة الخضراء المُشتراة في الشبكة الوطنية. في هذه الحالة من الناحية الفنية لا يتم توصيل الطاقة الخضراء مباشرة إلى الأسرة التي تشتريها. فمن الممكن أن تكون كمية الكهرباء الخضراء التي تحصل عليها الأسرة المشترية جزءًا صغيرًا من إجمالي الكهرباء الواردة. فهذا قد يعتمد أو لا يعتمد على المبلغ الذي يتم دفعه. الغرض من شراء الكهرباء الخضراء هو دعم مرافِقهم في إنتاج الطاقة المستدامة. فإنتاج الطاقة المستدامة على نطاق الأسرة أو المجتمع الفردي أكثر مرونة ولكن لا يزال محدودا في ثراء المصادر التي قد يوفرها الموقع (قد لا تكون بعض المواقع غنية بمصادر الطاقة المتجددة بينما قد يكون لدى البعض الآخر وفرة منه).
عند توليد الطاقة المتجددة وإعادتها مرة أخرى إلى الشبكة (في البلدان المشاركة مثل الولايات المتحدة وألمانيا) يتم عادةً الدفع لأصحاب المنازل المنتجة على الأقل بمعدل الكهرباء القياسي الكامل من مرافقهم، ويتم منحها أيضًا اعتمادات منفصلة للطاقة المتجددة التي يمكنهم بعد ذلك بيعها. بالإضافة إلى ذلك (تهتم المرافق بشراء أرصدة الطاقة المتجددة هذه لأنها تتيح لهم الادعاء بأنهم ينتجون طاقة متجددة). ففي بعض الحالات الخاصة، قد يتم دفع ما يصل إلى أربعة أضعاف معدل الكهرباء القياسية للأسر المنتجة، ولكن هذا ليس شائعًا.
تُستخدم الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء. وهناك طريقتان لتحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء، وهما الخلايا الضوئية التي يتم تنظيمها في ألواح والطاقة الشمسية المركزة والتي تستخدم مرايا لتركيز ضوء الشمس إما لتسخين سائل يعمل على تشغيل مولد كهربائي عبر توربين بخاري أو محرك حراري أو ببساطة تُسلط على الخلايا الضوئية. فتعد الطاقة الناتجة عن الخلايا الضوئية تيار مباشر ويجب تحويلها إلى تيار متناوب قبل استخدامها في المنزل. في هذه المرحلة، يمكن للمستخدمين اختيار تخزين هذا التيار المباشر في بطاريات لاستخدامه لاحقًا أو استخدام محول تيار متردد/مستمر للاستعمال الفوري. يجب أن تتراوح زاوية الشمس بين 20 و50 درجة لتحقيق أقصى استفادة من الألواح الشمسية. عادة ما تكون الطاقة الشمسية من الخلايا الضوئية أغلى وسيلة لاستخدام الطاقة المتجددة ولكنها تتراجع في السعر مع تقدم التكنولوجيا وزيادة الاهتمام العام. وهي تتميز بمزايا كونها محمولة وسهلة الاستخدام على النطاق الفردي ومتاحة بسهولة للمنح والحوافز الحكومية ومرنه فيما يتعلق بالموقع (وهي أكثر كفاءة عند استخدامها في المناطق الحارة والقاحلة التي تميل أن تكون مشمسة). فالبعض يحالفهم الحظ ويمكنهم الحصول على خطط استئجار بأسعار معقولة. عادةً ما تُستخدم محطات الطاقة الشمسية المركزة على نطاق مجتمعي بدلاً من نطاق منزلي فردي نظرًا لكمية الطاقة التي يمكنها توليدها ولكن يمكن القيام بها على نطاق فردي باستخدام عاكس مكافئ.
يتم توليد الطاقة الحرارية الشمسية عن طريق جمع الحرارة المباشرة من الشمس. وواحدة من أكثر الطرق شيوعًا لاستخدام هذه الطريقة من اصحاب المنازل هي تسخين المياه بالطاقة الشمسية. فتشتمل هذه الأنظمة على خزانات معزولة جيدًا للتخزين إما بأنظمة غير نشطة أو نشطة (تحتوي الأنظمة النشطة على مضخات تعمل باستمرار على تدوير المياه من خلال المجمعات والخزان) وتتضمن إما تسخين المياه مباشرة التي سيتم استخدامها أو تسخين سائل نقل الحرارة غير المتجمد الذي يسخن الماء الذي سيتم استخدامه. اما الأنظمة غير النشطة فهي أرخص من الأنظمة النشطة لأنها لا تتطلب نظام ضخ (فهي تعمل على الحركة الطبيعية للمياه الساخنة التي ترتفع فوق الماء البارد لدورة المياه المستخدمة من الخزان).
الطرق الأخرى لتوليد الطاقة الشمسية هي: تسخين المساحات الشمسية (تسخين مساحات المباني الداخلية) والتجفيف الشمسي (تجفيف الخشب والفواكه والحبوب) والسخانات الشمسية وأجهزة التقطير وغيرها من تقنيات الطاقة الشمسية غير النشطة (توليد أشعة الشمس دون أي وسيلة ميكانيكية).
يتم توليد طاقة الرياح من التوربينات التي تقع على أبراج عالية (عادةً 20 أو 6 أمتار مع شفرات قطرها 10 أو 3 أمتار لتلبية احتياجات الأسرة المعيشية) وتعمل على تشغيل مولد الكهرباء. فهي تتطلب عادة متوسط سرعة رياح من 9 ميل/ساعة (14 كم/ساعة). بحسب ما ذكرت وزارة الطاقة الأمريكية- التوربينات استثمار ناجح وذلك لأن المال المدفوع فيها سيتم توفيره في المستقبل. عادة ما تحتاج توربينات الرياح في المناطق الحضرية إلى تركيب ما لا يقل عن 30 '(10 أمتار) في الهواء لتلقي ما يكفي من الرياح ولتجنب أي عوائق (المباني المجاورة). وأيضا قد يتطلب تركيب توربينات الرياح الحصول على إذن من السلطات. تم انتقاد توربينات الرياح بسبب ما تنتجه من ازعاج بالإضافة إلى أنها يمكن أن تؤثر على الطيور المهاجرة (شفراتها المرتفعة تعرقل الطيور). فتعتبر توربينات الرياح مناسبة لمن يعيش في المناطق الريفية وهي واحدة من أكثر أشكال الطاقة المتجددة فعالية من حيث التكلفة لكل كيلو واط مقتربةً من تكلفة الوقود الأحفوري وتتمتع بمردود سريع.
بالنسبة لمن لديهم مستجمعات مياه سريعة التدفق (أو يسقط من ارتفاع مناسب) فقد تكون الطاقة الكهرومائية خَيار. عامةً، للكهرباء المائية -في شكل السدود- آثارًا بيئية واجتماعية سلبية. ولكن، عندما تكون التوربينات فردية تعتبر الطاقة الكهرومائية جدا مستدامة. فتوربينات الماء المنفردة أو حتى مجموعة من التوربينات المنفردة لا تسبب خلل بيئي أو اجتماعي. أما في حالة الأسرة الواحدة فاحتمال أن تكون التوربينات المنفردة هي الطريقة الوحيدة المناسبة اقتصاديًا (ويمكن أن يكون لها عوائد عالية وهي واحدة من أكثر الطرق كفاءة لإنتاج الطاقة المتجددة). ومن الشائع بالنسبة لقرية صديقة للبيئة أن تستخدم هذه الطريقة بدلاً من استخدام الأسرة الواحدة.
ويتضمن إنتاج الطاقة الحرارية الأرضية توليد الماء الساخن أو البخار تحت الأرض -في الخزانات- لإنتاج الطاقة. ويعتبر هذا المصدر مستدام نظرًا لإعادة الماء الساخن أو البخار المستخدم للخزان. ولكن، يجب أن يدرك من يخطط للحصول على هذا المصدر من الكهرباء أن هناك جدلاً حول عمر كل خزان للطاقة الحرارية الأرضية لأن البعض يعتقد أن عمرهم محدود (يبرد مع مرور الوقت مما يجعل إنتاج الطاقة الحرارية الأرضية مستحيلًا). وغالبًا ما تكون هذه الطريقة واسعة النطاق لأن النظام اللازم لتوليد الطاقة الحرارية الأرضية يمكن أن يكون معقدًا ويتطلب معدات حفر عميقة. فتوجد بالفعل عمليات طاقة حرارية فردية صغيرة النطاق تعمل على الخزانات بالقرب من سطح الأرض وتجنب الحاجة إلى الحفر العميق وأحيانًا حتى الاستفادة من البحيرات أو البرك. في هذه الحالة، يتم نقل الحرارة إلى نظام المضخة الحرارية الأرضية الموجود داخل المسكن أو المنشأة التي تحتاج إليها (يتم استخدام هذه الحرارة مباشرة لتدفئة المكان خلال الأشهر الباردة). ولكن على الرغم من توفر الطاقة الحرارية الأرضية في كل مكان على الأرض إلا أن التطبيق العملي وفعالية التكلفة يختلفان ويرتبط ذلك مباشرةً بالعمق اللازم للوصول إلى الخزانات. توجد في أماكن مثل الفلبين وهاواي وألاسكا وأيسلندا وكاليفورنيا ونيفادا خزانات حرارية بالقرب من سطح الأرض مما يجعل إنتاجها فعال ماديا.
يتم إنشاء طاقة الكتلة الحيوية عندما يتم حرق أي مادة بيولوجية كوقود. كما هو الحال مع استخدام المواد الخضراء في الأسرة فمن الأفضل استخدام أكبر قدر ممكن من المواد المتاحة محليًا للحد من بصمة الكربون الناتجة عن النقل. ومع أن حرق الكتلة الحيوية للوقود يطلق ثاني أكسيد الكربون ومركبات الكبريت ومركبات النيتروجين في الغلاف الجوي -مصدر قلق كبير في أسلوب الحياة المستدام- فإن الكمية التي يتم إطلاقها مستدامة (لن تسهم في ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي). وذلك لأن المادة البيولوجية التي يتم حرقها تطلق نفس الكمية من ثاني أكسيد الكربون التي استهلكتها خلال فترة حياتها. ومع ذلك، فإن حرق وقود الديزل الحيوي والإيثانول (انظر الوقود الحيوي) عندما يتم إنشاؤه من مادة قابلة للانشطار يثير الشك من كونه مستدامًا أو لا لأنه يزيد الفقر في العالم ويزيد الحاجة لتنظيف الأراضي لحقول زراعية جديدة (مصدر الوقود الحيوي هو أيضًا نفس مصدر الغذاء) وقد يستخدم طرقًا غير مستدامة للنمو (استخدام المبيدات الحشرية والأسمدة الضارة بيئيًا).