Energija je svuda oko nas, prirodna veličina koja sledi precizne zakone prirode. Naš univerzum ima ograničenu količinu energije, nije ni stvorena niti uništiva, ali može imati različite oblike, kao što je kinetička ili potencijalna energija, sa različitim osobinama i formulama koje treba zapamtiti. Na primer, LED stona lampa od 6 vati jednaka je 6 džula svetlosne energije u sekundi. Ali, hajde da skočimo u svemir da pogledamo našu planetu, njen sistem, i njihov tok energije. Prirodni sistemi zemlje uključuju atmosferu, hidrosferu, litosferu i biosferu. Energija se kreće unutar i van ovih sistema, i tokom prenosa energije između njih deo energije se gubi u okolini, kao što su toplota, svetlost, zvuk, vibracije ili kretanje. Energija naše planete dolazi iz internih i eksternih izvora, geotermalna energija iz radioaktivnih izotopa i rotaciona energija iz obrtanja Zemlje su interni izvori energije, dok je Sunce glavni eksterni izvor koji pokreće određene sisteme kao što su naše vreme i klima. Sunčeva svetlost greje površinu i atmosferu u različitim količinama, i to izaziva konvekciju, stvarajući vetrove i utičući na okeanske struje. Infracrveno zračenje, koje zrači iz zagrejane Zemljine površine, biva zarobljeno od strane gasova staklene bašte i dalje utiče na tok energije. Sunce je takođe glavni izvor energije za organizme. Biljke, alge i cijanobakterije koriste sunčevu svetlost za proizvodnju organske materije iz ugljen-dioksida i vode, pokrećući lanac ishrane u biosferi. Mi oslobađamo energiju hrane pomoću hemijskih reakcija, kao što su sagorevanje i disanje. Na svakom nivou lanca ishrane se skladišti neka energija u novostvorenim hemijskim strukturama ali većina energije je izgubljena u okruženju kao toplota, kao i vaša telesna toplota oslobođena varenjem hrane. Kako primarni potrošači jedu biljke, samo je oko 10% njihove energije preneto na sledeći nivo. Pošto energija može teći samo u jednom smeru u lancu ishrane, od proizvođača ka potrošačima i razlagačima, organizam koji jede niže od sebe u lancu ishrane je efikasniji od onog koji je viši u lancu ishrane. Dakle, jedenje proizvođača je najefektivniji nivo na kojem životinja može da dobije energiju, ali bez stalnog unosa energije onim proizvođačima, uglavnom iz sunčeve svetlosti, život na Zemlji kakav mi poznajemo prestao bi da postoji. Mi ljudi naravno trošimo našu energiju pored ishrane i na brojne druge stvari. Mi putujemo, gradimo, pokrećemo sve vrste tehnologije. Da bismo uradili sve ovo, koristimo izvore poput fosilnih goriva: ugalj, naftu i prirodni gas, koji sadrže energiju koju su biljke uhvatile iz sunčeve svetlosti odavno, i uskladištile je u obliku ugljenika. Kada sagorevamo fosilna goriva u termoelektranama, mi oslobađamo tu uskladištenu energiju za proizvodnju struje. Za proizvodnju električne energije, toplota od sagorevanja fosilnih goriva se koristi za napajanje turbina koje rotiraju magnete, koji zauzvrat stvaraju promene magnetnog polja povezanog sa kalemom provodnika, zbog čega se elektroni indukuju u tok provodnika. Moderna civilizacija zavisi od naše spospbnosti da napajamo taj tok elektrona. Srećom, nismo ograničeni na sagorevanje neobnovljivih fosilnih goriva da bismo proizveli struju. Elektroni se takođe mogu indukovati da teku direktnom interakcijom sa svetlosnim česticama, a ovako funkcionišu solarne ćelije. Ostali obnovljivi izvori energije, kao što su vetar, voda, geotermalna i biogoriva se takođe mogu iskoristiti za proizvodnju eletrične energije. Globalna potražnja za energijom je u porastu, ali planeta ima ograničene izvore energije na raspolaganju kroz složenu energetsku infrastrukturu. Kako populacija raste, zajedno sa stopama industrijalizacije i razvoja, naše energetske odluke postaju sve važnije. Raspolaganje energijom utiče na zdravstvo, obrazovanje, političku moć i socio-ekonomski status. Ako poboljšamo našu energetsku efikasnost, možemo odgovornije koristiti prirodne resurse i poboljšati kvalitet života za sve.