Komercializace obnovitelné energie - Renewable energy commercialization

Investice: Společnosti, vlády a domácnosti vyčlenily na dekarbonizaci v roce 2020 501,3 miliardy USD, včetně obnovitelné energie (sluneční, větrné), elektrických vozidel a související nabíjecí infrastruktury, skladování energie, energeticky účinných topných systémů, zachycování a ukládání uhlíku a vodíku.
Náklady: Se stále rozšířenější implementací obnovitelných zdrojů energie se náklady snížily, zejména u energie generované solárními panely.
Levelized cost of energy (LCOE) je měřítkem průměrných současných čistých nákladů na výrobu elektřiny u výrobny po dobu její životnosti.

Komercializace obnovitelné energie zahrnuje nasazení tří generací technologií obnovitelné energie, které se datují více než 100 let. Mezi technologie první generace, které jsou již vyspělé a ekonomicky konkurenceschopné, patří biomasa , vodní energie , geotermální energie a teplo. Technologie druhé generace jsou připraveny na trh a v současné době se používají; zahrnují solární vytápění , fotovoltaiku , větrnou energii , solární tepelné elektrárny a moderní formy bioenergie . Technologie třetí generace vyžadují neustálé úsilí v oblasti výzkumu a vývoje , aby mohly významně přispět v celosvětovém měřítku a zahrnovat pokročilé zplyňování biomasy , geotermální energii horké a suché horniny a oceánskou energii . Od roku 2012 představuje obnovitelná energie zhruba polovinu instalovaného elektrického výkonu nového štítku a náklady stále klesají.

Veřejná politika a politické vedení pomáhají „vyrovnat podmínky“ a podpořit širší přijetí technologií obnovitelné energie. Země jako Německo, Dánsko a Španělsko si vedly cestu v zavádění inovativních politik, které za poslední desetiletí poháněly většinu růstu. Od roku 2014 se Německo zavázalo k přechodu „ Energiewende “ na udržitelné energetické hospodářství a Dánsko se zavázalo k 100% obnovitelné energii do roku 2050. Nyní existuje 144 zemí s cíli politiky obnovitelné energie.

Obnovitelná energie v roce 2015 pokračovala ve svém rychlém růstu a poskytovala mnoho výhod. Byl stanoven nový rekord v instalované větrné a fotovoltaické kapacitě (64 GW a 57 GW) a nové maximum ve výši 329 miliard USD pro globální investice do obnovitelných zdrojů. Klíčovou výhodou, kterou tento růst investic přináší, je růst počtu pracovních míst. Nejlepší země pro investice v posledních letech byly Čína, Německo, Španělsko, Spojené státy, Itálie a Brazílie. Mezi společnosti zabývající se obnovitelnou energií patří BrightSource Energy , First Solar , Gamesa , GE Energy , Goldwind , Sinovel , Targray , Trina Solar , Vestas a Yingli .

Rostoucí růst v odvětvích obnovitelné energie pohánějí také obavy ze změny klimatu . Podle projekce Mezinárodní energetické agentury (IEA) z roku 2011 mohou solární generátory vyrobit většinu světové elektřiny do 50 let, což sníží škodlivé emise skleníkových plynů .

Obnovitelná energie je ve vytváření pracovních míst účinnější než uhlí nebo ropa ve Spojených státech.

Pozadí

viz popisek a popis obrázku
Globální veřejná podpora energetických zdrojů na základě průzkumu společnosti Ipsos (2011).

Odůvodnění pro obnovitelné zdroje

Změna klimatu , znečištění a energetická nejistota jsou významnými problémy a jejich řešení vyžaduje zásadní změny v energetické infrastruktuře. Technologie obnovitelné energie jsou zásadními přispěvateli do portfolia dodávek energie, protože přispívají ke světové energetické bezpečnosti , snižují závislost na fosilních palivech a některé také poskytují příležitosti ke zmírnění skleníkových plynů . Fosilní paliva narušující klima jsou nahrazována čistými, klimaticky stabilizujícími, nedegradovatelnými zdroji energie:

... přechod od uhlí, ropy a plynu k větrné, solární a geotermální energii právě probíhá. Ve staré ekonomice byla energie vyráběna spalováním něčeho - ropy, uhlí nebo zemního plynu - což vedlo k emisím uhlíku, které definovaly naši ekonomiku. Nová energetická ekonomika využívá energii větru, energii přicházející ze slunce a teplo ze samotné Země.

V mezinárodních průzkumech veřejného mínění existuje silná podpora pro různé metody řešení problému dodávek energie. Mezi tyto metody patří podpora obnovitelných zdrojů, jako je sluneční energie a větrná energie, požadavek, aby energetické společnosti více využívaly obnovitelnou energii, a poskytování daňových pobídek na podporu rozvoje a využívání těchto technologií. Očekává se, že investice do obnovitelné energie se v dlouhodobém horizontu ekonomicky vyplatí.

Členské země EU projevily podporu ambiciózním cílům v oblasti obnovitelné energie. V roce 2010 provedl průzkum Eurobarometr dotaz na sedmadvacet členských států EU ohledně cíle „do roku 2020 zvýšit podíl obnovitelné energie v EU o 20 procent“. Většina lidí ve všech dvaceti sedmi zemích cíl buď schválila, nebo vyzvala, aby šel dále. V celé EU si 57 procent myslí, že navrhovaný cíl je „asi správný“ a 16 procent si myslí, že je „příliš skromný“. Pro srovnání, 19 procent uvedlo, že je to „příliš ambiciózní“.

Od roku 2011 se objevily nové důkazy o tom, že s tradičními zdroji energie jsou spojena značná rizika, a že je zapotřebí zásadních změn v kombinaci energetických technologií:

Několik těžařských tragédií na celém světě podtrhlo lidské oběti v dodavatelském řetězci uhlí. Nové iniciativy EPA zaměřené na toxické látky v ovzduší, uhelný popel a vypouštění odpadních vod zdůrazňují dopady uhlí na životní prostředí a náklady na jejich řešení pomocí regulačních technologií. Využívání frakování při průzkumu zemního plynu je pod drobnohledem, přičemž existují důkazy o kontaminaci podzemních vod a emisích skleníkových plynů. Rostou obavy z obrovského množství vody používané v uhelných a jaderných elektrárnách, zejména v regionech země, které čelí nedostatku vody. Události v jaderné elektrárně Fukušima obnovily pochybnosti o schopnosti dlouhodobě provozovat velké množství jaderných elektráren. Odhady nákladů na jaderné bloky „příští generace“ dále rostou a věřitelé nejsou ochotni financovat tyto elektrárny bez záruk daňových poplatníků.

Globální zpráva o stavu REN21 za rok 2014 uvádí, že obnovitelné energie již nejsou jen zdroji energie, ale také způsoby, jak řešit naléhavé sociální, politické, ekonomické a environmentální problémy:

Obnovitelné zdroje dnes nejsou vnímány pouze jako zdroje energie, ale také jako nástroje pro řešení mnoha dalších naléhavých potřeb, včetně: zlepšování energetické bezpečnosti; snížení dopadů na zdraví a životní prostředí spojených s fosilní a jadernou energií; snižování emisí skleníkových plynů; zlepšování vzdělávacích příležitostí; vytváření pracovních míst; snížení chudoby; a zvyšování rovnosti pohlaví ... Obnovitelné zdroje se dostaly do hlavního proudu.

Růst obnovitelných zdrojů

Rozšíření kapacity obnovitelné energie v roce 2020 se od roku 2019 rozšířilo o více než 45%, včetně 90% nárůstu globální větrné kapacity (zelená) a 23% rozšíření nových solárních fotovoltaických zařízení (žlutá).
Srovnání trendů v celosvětovém využívání energie představuje růst obnovitelné energie do roku 2015

V roce 2008 bylo v Evropské unii i ve Spojených státech poprvé přidáno více obnovitelné energie než konvenční kapacita, což je důkazem „zásadního přechodu“ světových energetických trhů k obnovitelným zdrojům, uvádí zpráva REN21 , globální síť energetické politiky se sídlem v Paříži. V roce 2010 tvořila obnovitelná energie zhruba třetinu nově vybudovaných kapacit na výrobu energie.

Do konce roku 2011 přesáhla celková kapacita obnovitelné energie na celém světě 1 360 GW, což představuje nárůst o 8%. Obnovitelné zdroje vyrábějící elektřinu představovaly téměř polovinu z 208 GW kapacity přidané globálně v průběhu roku 2011. Větrná a solární fotovoltaika (PV) představovala téměř 40% a 30%. Na základě zprávy REN21 z roku 2014 přispěly obnovitelné zdroje v letech 2012 a 19 procent k naší spotřebě energie a 22 procent k naší výrobě elektřiny. Tato spotřeba energie je rozdělena na 9% pocházejících z tradiční biomasy, 4,2% jako tepelnou energii (bez biomasy), 3,8% vodní elektřinu a 2% elektřinu z větrné, sluneční, geotermální a biomasy.

Během pěti let od konce roku 2004 do roku 2009 celosvětová kapacita obnovitelné energie rostla u mnoha technologií rychlostí 10–60 procent ročně, zatímco skutečná produkce vzrostla celkově o 1,2%. V roce 2011 generální tajemník OSN Achim Steiner řekl: "Pokračující růst v tomto klíčovém segmentu zelené ekonomiky se neděje náhodou. Kombinace vládního stanovování cílů, politické podpory a stimulačních fondů je základem růstu obnovitelného průmyslu a přinést tolik potřebnou transformaci našeho globálního energetického systému na dosah “. Dodal: "Obnovitelné energie se rozšiřují jak z hlediska investic, projektů, tak z geografického hlediska. Přitom čím dál více přispívají k boji proti změně klimatu, boji proti energetické chudobě a energetické nejistotě".

Podle projekce Mezinárodní energetické agentury z roku 2011 mohou sluneční elektrárny vyrobit většinu světové elektřiny do 50 let, což výrazně sníží emise skleníkových plynů, které poškozují životní prostředí. IEA uvedla: „Fotovoltaické a solárně-tepelné elektrárny mohou do roku 2060 uspokojit většinu světové poptávky po elektřině-a polovinu všech energetických potřeb-větrné, vodní a biomasové elektrárny budou dodávat většinu zbývající generace“. „Fotovoltaická a koncentrovaná solární energie společně se mohou stát hlavním zdrojem elektřiny“.

Vybrané globální ukazatele obnovitelné energie 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
Investice
Investice do nové obnovitelné kapacity
(roční) (miliardy USD)
182 178 237 279 256 232 270 285,9 241,6 279,8 289 302 304
Napájení
Kapacita energie z obnovitelných zdrojů (stávající) (GWe) 1140 1230 1320 1360 1 470 1578 1712 1849 2017 2,195 2 378 2,588 2839
Vodní kapacita (stávající) (GWe) 885 915 945 970 990 1018 1055 1 064 1096 1114 1132 1150 1170
Solární FV kapacita (připojená k síti) (GWe) 16 23 40 70 100 138 177 227 303 402 505 627 760
Kapacita větrné energie (stávající) (GWe) 121 159 198 238 283 319 370 433 487 539 591 651 743
Teplo
Solární kapacita teplé vody (stávající)
(2008-2018 GW čt , 2019-2020 EJ)
130 160 185 232 255 373 406 435 456 472 480 GW th
(1,4 EJ)
1.4 1.5
Doprava
Produkce ethanolu (roční) (miliardy litrů) 67 76 86 86 83 87 94 98,8 98,6 106 112 114 105
Výroba bionafty, methylester mastných kyselin
(roční) (miliardy litrů)
12 17.8 18.5 21.4 22.5 26 29.7 30.1 30.8 31 34 47 39
Politika
Země s cíli obnovitelné energie 79 89 98 118 138 144 164 173 176 179 169 172 165
Zdroj: REN21

Čína v roce 2013 vedla svět ve výrobě obnovitelné energie s celkovou kapacitou 378 GW , převážně z vodní a větrné energie . Od roku 2014 je Čína světovým lídrem ve výrobě a využívání větrné energie, solární fotovoltaické energie a inteligentních sítí , které generují téměř tolik vody, větru a sluneční energie, jako všechny francouzské a německé elektrárny dohromady. Čínský sektor obnovitelné energie roste rychleji než jeho fosilní paliva a kapacita jaderné energie . Od roku 2005 se výroba solárních článků v Číně stokrát zvýšila. Jak čínská výroba obnovitelných zdrojů rostla, náklady na technologie obnovitelné energie klesly. Inovace pomohla, ale hlavní hnací silou snížení nákladů byla expanze trhu.

Čísla USA viz také obnovitelná energie ve Spojených státech .

Ekonomické trendy

Náklady na výrobu obnovitelné energie výrazně poklesly, přičemž 62% celkové výroby energie z obnovitelných zdrojů přidané v roce 2020 mělo nižší náklady než nejlevnější nová možnost fosilních paliv.

Technologie obnovitelných energií jsou stále levnější díky technologickým změnám a výhodám masové výroby a konkurence na trhu. Zpráva IEA z roku 2011 uvádí: „Portfolio technologií obnovitelných zdrojů energie se stává konkurenceschopným z hlediska nákladů za stále širšího spektra okolností, v některých případech poskytuje investiční příležitosti bez potřeby specifické ekonomické podpory,“ a dodala, že „snížení nákladů na kritické technologie , jako je vítr a sluneční záření, mají pokračovat. “ Od roku 2011 došlo k podstatnému snížení nákladů na solární a větrné technologie:

Cena fotovoltaických modulů za MW klesla od léta 2008 o 60 procent, podle odhadů agentury Bloomberg New Energy Finance, čímž se solární energie poprvé postavila na konkurenční základ s maloobchodní cenou elektřiny v řadě slunečných zemí. Ceny větrných turbín také klesly - o 18 procent na MW v posledních dvou letech - což odráží, stejně jako u solární, silnou konkurenci v dodavatelském řetězci. Další zlepšení v oblasti vyrovnaných nákladů na energii pro sluneční, větrné a další technologie je před námi a představuje rostoucí hrozbu pro dominanci zdrojů výroby fosilních paliv v příštích několika letech.

Hydroelektřina a geotermální elektřina vyráběná na příznivých místech jsou nyní nejlevnějším způsobem výroby elektřiny. Náklady na obnovitelnou energii nadále klesají a vyrovnané náklady na elektřinu (LCOE) klesají u větrné energie, solární fotovoltaiky (PV), koncentrované sluneční energie (CSP) a některých technologií z biomasy.

Obnovitelná energie je také nejekonomičtějším řešením pro novou kapacitu připojenou k síti v oblastech s dobrými zdroji. Jak náklady na obnovitelnou energii klesají, rozsah ekonomicky životaschopných aplikací se zvyšuje. Obnovitelné technologie jsou nyní často nejekonomičtějším řešením nové výrobní kapacity. Tam, kde „převládajícím zdrojem energie (např. Na ostrovech, mimo síť a v některých zemích) je výroba spalovaná olejem, dnes téměř vždy existuje levnější obnovitelné řešení“. V roce 2012 představovaly technologie výroby energie z obnovitelných zdrojů přibližně polovinu všech nových přírůstků kapacity výroby energie na celém světě. V roce 2011 zahrnovaly přírůstky 41 gigawattů (GW) nové kapacity větrné energie, 30 GW PV, 25 GW hydroelektřiny, 6 GW biomasy, 0,5 GW CSP a 0,1 GW geotermální energie.

Tři generace technologií

Obnovitelná energie zahrnuje řadu zdrojů a technologií v různých fázích komercializace. Mezinárodní agentura pro energii (IEA) definuje tři generace technologií obnovitelných zdrojů energie, dosahující více než 100 let:

Technologie první generace jsou dobře zavedené, technologie druhé generace vstupují na trhy a technologie třetí generace jsou do značné míry závislé na dlouhodobých závazcích v oblasti výzkumu a vývoje, kde musí hrát roli veřejný sektor.

Technologie první generace

Teplárna na biomasu v Rakousku. Celkový tepelný výkon je asi 1000 kW.

Technologie první generace jsou široce používány v lokalitách s bohatými zdroji. Jejich budoucí využití závisí na průzkumu zbývajícího potenciálu zdrojů, zejména v rozvojových zemích, a na překonání výzev souvisejících s životním prostředím a sociálním přijetím.

Biomasa

Biomasa , spalování organických materiálů na teplo a energii, je plně vyspělá technologie . Na rozdíl od většiny obnovitelných zdrojů může biomasa (a vodní energie) zajišťovat stabilní výrobu energie při základním zatížení .

Biomasa produkuje emise CO 2 při spalování a otázka, zda je biomasa uhlíkově neutrální, je sporná. Materiál přímo spalovaný v kamnech produkuje znečišťující látky, což vede k vážným zdravotním a ekologickým následkům. Vylepšené programy sporáku některé z těchto účinků zmírňují.

Průmysl zůstal v průběhu dekády do roku 2007 relativně stagnující, ale poptávka po biomase (převážně dřevě) v mnoha rozvojových zemích , Brazílii a Německu stále roste .

Ekonomická životaschopnost biomasy závisí na regulovaných sazbách kvůli vysokým nákladům na infrastrukturu a přísady pro probíhající operace. Biomasa nabízí mechanismus pohotové likvidace spalováním komunálních, zemědělských a průmyslových odpadů. Technologie biomasy první generace mohou být ekonomicky konkurenceschopné, ale stále mohou vyžadovat podporu nasazení, aby se překonalo veřejné přijetí a problémy malého rozsahu. V rámci diskuse o potravinách vs. palivu v roce 2008 několik ekonomů z Iowské státní univerzity zjistilo, že „neexistuje žádný důkaz, který by vyvracel, že hlavním cílem politiky v oblasti biopaliv je podpora příjmů zemědělských podniků“.

Hydroelektřina

Přehrada Tři soutěsky 22 500 MW v Čínské lidové republice , největší vodní elektrárně na světě.

Hydroelektřina je termín odkazující na elektřinu generovanou vodní energií ; výroba elektrické energie využitím gravitační síly padající nebo tekoucí vody. V roce 2015 vyrobila vodní energie 16,6% celkové světové elektřiny a 70% veškeré obnovitelné elektřiny a očekává se, že se bude v příštích 25 letech každoročně zvyšovat o 3,1%. Vodní elektrárny mají tu výhodu, že mají dlouhou životnost a mnoho stávajících elektráren funguje více než 100 let.

Vodní energie se vyrábí ve 150 zemích, přičemž asijsko-tichomořský region generuje v roce 2010 32 procent celosvětové vodní energie. Čína je největším výrobcem vodní energie v roce 2010 se 721 terawatthodinami výroby, což představuje zhruba 17 procent domácí spotřeby elektřiny. Nyní existují tři vodní elektrárny větší než 10 GW: přehrada Tři soutěsky v Číně, přehrada Itaipu přes hranici Brazílie/Paraguay a přehrada Guri ve Venezuele. Náklady na vodní energii jsou nízké, což z ní činí konkurenceschopný zdroj obnovitelné elektřiny. Průměrné náklady na elektřinu z vodní elektrárny větší než 10 megawattů jsou 3 až 5 amerických centů za kilowatthodinu.

Geotermální energie a teplo

Jedna z mnoha elektráren v Geysers , geotermálním energetickém poli v severní Kalifornii, s celkovým výkonem přes 750 MW

Geotermální elektrárny mohou pracovat 24 hodin denně a poskytovat kapacitu základního zatížení . Odhady světové potenciální kapacity pro výrobu geotermální energie se velmi liší, od 40 GW do roku 2020 až po 6000 GW.

Kapacita geotermální energie vzrostla z přibližně 1 GW v roce 1975 na téměř 10 GW v roce 2008. Spojené státy jsou světovým lídrem v oblasti instalovaného výkonu, což představuje 3,1 GW. Mezi další země s významným instalovaným výkonem patří Filipíny (1,9 GW), Indonésie (1,2 GW), Mexiko (1,0 GW), Itálie (0,8 GW), Island (0,6 GW), Japonsko (0,5 GW) a Nový Zéland (0,5 GW ). V některých zemích představuje geotermální energie významný podíl na celkových dodávkách elektřiny, například na Filipínách, kde geotermální energie na konci roku 2008 představovala 17 procent celkového energetického mixu.

Geotermální (zemní) tepelná čerpadla představovala na konci roku 2008 odhadem 30 GWth instalovaného výkonu, přičemž jiná přímá využití geotermálního tepla (tj. Pro vytápění prostor, sušení v zemědělství a další využití) dosahovala odhadem 15 GWth. V roce 2008 používalo přímou geotermální energii v nějaké formě nejméně 76 zemí.

Technologie druhé generace

Technologie druhé generace se staly vášní pro oddané pro hlavní ekonomické odvětví v zemích, jako je Německo, Španělsko, Spojené státy a Japonsko. Zapojeno je mnoho velkých průmyslových společností a finančních institucí a výzvou je rozšířit tržní základnu pro pokračující celosvětový růst.

Solární ohřev

Technologie sluneční energie, jako jsou solární ohřívače vody , umístěné na budovách nebo v jejich blízkosti, které zásobují energií, jsou ukázkovým příkladem technologie měkké energie .

Solární topné systémy jsou dobře známou technologií druhé generace a obecně se skládají ze solárních tepelných kolektorů , tekutinového systému pro přesun tepla z kolektoru na místo použití a zásobníku nebo nádrže pro skladování tepla. Tyto systémy lze použít k ohřevu teplé užitkové vody, bazénů nebo domů a podniků. Teplo lze také použít pro aplikace v průmyslových procesech nebo jako zdroj energie pro jiná použití, například pro chladicí zařízení.

V mnoha teplejších klimatech může solární systém poskytnout velmi vysoké procento (50 až 75%) energie pro teplou užitkovou vodu. V roce 2009 měla Čína 27 milionů střešních solárních ohřívačů vody.

Fotovoltaika

Solární elektrárna Nellis na letecké základně Nellis. Tyto panely sledují slunce v jedné ose.
Prezident Barack Obama hovoří ve středisku DeSoto Next Generation Solar Energy Center .

Fotovoltaické (PV) články, nazývané také solární články , přeměňují světlo na elektřinu. V osmdesátých a na začátku devadesátých let byla většina fotovoltaických modulů použita k zajištění vzdáleného napájení , ale zhruba od roku 1995 se průmyslové úsilí stále více soustředilo na vývoj integrovaných fotovoltaických a fotovoltaických elektráren pro aplikace připojené k síti.

Bylo postaveno mnoho solárních fotovoltaických elektráren , hlavně v Evropě. V červenci 2012 jsou největšími fotovoltaickými (FVE) elektrárnami na světě Agua Caliente Solar Project (USA, 247 MW), Charanka Solar Park (Indie, 214 MW), Golmud Solar Park (Čína, 200 MW), Perovo Solar Park (Rusko 100 MW), Fotovoltaická elektrárna Sarnia (Kanada, 97 MW), Brandenburg-Briest Solarpark (Německo 91 MW), Solarpark Finow Tower (Německo 84,7 MW), Fotovoltaická elektrárna Montalto di Castro (Itálie, 84,2 MW) , Eggebek Solar Park (Německo 83,6 MW), Senftenberg Solarpark (Německo 82 MW), Finsterwalde Solar Park (Německo, 80,7 MW), Okhotnykovo Solar Park (Rusko, 80 MW), Lopburi Solar Farm (Thajsko 73,16 MW), Rovigo Photovoltaic Power Závod (Itálie, 72 MW) a fotovoltaický park Lieberose (Německo, 71,8 MW).

Ve výstavbě je také mnoho velkých rostlin. Desert Sunlight Solar Farm ve výstavbě v Riverside County, California a Topaz Solar Farm staví v San Luis Obispo County, California jsou oba 550 MW solárních parků , které budou využívat tenkovrstvé solární fotovoltaické moduly provedené First Solar . The Blythe Solar Power Project je 500 MW fotovoltaická stanice ve výstavbě v Riverside County v Kalifornii . Kalifornie Valley Solární farma (CVSR) je 250  MW (molekulová hmotnost) solární fotovoltaické elektrárny , který je postaven SunPoweru v Carrizo Plain , severovýchod California Valley . Solární ranč Antelope Valley o výkonu 230 MW je první solární fotovoltaický projekt, který je ve výstavbě v oblasti Antelope Valley v Západní Mojavské poušti a má být dokončen v roce 2013. Projekt Mesquite Solar je fotovoltaická solární elektrárna stavěná v Arlingtonu , Maricopa County , Arizona, ve vlastnictví Sempra Generation . Fáze 1 bude mít jmenovku s výkonem 150  megawattů .

Mnoho z těchto závodů je integrováno do zemědělství a některé používají inovativní sledovací systémy, které sledují denní cestu slunce po obloze, aby generovaly více elektřiny než konvenční systémy s pevnou montáží. Během provozu elektráren nejsou žádné náklady na palivo ani emise.

Síla větru

Větrná energie: celosvětová instalovaná kapacita
Majitelé pozemků v USA obvykle dostávají od každé větrné turbíny příjem 3 000 až 5 000 $ ročně, zatímco zemědělci nadále pěstují plodiny nebo spásají dobytek až k patě turbín.

Některé z obnovitelných zdrojů druhé generace, jako je větrná energie, mají vysoký potenciál a již si uvědomily relativně nízké výrobní náklady. Větrná energie by mohla být levnější než jaderná. Globální instalace větrné energie se v roce 2010 zvýšily o 35 800 MW, čímž se celkový instalovaný výkon zvýšil až na 194 400 MW, což je nárůst o 22,5% na 158 700 MW instalovaných na konci roku 2009. Nárůst pro rok 2010 představuje investice v celkové výši 47,3 miliardy EUR (65 miliard USD) a poprvé byla více než polovina všech nových větrných elektráren přidána mimo tradiční trhy Evropy a Severní Ameriky, a to zejména díky pokračujícímu boomu v Číně, který představoval téměř polovinu všech zařízení o výkonu 16 500 MW. Čína má nyní nainstalováno 42 300 MW větrné energie. Větrná energie představuje přibližně 19% elektřiny vyrobené v Dánsku , 9% ve Španělsku a Portugalsku a 6% v Německu a Irské republice. V australském státě Jižní Austrálie větrná energie, kterou prosazuje premiér Mike Rann (2002–2011), nyní zahrnuje 26% státní výroby elektřiny, čímž se vytrácí energie spalující uhlí. Na konci roku 2011 měla jižní Austrálie se 7,2% australské populace 54% instalované kapacity větrné energie v zemi.

Podíl větrné energie na celosvětové spotřebě elektřiny na konci roku 2014 činil 3,1%.

Toto jsou některé z největších větrných farem na světě:

Velké pobřežní větrné farmy
Větrná farma Aktuální
kapacita
( MW )
Země Poznámky
Větrná farma Gansu 6 000  Čína
Alta (Oak Creek-Mojave) 1320  Spojené státy
Větrný park Jaisalmer 1 064  Indie
Ovčáci Flat Wind Farm 845  Spojené státy
Větrná farma Roscoe 782  Spojené státy
Středisko pro větrnou energii Horse Hollow 736  Spojené státy
Větrná farma Capricorn Ridge 662  Spojené státy
Větrná farma Fântânele-Cogealac 600  Rumunsko
Větrná farma Fowler Ridge 600  Spojené státy
Whitelee Wind Farm 539  Spojené království

Od roku 2014 je větrný průmysl v USA schopen vyrábět více energie za nižší náklady pomocí vyšších větrných turbín s delšími lopatkami, které zachycují rychlejší větry ve vyšších nadmořských výškách. To otevřelo nové příležitosti a v Indianě, Michiganu a Ohiu může cena energie z větrných turbín postavených 300 až 400 stop nad zemí nyní konkurovat konvenčním fosilním palivům, jako je uhlí. Ceny v některých případech klesly na zhruba 4 centy za kilowatthodinu a veřejné služby zvyšují množství větrné energie ve svém portfoliu s tím, že je to jejich nejlevnější varianta.

Solární tepelné elektrárny

Solární věže zleva: PS10 , PS20 .

Mezi solární tepelné elektrárny patří elektrárna 354  megawattů (MW) Solar Energy Generating Systems v USA, solární elektrárna Solnova (Španělsko, 150 MW), sluneční elektrárna Andasol (Španělsko, 100 MW), Nevada Solar One (USA, 64 MW), solární věž PS20 (Španělsko, 20 MW) a solární věž PS10 (Španělsko, 11 MW). 370 MW Ivanpah Solar Power Facility , který se nachází v kalifornské poušti Mojave , je největším projektem solární-tepelné elektrárny na světě, který je v současné době ve výstavbě. Mnoho dalších závodů je ve výstavbě nebo se plánuje, hlavně ve Španělsku a USA. V rozvojových zemích byly schváleny tři projekty Světové banky na integrované solární tepelné/kombinované plynové turbíny v Egyptě , Mexiku a Maroku .

Moderní formy bioenergie

Čistý ethanol vlevo (A), benzín vpravo (G) na čerpací stanici v Brazílii.

Celosvětová produkce ethanolu v dopravním palivu se mezi lety 2000 a 2007 ztrojnásobila ze 17 miliard na více než 52 miliard litrů, zatímco bionafta vzrostla více než desetkrát z méně než 1 miliardy na téměř 11 miliard litrů. Biopaliva představují 1,8% světového dopravního paliva a nedávné odhady naznačují pokračující vysoký růst. Hlavními producentskými zeměmi pro přepravu biopaliv jsou USA, Brazílie a EU.

Brazílie má jeden z největších programů obnovitelné energie na světě, který zahrnuje výrobu etanolového paliva z cukrové třtiny a ethanol nyní poskytuje 18 procent automobilového paliva v zemi. V důsledku toho a využívání domácích zdrojů hlubinné ropy Brazílie, která léta musela dovážet velký podíl ropy potřebné pro domácí spotřebu, nedávno dosáhla úplné soběstačnosti v kapalných palivech.

Informace o pumpě, Kalifornie

Téměř veškerý dnes prodávaný benzín ve Spojených státech je smíchán s 10 procenty ethanolu, což je směs známá jako E10, a výrobci motorových vozidel již vyrábějí vozidla určená k provozu na mnohem vyšší směsi ethanolu. Ford , DaimlerChrysler a GM patří mezi automobilové společnosti, které prodávají osobní automobily, nákladní automobily a minivany s flexibilním palivem , které mohou používat směsi benzínu a ethanolu od čistého benzínu až po 85% ethanolu (E85). Úkolem je rozšířit trh s biopalivy mimo farmářské státy, kde byly dosud nejoblíbenější. K rozšíření trhu pomůže také zákon o energetické politice z roku 2005 , který požaduje, aby se do roku 2012 ročně spotřebovalo 7,5 miliardy biolonů (28 000 000 m 3 ) biopaliv.

Rostoucí odvětví ethanolu a bionafty poskytuje pracovní místa v oblasti výstavby závodů, provozu a údržby, většinou ve venkovských komunitách. Podle Asociace pro obnovitelná paliva „průmysl etanolu vytvořil jen v roce 2005 téměř 154 000 pracovních míst v USA, což zvýšilo příjem domácností o 5,7 miliardy USD. Přispělo to také asi 3,5 miliardy dolarů na daňové příjmy na místní, státní a federální úrovni“.

Technologie třetí generace

Technologie obnovitelné energie třetí generace jsou stále ve vývoji a zahrnují pokročilé zplyňování biomasy , technologie biorafinerie , geotermální energii horké a suché horniny a oceánskou energii . Technologie třetí generace nejsou dosud široce demonstrovány nebo mají omezenou komercializaci. Mnoho z nich je na obzoru a může mít potenciál srovnatelný s jinými technologiemi obnovitelné energie, ale stále závisí na získání dostatečné pozornosti a financování výzkumu a vývoje.

Nové bioenergetické technologie

Vybrané komerční celulózové továrny na etanol
v USA
Společnost Umístění Feedstock
Bioenergie Abengoa Hugoton, KS Pšeničná sláma
Ethanol BlueFire Irvine, Kalifornie Více zdrojů
Energie na pobřeží Mexického zálivu Mossy Head, FL Dřevní odpad
Mascoma Lansing, MI Dřevo
POET LLC Emmetsburg, IA Kukuřičné klasy
SunOpta Little Falls, MN Dřevní štěpka
Xethanol Auburndale, FL Citrusové slupky
Poznámka: závody jsou buď v provozu, nebo jsou ve výstavbě

Podle Mezinárodní energetické agentury by celulózové ethanolové biorafinérie mohly umožnit biopalivům hrát v budoucnosti mnohem větší roli, než si organizace, o kterých se dříve domnívala IEA, myslely. Celulózový ethanol může být vyroben z rostlinné hmoty složené převážně z nejedlých celulózových vláken, která tvoří stonky a větve většiny rostlin. Rostlinné zbytky (jako jsou kukuřičné stonky , pšeničná sláma a rýžová sláma), dřevní odpad a komunální pevný odpad jsou potenciálními zdroji celulózové biomasy. Specializované energetické plodiny, jako je například rozinková tráva , jsou také slibnými zdroji celulózy, které lze udržitelně vyrábět v mnoha regionech.

Energie oceánu

Energie oceánu jsou všechny formy obnovitelné energie pocházející z moře, včetně vlnové energie, přílivové energie, říčního proudu, energie oceánského proudu, pobřežního větru, energie gradientu slanosti a energie tepelného gradientu oceánu.

Přehrada na Rance (240 MW) je světově první přílivová elektrárna. Zařízení se nachází na ústí řeky Rance v Bretani ve Francii. Byla otevřena 26. listopadu 1966 a v současné době ji provozuje Électricité de France a z hlediska instalovaného výkonu je největší přílivovou elektrárnou na světě.

Systémy pro těžbu elektrické energie z oceánských vln v užitném měřítku, které byly poprvé navrženy před více než třiceti lety, v poslední době získávají na síle jako životaschopná technologie. Potenciál této technologie je považován za slibný, zejména na západním pobřeží s šířkami mezi 40 a 60 stupni:

Například ve Spojeném království společnost Carbon Trust nedávno odhadla rozsah ekonomicky životaschopného offshore zdroje na 55 TWh ročně, což je asi 14% současné národní poptávky. V celé Evropě byl technologicky dosažitelný zdroj odhadován na minimálně 280 TWh ročně. V roce 2003 odhadl americký institut pro výzkum elektrické energie (EPRI) životaschopný zdroj ve Spojených státech na 255 TWh ročně (6% poptávky).

V současné době existuje devět projektů, dokončených nebo ve vývoji, u pobřeží Spojeného království, Spojených států, Španělska a Austrálie, které mají využít vzestup a pád vln od Ocean Power Technologies . Současný maximální výkon je 1,5 MW ( Reedsport, Oregon ), probíhá vývoj na 100 MW ( Coos Bay, Oregon ).

Vylepšené geotermální systémy

V roce 2008 probíhal rozvoj geotermální energie ve více než 40 zemích, což lze částečně přičíst vývoji nových technologií, například Enhanced Geothermal Systems. Rozvoj elektráren s binárním cyklem a vylepšení technologie vrtání a těžby mohou umožnit vylepšené geotermální systémy v mnohem větším geografickém rozsahu než „tradiční“ geotermální systémy. Demonstrační projekty EGS fungují v USA, Austrálii, Německu, Francii a Velké Británii.

Pokročilé solární koncepce

Kromě již zavedené solární fotovoltaiky a technologií solární tepelné energie existují tak pokročilé solární koncepty, jako je věž pro solární aktualizaci nebo vesmírná solární energie. Tyto koncepty musí být (pokud vůbec) komerčně dostupné.

Solar updraft tower (SUT) je obnovitelná energetická elektrárna na výrobu elektřiny ze slunečního tepla o nízké teplotě. Sunshine ohřívá vzduch pod velmi širokou střešní kolektorovou strukturou podobnou skleníku obklopující centrální základnu velmi vysoké komínové věže. Výsledná konvekce způsobí ve věži komínový efekt horký vzduch . Tento proud vzduchu pohání větrné turbíny umístěné v komínovém stoupacím tahu nebo kolem komínové základny k výrobě elektřiny . Plány pro zvětšené verze demonstračních modelů umožní významnou výrobu energie a mohou umožnit vývoj dalších aplikací, jako je extrakce nebo destilace vody a zemědělství nebo zahradnictví. Kliknutím sem zobrazíte studii o věži slunečního proudu a jeho vlivu

Pokročilejší verzí technologie s podobnou tematikou je motor Vortex (AVE), jehož cílem je nahradit velké fyzické komíny vírem vzduchu vytvořeným kratší, méně nákladnou strukturou.

Vesmírná sluneční energie ( SBSP ) je koncept shromažďování sluneční energie ve vesmíru (pomocí „SPS“, tj. „ Satelitu sluneční energie“ nebo „satelitního energetického systému“) pro použití na Zemi . Ve výzkumu je od začátku 70. let minulého století. SBSP by se lišil od současných metod solárního sběru v tom, že prostředky používané ke shromažďování energie by spočívaly na obíhající družici místo na zemském povrchu. Některé předpokládané výhody takového systému jsou vyšší rychlost sběru a delší doba sběru kvůli nedostatku rozptýlené atmosféry a nočního času ve vesmíru .

Průmysl obnovitelné energie

Větrná turbína Vestas
Monokrystalický solární článek

Celkové investice do energie z obnovitelných zdrojů dosáhly v roce 2010 211 miliard USD, což je nárůst ze 160 miliard USD v roce 2009. Mezi nejlepší země pro investice v roce 2010 patřila Čína, Německo, Spojené státy, Itálie a Brazílie. Očekává se pokračující růst v odvětví obnovitelné energie a propagační politiky pomohly průmyslu překonat hospodářskou krizi v roce 2009 lépe než mnoho jiných odvětví.

Větrné energetické společnosti

Od roku 2010 je Vestas (z Dánska) špičkovým světovým výrobcem větrných turbín, pokud jde o procento objemu trhu, a na druhém místě je Sinovel (z Číny). Vestas a Sinovel společně dodaly v roce 2010 10 228 MW nové kapacity větrné energie a jejich podíl na trhu činil 25,9 procenta. Na třetím místě byla společnost GE Energy (USA), těsně za ní Goldwind , další čínský dodavatel. Němec Enercon je na pátém místě na světě a na šestém místě ho následuje indický Suzlon .

Trhy fotovoltaického trhu

Trh se solárními fotovoltaickými články v posledních několika letech roste. Podle společnosti Solar PV research company, PVinsights, celosvětová dodávka solárních modulů v roce 2011 činila kolem 25 GW a meziroční růst zásilky se pohyboval kolem 40%. Prvními 5 hráči solárních modulů v roce 2011 jsou Suntech, First Solar, Yingli, Trina a Sungen. Podle zprávy společnosti PVinsights o tržní inteligenci mělo 5 největších společností vyrábějících solární moduly 51,3% tržní podíl solárních modulů.


Žebříček 2013

Společnost solárních modulů
Změna od roku
2012
Země
1 Zelená energie Yingli - Čína Čína
2 Trina Solar +1 Čína Čína
3 Sharp Solar +3 Japonsko Japonsko
4 Canadian Solar - Kanada Kanada
5 Jinko Solar +3 Čína Čína
6 ReneSola +7 Čína Čína
7 První sluneční −2 Spojené státy Spojené státy
8 Hanwha Solarone +2 Jižní Korea Jižní Korea
9 Kyocera +5 Japonsko Japonsko
10 JA Solar −3 Čína Čína
Prameny:

FV průmysl zaznamenal pokles cen modulů od roku 2008. Na konci roku 2011 klesly ceny brány pro fotovoltaické moduly z krystalického křemíku pod hranici 1,00 USD/W. Instalované náklady 1,00 USD/W jsou v FV průmyslu často považovány za označení dosažení parity sítě pro FVE. Tato snížení zaskočila mnoho zúčastněných stran, včetně průmyslových analytiků, a vnímání současné ekonomiky sluneční energie často zaostává za realitou. Některé zúčastněné strany mají stále perspektivu, že solární fotovoltaika zůstává na nedotovaném základě příliš nákladná, než aby mohla konkurovat konvenčním možnostem výroby. Přesto technologický pokrok, zlepšení výrobních procesů a restrukturalizace průmyslu znamenají, že v příštích letech pravděpodobně dojde k dalšímu snížení cen.

Top 10 fotovoltaických zemí v roce 2014 (MW)
Celková kapacita
1. Německo Německo 38 200
2. Čína Čína 28,199
3. Japonsko Japonsko 23 300
4. Itálie Itálie 18 460
5. Spojené státy Spojené státy 18,280
6. Francie Francie 5 660
7. Španělsko Španělsko 5 358
8. Spojené království Spojené království 5,104
9. Austrálie Austrálie 4,136
10. Belgie Belgie 3074
Přidaná kapacita
1. Čína Čína 10 560
2. Japonsko Japonsko 9700
3. Spojené státy Spojené státy 6,201
4. Spojené království Spojené království 2 273
5. Německo Německo 1 900
6. Francie Francie 927
7. Austrálie Austrálie 910
8. Jižní Korea Jižní Korea 909
9. Jižní Afrika Jižní Afrika 800
10. Indie Indie 616

Data: IEA-PVPS Snapshot of Global PV 1992–2014 report, březen 2015 Kompletní a průběžně aktualizovaný seznam
najdete také v sekci Nasazení podle zemí

Netechnické překážky přijetí

Bylo vyvinuto mnoho energetických trhů, institucí a politik na podporu výroby a využívání fosilních paliv. Novější a čistší technologie mohou nabídnout sociální a environmentální výhody, ale provozovatelé veřejných služeb často odmítají obnovitelné zdroje, protože jsou vyškoleni myslet pouze na velké konvenční elektrárny. Spotřebitelé často ignorují systémy obnovitelné energie, protože nedostávají přesné cenové signály o spotřebě elektřiny. Úmyslné narušení trhu (například subvence) a neúmyslné narušení trhu (například rozdělené pobídky) může fungovat proti obnovitelným zdrojům. Benjamin K. Sovacool tvrdil, že „některé z nejtajnějších , ale přesto nejsilnějších překážek, kterým čelí obnovitelná energie a energetická účinnost ve Spojených státech, jsou více o kultuře a institucích než o inženýrství a vědě“.

Překážky rozšířené komercializace technologií obnovitelné energie jsou především politické, nikoli technické, a existuje mnoho studií, které identifikovaly řadu „netechnických překážek“ využívání obnovitelné energie. Tyto překážky jsou překážkami, které kladou obnovitelnou energii na marketingovou, institucionální nebo politickou nevýhodu ve srovnání s jinými formami energie. Mezi hlavní překážky patří:

  • Obtížnost překonávání zavedených energetických systémů, což zahrnuje potíže se zaváděním inovativních energetických systémů, zejména pro distribuovanou výrobu, jako je fotovoltaika, z důvodu technologického blokování, trhů s elektřinou určených pro centralizované elektrárny a kontroly trhu zavedenými provozovateli. Jak uvádí Sternův přehled o ekonomice změny klimatu :

"Národní sítě jsou obvykle přizpůsobeny provozu centralizovaných elektráren, a tím upřednostňují jejich výkon. Technologie, které se do těchto sítí snadno nevejdou, mohou mít potíže se vstupem na trh, i když je samotná technologie komerčně životaschopná. To platí pro distribuovanou výrobu jako většina sítí není vhodná pro příjem elektřiny z mnoha malých zdrojů. Velké obnovitelné zdroje mohou také narazit na problémy, pokud jsou umístěny v oblastech daleko od stávajících sítí. “

  • Nedostatek podpory vládní politiky, což zahrnuje nedostatek politik a předpisů podporujících zavádění technologií obnovitelné energie a přítomnost politik a předpisů, které brání rozvoji obnovitelné energie a podporují rozvoj konvenční energie. Mezi příklady patří dotace na fosilní paliva , nedostatečné pobídky pro obnovitelné zdroje energie založené na spotřebitelích , upisování vlád při haváriích jaderných elektráren a složité územní a povolovací procesy pro obnovitelnou energii.
  • Nedostatek šíření informací a povědomí spotřebitelů.
  • Vyšší kapitálové náklady na technologie obnovitelné energie ve srovnání s konvenčními energetickými technologiemi.
  • Nedostatečné možnosti financování projektů obnovitelné energie, včetně nedostatečného přístupu k dostupnému financování pro vývojáře projektů, podnikatele a spotřebitele.
  • Nedokonalé kapitálové trhy, které zahrnují selhání internalizace všech nákladů na konvenční energii (např. Účinky znečištění ovzduší, riziko narušení dodávek) a selhání internalizace všech výhod obnovitelné energie (např. Čistší vzduch, energetická bezpečnost).
  • Nedostatečné dovednosti a odborná příprava pracovní síly, což zahrnuje nedostatek odpovídajících vědeckých, technických a výrobních dovedností potřebných pro výrobu energie z obnovitelných zdrojů; nedostatek spolehlivé instalace, údržby a inspekčních služeb; a neschopnost vzdělávacího systému poskytnout adekvátní školení o nových technologiích.
  • Nedostatek odpovídajících kódů, standardů, propojení sítí a pokynů pro měření sítě.
  • Špatné vnímání estetiky systému obnovitelné energie veřejností.
  • Nedostatek účasti zúčastněných stran/komunity a spolupráce při výběru energií a projektech obnovitelné energie.

S tak širokou škálou netechnických překážek neexistuje řešení „stříbrné kulky“, které by pohánělo přechod k obnovitelné energii. V ideálním případě tedy existuje potřeba několika různých typů politických nástrojů, které by se vzájemně doplňovaly a překonávaly různé druhy překážek.

Je třeba vytvořit politický rámec, který vyrovná podmínky a napraví nerovnováhu tradičních přístupů spojených s fosilními palivy. Politické prostředí musí držet krok s širokými trendy v energetickém odvětví a také musí odrážet konkrétní sociální, ekonomické a environmentální priority. Některé země bohaté na zdroje se snaží odklonit se od fosilních paliv a dosud nepřijaly regulační rámce nezbytné pro rozvoj obnovitelné energie (např. Rusko).

Krajina veřejné politiky

Veřejná politika má svou roli v komercializaci obnovitelné energie, protože systém volného trhu má některá zásadní omezení. Jak uvádí Stern Review :

Na liberalizovaném trhu s energií by investoři, provozovatelé a spotřebitelé měli nést plnou cenu svých rozhodnutí. To ale v mnoha ekonomikách nebo energetických odvětvích neplatí. Mnoho politik narušuje trh ve prospěch stávajících technologií fosilních paliv.

Mezinárodní energetická společnost Solar uvedl, že „historické pobídky pro konvenčních energetických zdrojů pokračovat i dnes zkreslení trhy tím, že pohřbí mnoho reálných společenských nákladů na jejich použití.“

Energetické systémy pro fosilní paliva mají jiné náklady a vlastnosti pro výrobu, přenos a konečné použití než systémy pro obnovitelné zdroje energie a jsou zapotřebí nové propagační politiky, které zajistí, aby se obnovitelné systémy vyvíjely tak rychle a široce, jak je sociálně žádoucí.

Lester Brown uvádí, že trh „nezahrnuje nepřímé náklady na poskytování zboží nebo služeb do cen, neváží si přiměřeně služeb přírody a nerespektuje prahy udržitelných výnosů přírodních systémů“. Rovněž upřednostňuje krátkodobý výhled v dlouhodobém horizontu, což ukazuje omezené znepokojení pro budoucí generace. Přesouvání daní a subvencí může pomoci tyto problémy překonat, je však také problematické kombinovat různé mezinárodní normativní režimy upravující tento problém.

Přesouvání daní

Ekonomové velmi často diskutovali a schválili posun daní. Zahrnuje snížení daní z příjmu a současně zvýšení poplatků za činnosti ničící životní prostředí, aby se vytvořil trh, který bude reagovat lépe. Například daň z uhlí, která by zahrnovala zvýšené náklady na zdravotní péči spojenou s dýcháním znečištěného vzduchu, náklady na poškození kyselými dešti a náklady na narušení klimatu, by povzbudila investice do obnovitelných technologií. Několik západoevropských zemí již přesouvá daně v procesu známém jako ekologická daňová reforma.

V roce 2001 Švédsko zahájilo novou 10letou změnu v oblasti environmentálních daní, jejímž cílem je převedení daní z příjmu ve výši 30 miliard korun (3,9 miliardy dolarů) na daně z činností poškozujících životní prostředí. Dalšími evropskými zeměmi s významným úsilím o daňovou reformu jsou Francie, Itálie, Norsko, Španělsko a Spojené království. Dvě přední asijské ekonomiky, Japonsko a Čína, zvažují uhlíkové daně.

Přesouvání dotací

Stejně jako existuje potřeba daňového přesouvání, existuje také potřeba přesouvání dotací. Dotace nejsou ve své podstatě špatná věc, protože mnoho technologií a průmyslových odvětví vzniklo prostřednictvím vládních dotačních schémat. The Stern Review vysvětluje, že z 20 klíčových inovací za posledních 30 let byla pouze jedna ze 14 financována výhradně soukromým sektorem a devět bylo zcela financováno z veřejných zdrojů. Pokud jde o konkrétní příklady, internet byl výsledkem veřejně financovaných propojení mezi počítači ve vládních laboratořích a výzkumných ústavech. A kombinace federálního daňového odpočtu a silného státního daňového odpočtu v Kalifornii pomohla vytvořit moderní průmysl větrné energie.

Lester Brown tvrdil, že „svět, který čelí vyhlídce na ekonomicky narušující změnu klimatu, již nemůže ospravedlňovat dotace na rozšíření spalování uhlí a ropy. Přesun těchto dotací na rozvoj energeticky příznivých zdrojů klimatu, jako je vítr, sluneční energie, biomasa, a geotermální energie je klíčem ke stabilizaci zemského klimatu. “ Mezinárodní společnost pro sluneční energii se zasazuje o „vyrovnání podmínek“ napravením přetrvávajících nerovností ve veřejných dotacích energetických technologií a výzkumu a vývoje, v nichž získávají největší podíl finanční podpory fosilní paliva a jaderná energie.

Některé země eliminují nebo snižují dotace narušující klima a Belgie, Francie a Japonsko postupně ukončily veškeré dotace na uhlí. Německo snižuje dotaci uhlí. Dotace klesla z 5,4 miliardy USD v roce 1989 na 2,8 miliardy USD v roce 2002 a Německo tím snížilo spotřebu uhlí o 46 procent. Čína snížila svou dotaci na uhlí ze 750 milionů USD v roce 1993 na 240 milionů USD v roce 1995 a nedávno zavedla daň z uhlí s vysokým obsahem síry. Spojené státy však stále více podporují fosilní paliva a jaderný průmysl.

V listopadu 2011 zpráva IEA s názvem Nasazení obnovitelných zdrojů 2011 uvádí, že „dotace do technologií zelené energie, které dosud nebyly konkurenceschopné, jsou odůvodněné, aby byly pobídkou k investování do technologií s jasnými přínosy pro životní prostředí a energetickou bezpečnost“. Zpráva IEA nesouhlasila s tvrzením, že technologie obnovitelné energie jsou životaschopné pouze prostřednictvím nákladných dotací a nejsou schopny vyrábět energii spolehlivě, aby uspokojily poptávku.

Spravedlivé a účinné ukládání subvencí na obnovitelné energie a zaměřené na udržitelný rozvoj však vyžaduje koordinaci a regulaci na celosvětové úrovni, protože subvence poskytnuté v jedné zemi mohou snadno narušit průmyslová odvětví a politiky ostatních, a tím zdůraznit význam této otázky pro Světová obchodní organizace.

Cíle obnovitelné energie

Stanovení národních cílů v oblasti energie z obnovitelných zdrojů může být důležitou součástí politiky v oblasti energie z obnovitelných zdrojů a tyto cíle jsou obvykle definovány jako procento směsi výroby primární energie a/nebo elektřiny. Například Evropská unie předepsal orientační cíl energie z obnovitelných zdrojů ve výši 12 procent z celkové EU energetickém mixu a 22 procent spotřeby elektřiny do roku 2010. národní cíle pro jednotlivé členské státy EU byly rovněž stanoveny pro splnění celkového cíle. Mezi další rozvinuté země s definovanými národními nebo regionálními cíli patří Austrálie, Kanada, Izrael, Japonsko, Korea, Nový Zéland, Norsko, Singapur, Švýcarsko a některé státy USA.

Vnitrostátní cíle jsou také důležitou součástí strategií obnovitelné energie v některých rozvojových zemích . Mezi rozvojové země s cíli v oblasti obnovitelné energie patří Čína, Indie, Indonésie, Malajsie, Filipíny, Thajsko, Brazílie, Egypt, Mali a Jižní Afrika. Cíle stanovené mnoha rozvojovými zeměmi jsou ve srovnání s cíli v některých průmyslových zemích poměrně skromné.

Cíle obnovitelné energie ve většině zemí jsou orientační a nezávazné, ale pomohly vládním akcím a regulačním rámcům. Program OSN pro životní prostředí navrhl, že vytvoření právně závazných cílů v oblasti energie z obnovitelných zdrojů by mohlo být důležitým politickým nástrojem k dosažení vyšší penetrace trhu s obnovitelnou energií.

Vyrovnání hřiště

IEA identifikovala tři opatření, která umožní obnovitelné energii a dalším technologiím čisté energie „účinněji soutěžit o kapitál soukromého sektoru“.

  • „Za prvé, ceny energií musí přiměřeně odrážet„ skutečné náklady “na energii (např. Prostřednictvím cen uhlíku ), aby byly plně zohledněny pozitivní i negativní dopady výroby a spotřeby energie“. Příklad: Nové britské jaderné elektrárny stojí 92,50 GBP/MWh, zatímco pobřežní větrné farmy ve Velké Británii jsou podporovány částkou 74,2 EUR/MWh za cenu 150 GBP v roce 2011, která v roce 2022 klesne na 130 GBP za MWh. V Dánsku může být cena 84 EUR/MWh.
  • „Zadruhé, neefektivní subvence na fosilní paliva musí být odstraněny a zároveň musí být zajištěn přístup všech občanů k dostupné energii“.
  • „Zatřetí, vlády musí vyvinout politické rámce, které podporují investice soukromého sektoru do energetických možností s nižšími emisemi uhlíku“.

Zelené stimulační programy

V reakci na globální finanční krizi na konci dvacátých let učinily hlavní světové vlády z programů „zeleného stimulu“ jeden ze svých hlavních politických nástrojů na podporu hospodářské obnovy. Na energii z obnovitelných zdrojů a energetickou účinnost bylo alokováno přibližně 188 miliard USD v rámci zelených stimulačních prostředků, které mají být vynaloženy hlavně v letech 2010 a 2011.

Regulace energetického sektoru

Veřejná politika určuje, do jaké míry má být obnovitelná energie (RE) začleněna do generačního mixu rozvinuté nebo rozvojové země. Regulátoři energetického sektoru tuto politiku provádějí - ovlivňují tak tempo a strukturu investic do RE a připojení k síti. Energetické regulační orgány mají často pravomoc vykonávat řadu funkcí, které mají dopad na finanční proveditelnost projektů obnovitelné energie. Mezi takové funkce patří vydávání licencí, stanovování výkonnostních standardů, sledování výkonnosti regulovaných firem, určování cenové hladiny a struktury sazeb, zavádění jednotných účetních systémů, rozhodování sporů mezi zúčastněnými stranami (jako je rozdělení nákladů na propojení), provádění auditů řízení, rozvoj lidských zdrojů agentury (odborné znalosti), podávání zpráv o sektorových a provizních činnostech vládním orgánům a koordinace rozhodnutí s jinými vládními agenturami. Regulátory tedy činí širokou škálu rozhodnutí, která ovlivňují finanční výsledky spojené s investicemi do RE. Kromě toho je sektorový regulátor schopen poskytnout vládě rady ohledně úplných důsledků zaměření na změnu klimatu nebo energetickou bezpečnost. Regulátor energetického sektoru je přirozeným zastáncem účinnosti a omezování nákladů v celém procesu navrhování a provádění politik RE. Jelikož se politiky neprovádějí samy, regulátory energetického sektoru se stávají klíčovým zprostředkovatelem (nebo blokátorem) investic do obnovitelné energie.

Energetická transformace v Německu

Fotovoltaické pole a větrné turbíny na větrné farmě Schneebergerhof v německém státě Rheinland-Pfalz
Podíl německé výroby elektřiny na trhu 2014

Energiewende ( Němec pro energetické transformace ) je přechod od Německa k nízkouhlíkové , ekologické, spolehlivé a dostupné dodávky energie. Nový systém bude do značné míry záviset na energetické účinnosti obnovitelné energie (zejména větrné , fotovoltaické a biomasy ) a na řízení poptávky po energii . Většinu, ne-li celou existující uhelnou generaci, bude nutné vyřadit. Vyřazování z německé flotily jaderných reaktorů , bude dokončena do roku 2022, je klíčovou součástí programu.

Legislativní podpora Energiewende byla schválena na konci roku 2010 a zahrnuje snížení skleníkových plynů (GHG) o 80–95% do roku 2050 (ve srovnání s rokem 1990) a cíl v oblasti obnovitelné energie o 60% do roku 2050. Tyto cíle jsou ambiciózní. Institut politiky v Berlíně Agora Energiewende poznamenal, že „ačkoli německý přístup není celosvětový ojedinělý, rychlost a rozsah Energiewende jsou výjimečné“. Energiewende také usiluje o transparentnost větší ve vztahu k národní energetické politiky formace.

Německo dosáhlo významného pokroku ve svém cíli snížení emisí skleníkových plynů a v letech 1990 až 2014 dosáhlo 27% snížení. Německo však bude muset zachovat průměrnou míru snižování emisí skleníkových plynů 3,5% ročně, aby dosáhlo svého cíle Energiewende , který se rovná maximálnímu historickému hodnotu dosud.

Německo vynakládá 1,5  miliardy EUR ročně na energetický výzkum (údaj z roku 2013) ve snaze vyřešit technické a sociální problémy nastolené přechodem. To zahrnuje řadu počítačových studií, které potvrdily proveditelnost a podobné náklady (vzhledem k běžnému podnikání a vzhledem k tomu, že uhlík má adekvátní cenu) Energiewende .

Tyto iniciativy přesahují rámec legislativy Evropské unie a národních politik jiných evropských států. Politické cíle byly přijaty německou federální vládou a vedly k obrovskému rozšíření obnovitelných zdrojů, zejména větrné energie. Podíl Německa na obnovitelných zdrojích se zvýšil z přibližně 5% v roce 1999 na 22,9% v roce 2012, což překonalo průměr OECD v 18% využívání obnovitelných zdrojů. Producentům je garantován pevný výkupní tarif po dobu 20 let, což zaručuje stálý příjem. Byla vytvořena energetická družstva a bylo vyvinuto úsilí o decentralizaci kontroly a zisku. Velké energetické společnosti mají na trhu s obnovitelnými zdroji nepřiměřeně malý podíl. V některých případech však špatné investiční plány způsobily bankroty a nízké výnosy a ukázalo se, že nerealistické sliby jsou daleko od reality. Jaderné elektrárny byly uzavřeny a stávajících devět elektráren se zavře dříve, než bylo plánováno, v roce 2022.

Jedním z faktorů, které bránily efektivnímu využívání nových obnovitelných zdrojů energie, byla absence doprovodných investic do energetické infrastruktury pro uvedení energie na trh. Předpokládá se, že musí být postaveno nebo modernizováno 8300 km elektrického vedení. Různé německé státy mají k výstavbě nových elektrických vedení různé postoje. Průmyslu byly zmrazeny sazby, a proto byly zvýšené náklady na Energiewende přeneseny na spotřebitele, kterým rostly účty za elektřinu.

Dobrovolné tržní mechanismy pro obnovitelnou elektřinu

Dobrovolné trhy, označované také jako trhy se zelenou energií, jsou poháněny preferencemi spotřebitelů. Dobrovolné trhy umožňují spotřebiteli rozhodnout se dělat více, než vyžadují politická rozhodnutí, a omezit dopady používání elektřiny na životní prostředí. Aby byly produkty dobrovolné ekologické energie úspěšné, musí nabídnout kupujícím značný přínos a hodnotu. Mezi výhody může patřit nulové nebo snížené emise skleníkových plynů, další snížení znečištění nebo jiná ekologická zlepšení v elektrárnách.

Hnacími faktory dobrovolné zelené elektřiny v EU jsou liberalizované trhy s elektřinou a směrnice o obnovitelných zdrojích energie. Podle směrnice musí členské státy EU zajistit, aby bylo možné zaručit původ elektřiny vyrobené z obnovitelných zdrojů, a proto musí být vydána „záruka původu“ (článek 15). Ekologické organizace využívají dobrovolný trh k vytváření nových obnovitelných zdrojů a zlepšování udržitelnosti stávající výroby energie. V USA je hlavním nástrojem pro sledování a stimulaci dobrovolných akcí program Green-e spravovaný Centrem pro řešení zdrojů . V Evropě je hlavním dobrovolným nástrojem používaným nevládními organizacemi k podpoře udržitelné výroby elektřiny značka EKOenergy .

Nedávný vývoj

Globální předpokládaný růst investic do obnovitelné energie (2007–2017)

Řada událostí v roce 2006 posunula obnovitelnou energii do politické agendy, včetně amerických střednědobých voleb v listopadu, které potvrdily čistou energii jako hlavní problém. Také v roce 2006 se Sternův přezkum stal silným ekonomickým důvodem pro investice do nízkouhlíkových technologií nyní a tvrdil, že hospodářský růst nemusí být neslučitelný se snižováním spotřeby energie. Podle analýzy trendů z Programu OSN pro životní prostředí , změna klimatu obavy spojené s nedávno vysoké ceny ropy a rostoucí státní podpory jsou hnací rostoucí míru investic do obnovitelných zdrojů energie a energetické účinnosti průmyslu.

Investiční kapitál proudící do obnovitelných zdrojů energie dosáhl v roce 2007 rekordních 77 miliard USD, přičemž vzestupný trend pokračuje i v roce 2008. OECD stále dominuje, ale v současné době roste aktivita společností v Číně, Indii a Brazílii. Čínské společnosti byly druhým největším příjemcem rizikového kapitálu v roce 2006 po USA. Ve stejném roce byla Indie největším čistým nákupcem společností v zahraničí, zejména na zavedenějších evropských trzích.

Nové vládní výdaje, regulace a politiky pomohly průmyslu překonat hospodářskou krizi v roce 2009 lépe než mnoho jiných odvětví. Nejpozoruhodnější je, že americký prezident Barack Obama je americký zotavení a Reinvestování zákona v roce 2009 zahrnuty více než $ 70 miliard v přímých výdajů a daňových úlev pro čistou energii a souvisejících dopravních programů. Tato kombinace politik a stimulů představuje největší federální závazek v historii USA týkající se obnovitelných zdrojů, pokročilé dopravy a iniciativ na zachování energie. Na základě těchto nových pravidel posílilo své programy čisté energie mnohem více utilit. Clean Edge naznačuje, že komercializace čisté energie pomůže zemím po celém světě vyrovnat se se současnou ekonomickou malátností. Kdysi slibných solární energie společnost Solyndra , se zapojil do politické diskuse zahrnující amerického prezidenta Baracka Obamy a jeho správy oprávnění ‚s o 535 milionů $ úvěrové záruky na Corporation v roce 2009 jako součást programu na podporu alternativní růst energie. Společnost ukončila veškerou podnikatelskou činnost, podala žádost podle článku 11 konkurzního zákona a na začátku září 2011 propustila téměř všechny své zaměstnance.

Ve svém projevu o stavu Unie ze dne 24. ledna 2012 prezident Barack Obama zopakoval svůj závazek k obnovitelné energii. Obama řekl, že „neodejde od příslibu čisté energie“. Obama vyzval ministerstvo obrany k závazku nakoupit 1 000 MW obnovitelné energie. Zmínil také dlouhodobý závazek ministerstva vnitra povolit v roce 2012 10 000 MW projektů obnovitelné energie na veřejných pozemcích.

Od roku 2012 hraje obnovitelná energie hlavní roli v energetickém mixu mnoha zemí na celém světě. Obnovitelné zdroje jsou v rozvojových i rozvinutých zemích stále ekonomičtější. Ceny za technologie obnovitelných energií, především větrné a solární energie, nadále klesaly, čímž se obnovitelné zdroje staly konkurenceschopnými s konvenčními zdroji energie. Bez rovných podmínek však vysoká penetrace obnovitelných zdrojů na trh stále závisí na důkladných propagačních politikách. Dotace na fosilní paliva, které jsou mnohem vyšší než dotace na energii z obnovitelných zdrojů, zůstávají zachovány a je třeba je rychle ukončit.

Generální tajemník OSN Pan Ki-mun prohlásil, že „obnovitelná energie má schopnost pozvednout nejchudší národy na novou úroveň prosperity“. V říjnu 2011 „oznámil vytvoření skupiny na vysoké úrovni, která by probudila podporu přístupu k energii, energetické účinnosti a většího využívání obnovitelných zdrojů energie. Skupině bude společně předsedat Kandeh Yumkella, předseda OSN pro energetiku a generální ředitel Organizace OSN pro průmyslový rozvoj a Charles Holliday, předseda Bank of America “.

Celosvětové využívání solární a větrné energie v roce 2012 nadále výrazně rostlo. Spotřeba sluneční energie se zvýšila o 58 procent na 93 terawatthodin (TWh). Využití větrné energie v roce 2012 vzrostlo o 18,1 procenta na 521,3 TWh. Globální instalované kapacity solární a větrné energie se nadále rozšiřovaly, přestože nové investice do těchto technologií v průběhu roku 2012 klesaly. Celosvětové investice do solární energie v roce 2012 činily 140,4 miliardy USD, což je pokles o 11 procent oproti roku 2011, a investice do větrné energie se snížily o 10,1 procenta na 80,3 USD. miliarda. Ale kvůli nižším výrobním nákladům na obě technologie celkové instalované kapacity prudce rostly. Tento pokles investic, ale růst instalované kapacity, může opět nastat v roce 2013. Analytici očekávají, že se trh do roku 2030 ztrojnásobí. V roce 2015 investice do obnovitelných zdrojů převyšovaly fosilie.

100% obnovitelná energie

Obnovitelná energie vyjádřená v % z celkové spotřeby energie (2015)

Motivace využívat 100% obnovitelné energie pro elektřinu, dopravu nebo dokonce celkové dodávky primární energie na celém světě byla motivována globálním oteplováním a dalšími ekologickými i ekonomickými problémy. V hodnocení mezivládního panelu pro změnu klimatu scénářů využití energie, které by udrželo globální oteplování na přibližně 1,5 stupně, se podíl primární energie dodávané z obnovitelných zdrojů zvyšuje z 15% v roce 2020 na 60% v roce 2050 (mediánové hodnoty napříč všemi publikovanými cesty). Podíl primární energie dodávané biomasou se zvyšuje z 10% na 27% s účinnými kontrolami, zda se při pěstování biomasy mění využití půdy. Podíl větru a slunce se zvyšuje z 1,8% na 21%.

Na národní úrovni již má nejméně 30 zemí po celém světě obnovitelnou energii, která přispívá více než 20% dodávek energie.

Mark Z. Jacobson , profesor stavebního a environmentálního inženýrství na Stanfordské univerzitě a ředitel programu Atmosféra a energie, říká, že výroba veškeré nové energie pomocí větrné energie , solární energie a vodní energie do roku 2030 je proveditelná a stávající opatření pro dodávky energie by bylo možné do roku 2050 nahradit Bariéry provádění plánu obnovitelné energie jsou považovány za „především sociální a politické, nikoli technologické nebo ekonomické“. Jacobson říká, že náklady na energii u větrného, ​​solárního a vodního systému by měly být podobné dnešním nákladům na energii.

Podobně ve Spojených státech nezávislá národní rada pro výzkum poznamenala, že „existuje dostatek domácích obnovitelných zdrojů, které by umožnily obnovitelné elektřině hrát významnou roli v budoucí výrobě elektřiny, a pomoci tak čelit problémům souvisejícím se změnou klimatu, energetickou bezpečností a eskalací nákladů na energii ... Obnovitelná energie je atraktivní volbou, protože obnovitelné zdroje dostupné ve Spojených státech, souhrnně, mohou dodávat podstatně větší množství elektřiny, než je celková současná nebo předpokládaná domácí poptávka. “

Nejvýznamnější překážky bránící rozsáhlému provádění rozsáhlých strategií obnovitelné energie a nízkouhlíkové energie jsou především politické a nikoli technologické. Podle zprávy Post Carbon Pathways z roku 2013 , která přezkoumala mnoho mezinárodních studií, jsou klíčovými překážkami: popření změny klimatu , lobby fosilních paliv , politická nečinnost, neudržitelná spotřeba energie, zastaralá energetická infrastruktura a finanční omezení.

Energetická účinnost

Přechod na energetickou udržitelnost bude vyžadovat změny nejen ve způsobu dodávek energie, ale také ve způsobu jejího využívání a snížení množství energie potřebné k dodání různých zboží nebo služeb je zásadní. Příležitosti ke zlepšení na straně poptávky energetické rovnice jsou stejně bohaté a rozmanité jako na straně nabídky a často nabízejí významné ekonomické výhody.

Udržitelná energetická ekonomika vyžaduje závazky v oblasti obnovitelných zdrojů i účinnosti. Obnovitelná energie a energetická účinnost jsou údajně „dvojitými pilíři“ politiky udržitelné energie . Americká rada pro energeticky efektivní hospodářství vysvětlila, že oba zdroje musí být vyvinuty za účelem stabilizace a snížení emisí oxidu uhličitého:

Účinnost je zásadní pro zpomalení růstu poptávky po energii, aby rostoucí dodávky čisté energie mohly hluboce omezit využívání fosilních paliv. Pokud využívání energie roste příliš rychle, bude rozvoj obnovitelné energie pronásledovat ustupující cíl. Podobně, pokud se dodávky čisté energie rychle nepřipojí k internetu, zpomalení růstu poptávky pouze začne snižovat celkové emise; je také nutné snížit obsah uhlíku v energetických zdrojích.

IEA uvedla, že politiky v oblasti obnovitelné energie a energetické účinnosti jsou doplňkovými nástroji pro rozvoj budoucnosti udržitelné energie a měly by být rozvíjeny společně, místo aby byly vyvíjeny izolovaně.

Viz také

Seznamy

Témata

Lidé

Reference

Bibliografie

externí odkazy