_-_renewable_energy.svg/1280px-20201019_Levelized_Cost_of_Energy_(LCOE,_Lazard)_-_renewable_energy.svg.png)
Коммерциализация возобновляемой энергии включает в себя развертывание трех поколений технологий возобновляемой энергии, которым более 100 лет. Технологии первого поколения, которые уже являются зрелыми и экономически конкурентоспособными, включают биомассу , гидроэлектроэнергию , геотермальную энергию и тепло. Технологии второго поколения готовы к рынку и развертываются в настоящее время; они включают солнечное отопление , фотоэлектричество , ветровую энергию , солнечные тепловые электростанции и современные формы биоэнергии . Технологии третьего поколения требуют постоянных усилий в области НИОКР для того, чтобы внести большой вклад в глобальном масштабе, и включают в себя передовую газификацию биомассы , геотермальную энергию горячих сухих пород и энергию океана . [6] В 2019 году почти 75% новых установленных мощностей по производству электроэнергии использовали возобновляемые источники энергии [7] , и Международное энергетическое агентство (МЭА) предсказало, что к 2025 году возобновляемые мощности будут соответствовать 35% мирового производства электроэнергии. [8]
Государственная политика и политическое лидерство помогают «уравнять шансы» и способствовать более широкому принятию технологий возобновляемой энергии. [9] [10] [11] Такие страны, как Германия, Дания и Испания, лидируют в реализации инновационной политики, которая обеспечила большую часть роста за последнее десятилетие. По состоянию на 2014 год Германия взяла на себя обязательство по переходу « Energiewende » к устойчивой энергетической экономике, а Дания взяла на себя обязательство по 100%-ному переходу на возобновляемую энергию к 2050 году. В настоящее время 144 страны имеют цели политики возобновляемой энергии .
Возобновляемая энергетика продолжила свой быстрый рост в 2015 году, обеспечив множество преимуществ. Был установлен новый рекорд по установленной мощности ветряных и фотоэлектрических установок (64 ГВт и 57 ГВт) и новый максимум в 329 миллиардов долларов США для глобальных инвестиций в возобновляемые источники энергии. Ключевым преимуществом, которое приносит этот рост инвестиций, является рост рабочих мест. [12] Лидерами инвестиций в последние годы были Китай, Германия, Испания, США, Италия и Бразилия. [10] [13] Компании в области возобновляемой энергии включают BrightSource Energy , First Solar , Gamesa , GE Energy , Goldwind , Sinovel , Targray , Trina Solar , Vestas и Yingli . [14] [15]
Проблемы изменения климата [16] [17] [18] также стимулируют рост в отраслях возобновляемой энергетики. [19] [20] Согласно прогнозу МЭА за 2011 год, солнечные электростанции могут производить большую часть электроэнергии в мире в течение 50 лет, сокращая выбросы вредных парниковых газов . [21]
.png/1280px-Global_public_support_for_energy_sources_(Ipsos_2011).png)
Изменение климата , загрязнение и энергетическая нестабильность являются значительными проблемами, и для их решения требуются серьезные изменения в энергетической инфраструктуре. [23] Технологии возобновляемой энергии вносят существенный вклад в портфель поставок энергии, поскольку они способствуют мировой энергетической безопасности , снижают зависимость от ископаемого топлива , а некоторые также предоставляют возможности для смягчения последствий выбросов парниковых газов . [6] Нарушающие климат ископаемые виды топлива заменяются чистыми, стабилизирующими климат, неистощимыми источниками энергии:
...переход от угля, нефти и газа к энергии ветра, солнца и геотермальной энергии идет полным ходом. В старой экономике энергия вырабатывалась путем сжигания чего-либо — нефти, угля или природного газа, что приводило к выбросам углерода, которые стали определять нашу экономику. Новая энергетическая экономика использует энергию ветра, энергию, исходящую от солнца, и тепло из самой земли. [24]
В международных опросах общественного мнения наблюдается сильная поддержка различных методов решения проблемы энергоснабжения. Эти методы включают продвижение возобновляемых источников, таких как солнечная энергия и энергия ветра, требование к коммунальным службам использовать больше возобновляемой энергии и предоставление налоговых льгот для поощрения разработки и использования таких технологий. Ожидается, что инвестиции в возобновляемую энергию окупятся экономически в долгосрочной перспективе. [25]
Страны-члены ЕС продемонстрировали поддержку амбициозным целям в области возобновляемой энергии. В 2010 году Eurobarometer опросил двадцать семь стран-членов ЕС о цели «увеличить долю возобновляемой энергии в ЕС на 20 процентов к 2020 году». Большинство людей во всех двадцати семи странах либо одобрили цель, либо призвали к ее расширению. По всему ЕС 57 процентов посчитали предложенную цель «примерно правильной», а 16 процентов посчитали ее «слишком скромной». Для сравнения, 19 процентов назвали ее «слишком амбициозной». [26]
По состоянию на 2011 год появились новые доказательства того, что традиционные источники энергии сопряжены со значительными рисками, и что необходимы серьезные изменения в структуре энергетических технологий:
Несколько трагедий в горнодобывающей промышленности по всему миру подчеркнули человеческие потери в цепочке поставок угля. Новые инициативы Агентства по охране окружающей среды, направленные на борьбу с токсичными веществами в воздухе, угольной золой и выбросами сточных вод, подчеркивают воздействие угля на окружающую среду и стоимость решения этой проблемы с помощью технологий контроля. Использование фрекинга при разведке природного газа подвергается пристальному вниманию, поскольку имеются доказательства загрязнения грунтовых вод и выбросов парниковых газов. Растут опасения по поводу огромных объемов воды, используемых на угольных и атомных электростанциях, особенно в регионах страны, сталкивающихся с нехваткой воды. События на АЭС Фукусима возобновили сомнения относительно возможности безопасной эксплуатации большого количества атомных электростанций в долгосрочной перспективе. Кроме того, сметы расходов на атомные блоки «следующего поколения» продолжают расти, и кредиторы не желают финансировать эти станции без гарантий налогоплательщиков. [27]
В глобальном отчете о состоянии REN21 за 2014 год говорится, что возобновляемые источники энергии — это уже не просто источники энергии, а способы решения насущных социальных, политических, экономических и экологических проблем:
Сегодня возобновляемые источники энергии рассматриваются не только как источники энергии, но и как инструменты для решения многих других насущных задач, включая: повышение энергетической безопасности; снижение воздействия на здоровье и окружающую среду, связанного с ископаемой и ядерной энергией; сокращение выбросов парниковых газов; улучшение образовательных возможностей; создание рабочих мест; сокращение бедности; и повышение гендерного равенства... Возобновляемые источники энергии стали мейнстримом. [28]
В 2008 году впервые в Европейском Союзе и Соединенных Штатах было добавлено больше возобновляемых источников энергии, чем обычных мощностей, что продемонстрировало «фундаментальный переход» мировых энергетических рынков к возобновляемым источникам энергии, согласно отчету, опубликованному REN21 , глобальной сетью по политике в области возобновляемых источников энергии, базирующейся в Париже. [32] В 2010 году возобновляемые источники энергии составляли около трети вновь построенных мощностей по производству электроэнергии. [33]
К концу 2011 года общая мощность возобновляемой энергии во всем мире превысила 1360 ГВт, увеличившись на 8%. Возобновляемые источники энергии, производящие электроэнергию, составили почти половину из 208 ГВт мощности, добавленной во всем мире в 2011 году. Ветряная и солнечная фотоэлектричество (PV) составило почти 40% и 30%. [34] Согласно отчету REN21 за 2014 год, возобновляемые источники энергии внесли 19 процентов в наше потребление энергии и 22 процента в нашу выработку электроэнергии в 2012 и 2013 годах соответственно. Это потребление энергии делится следующим образом: 9% приходится на традиционную биомассу, 4,2% на тепловую энергию (не биомассу), 3,8% на гидроэлектроэнергию и 2% на электроэнергию из ветра, солнца, геотермальной энергии и биомассы. [35]
В течение пяти лет с конца 2004 по 2009 год мировые мощности возобновляемой энергии росли темпами 10–60 процентов в год для многих технологий, в то время как фактическое производство выросло на 1,2% в целом. [36] [37] В 2011 году заместитель генерального секретаря ООН Ахим Штайнер сказал: «Продолжающийся рост в этом основном сегменте зеленой экономики происходит не случайно. Сочетание правительственных целевых установок, политической поддержки и стимулирующих фондов лежит в основе роста возобновляемой отрасли и делает столь необходимую трансформацию нашей глобальной энергетической системы достижимой». Он добавил: «Возобновляемые источники энергии расширяются как с точки зрения инвестиций, проектов, так и географического распространения. При этом они вносят все больший вклад в борьбу с изменением климата, противодействие энергетической бедности и энергетической небезопасности». [38]
Согласно прогнозу Международного энергетического агентства за 2011 год, солнечные электростанции могут производить большую часть электроэнергии в мире в течение 50 лет, значительно сокращая выбросы парниковых газов, которые наносят вред окружающей среде. МЭА заявило: «Фотоэлектрические и солнечно-тепловые электростанции могут удовлетворить большую часть мирового спроса на электроэнергию к 2060 году — и половину всех энергетических потребностей — при этом ветровые, гидроэлектростанции и электростанции на биомассе будут обеспечивать большую часть оставшейся генерации». «Фотоэлектрическая и концентрированная солнечная энергия вместе могут стать основным источником электроэнергии». [21]
В 2013 году Китай лидировал в мире по производству возобновляемой энергии с общей мощностью 378 ГВт , в основном за счет гидроэлектростанций и ветроэнергетики . По состоянию на 2014 год Китай лидирует в мире по производству и использованию ветроэнергетики, солнечной фотоэлектрической энергии и технологий интеллектуальных сетей , генерируя почти столько же воды, ветра и солнечной энергии, сколько все электростанции Франции и Германии вместе взятые. Сектор возобновляемой энергетики Китая растет быстрее, чем его мощности в области ископаемого топлива и ядерной энергетики . С 2005 года производство солнечных элементов в Китае увеличилось в 100 раз. По мере роста китайского производства возобновляемой энергии стоимость технологий возобновляемой энергии снизилась. Инновации помогли, но основным фактором снижения затрат стало расширение рынка. [52]
См. также данные по возобновляемым источникам энергии в США .
Технологии возобновляемой энергии становятся дешевле благодаря технологическим изменениям и преимуществам массового производства и рыночной конкуренции. В отчете МЭА за 2011 год говорится: «Портфель технологий возобновляемой энергии становится экономически конкурентоспособным во все более широком диапазоне обстоятельств, в некоторых случаях предоставляя инвестиционные возможности без необходимости в особой экономической поддержке», и добавляется, что «снижение затрат на критические технологии, такие как ветер и солнце, будет продолжаться». [55] По состоянию на 2011 год [update]наблюдалось существенное снижение стоимости солнечных и ветровых технологий:
По оценкам Bloomberg New Energy Finance, цена фотоэлектрических модулей за МВт упала на 60 процентов с лета 2008 года, впервые поставив солнечную энергию на конкурентоспособную основу с розничной ценой на электроэнергию в ряде солнечных стран. Цены на ветровые турбины также упали — на 18 процентов за МВт за последние два года — отражая, как и в случае с солнечной энергией, жесткую конкуренцию в цепочке поставок. Дальнейшие улучшения в нормированной стоимости энергии для солнечных, ветровых и других технологий еще впереди, что создает растущую угрозу доминированию источников генерации ископаемого топлива в ближайшие несколько лет. [38]
Гидроэлектроэнергия и геотермальное электричество, произведенное в благоприятных местах, теперь являются самым дешевым способом получения электроэнергии. Стоимость возобновляемой энергии продолжает снижаться, а приведенная стоимость электроэнергии (LCOE) снижается для ветроэнергетики, солнечной фотоэлектрической (PV), концентрированной солнечной энергии (CSP) и некоторых технологий биомассы. [56]
Возобновляемая энергия также является наиболее экономичным решением для новых подключенных к сети мощностей в районах с хорошими ресурсами. По мере того, как стоимость возобновляемой энергии падает, сфера экономически жизнеспособных приложений увеличивается. Возобновляемые технологии в настоящее время часто являются наиболее экономичным решением для новых генерирующих мощностей. Там, где «генерация на мазуте является преобладающим источником генерации электроэнергии (например, на островах, вне сети и в некоторых странах), сегодня почти всегда существует более дешевое возобновляемое решение». [56] По состоянию на 2012 год технологии возобновляемой генерации энергии составляли около половины всех новых добавлений мощностей генерации электроэнергии во всем мире. В 2011 году добавления включали 41 гигаватт (ГВт) новой мощности ветроэнергетики, 30 ГВт фотоэлектрических установок, 25 ГВт гидроэлектроэнергии, 6 ГВт биомассы, 0,5 ГВт CSP и 0,1 ГВт геотермальной энергии. [56]
Возобновляемая энергия включает в себя ряд источников и технологий на разных стадиях коммерциализации. Международное энергетическое агентство (МЭА) определило три поколения технологий возобновляемой энергии, охватывающих более 100 лет:
Технологии первого поколения хорошо зарекомендовали себя, технологии второго поколения выходят на рынки, а технологии третьего поколения в значительной степени зависят от долгосрочных обязательств в области исследований и разработок, в которых государственный сектор должен сыграть свою роль. [6]
Технологии первого поколения широко используются в местах с богатыми ресурсами. Их будущее использование зависит от освоения остаточного ресурсного потенциала, особенно в развивающихся странах, а также от преодоления проблем, связанных с окружающей средой и общественным признанием.
Биомасса , сжигание органических материалов для получения тепла и электроэнергии, является полностью зрелой технологией . В отличие от большинства возобновляемых источников, биомасса (и гидроэнергетика) может обеспечить стабильную базовую нагрузку генерации электроэнергии. [57]
Биомасса производит выбросы CO2 при сгорании, и вопрос о том, является ли биомасса углеродно-нейтральной, оспаривается. [58] Материал, непосредственно сжигаемый в кухонных печах, производит загрязняющие вещества, что приводит к серьезным последствиям для здоровья и окружающей среды. Улучшенные программы для кухонных печей смягчают некоторые из этих эффектов.
В течение десятилетия до 2007 года отрасль оставалась относительно стагнирующей, однако спрос на биомассу (в основном древесину) продолжает расти во многих развивающихся странах , а также в Бразилии и Германии .
Экономическая жизнеспособность биомассы зависит от регулируемых тарифов из-за высоких затрат на инфраструктуру и ингредиенты для текущих операций. [57] Биомасса действительно предлагает готовый механизм утилизации путем сжигания муниципальных, сельскохозяйственных и промышленных органических отходов. Технологии биомассы первого поколения могут быть экономически конкурентоспособными, но все еще могут потребовать поддержки развертывания для преодоления общественного признания и проблем мелкого масштаба. [6] В рамках дебатов о продовольствии и топливе несколько экономистов из Университета штата Айова обнаружили в 2008 году «нет никаких доказательств, опровергающих то, что основной целью политики биотоплива является поддержка доходов фермеров». [59]
Гидроэлектроэнергия — это термин, относящийся к электричеству, вырабатываемому гидроэлектростанциями ; производство электроэнергии посредством использования гравитационной силы падающей или текущей воды. В 2015 году гидроэнергетика выработала 16,6% от общего объема электроэнергии в мире и 70% всей возобновляемой электроэнергии [60] и, как ожидается, будет увеличиваться примерно на 3,1% каждый год в течение следующих 25 лет. Гидроэлектростанции имеют преимущество в том, что они долговечны, и многие существующие станции работают более 100 лет.
Гидроэлектроэнергия производится в 150 странах, а Азиатско-Тихоокеанский регион вырабатывал 32 процента мировой гидроэлектроэнергии в 2010 году. Китай является крупнейшим производителем гидроэлектроэнергии, выработав 721 тераватт-час в 2010 году, что составляет около 17 процентов внутреннего потребления электроэнергии. В настоящее время существуют три гидроэлектростанции мощностью более 10 ГВт: плотина Три ущелья в Китае, плотина Итайпу на границе Бразилии и Парагвая и плотина Гури в Венесуэле. [61] Стоимость гидроэлектроэнергии низкая, что делает ее конкурентоспособным источником возобновляемой электроэнергии. Средняя стоимость электроэнергии от гидроэлектростанции мощностью более 10 мегаватт составляет от 3 до 5 центов США за киловатт-час. [61]
Геотермальные электростанции могут работать 24 часа в сутки, обеспечивая базовую мощность. Оценки мирового потенциала для геотермальной генерации энергии сильно различаются: от 40 ГВт к 2020 году до 6000 ГВт. [62] [63]
Мощность геотермальной энергии выросла с примерно 1 ГВт в 1975 году до почти 10 ГВт в 2008 году. [63] Соединенные Штаты являются мировым лидером по установленной мощности, представляя 3,1 ГВт. Другие страны со значительной установленной мощностью включают Филиппины (1,9 ГВт), Индонезию (1,2 ГВт), Мексику (1,0 ГВт), Италию (0,8 ГВт), Исландию (0,6 ГВт), Японию (0,5 ГВт) и Новую Зеландию (0,5 ГВт). [63] [64] В некоторых странах геотермальная энергия составляет значительную долю от общего объема поставок электроэнергии, например, на Филиппинах, где геотермальная энергия составляла 17 процентов от общего объема электроэнергии в конце 2008 года. [65]
Геотермальные (подземные) тепловые насосы представляли собой предполагаемую установленную мощность в 30 ГВтч в конце 2008 года, с другими прямыми использованиями геотермального тепла (например, для отопления помещений, сушки сельскохозяйственных культур и других целей), достигающими предполагаемых 15 ГВтч. По состоянию на 2008 год [update], по крайней мере 76 стран использовали прямую геотермальную энергию в той или иной форме. [66]
Технологии второго поколения прошли путь от страсти для немногих преданных своему делу до крупного сектора экономики в таких странах, как Германия, Испания, США и Япония. Вовлечены многие крупные промышленные компании и финансовые учреждения, и задача состоит в том, чтобы расширить рыночную базу для дальнейшего роста во всем мире. [6] [17]
Системы солнечного отопления являются хорошо известной технологией второго поколения и обычно состоят из солнечных тепловых коллекторов , жидкостной системы для перемещения тепла от коллектора к точке его использования и резервуара или бака для хранения тепла. Системы могут использоваться для нагрева бытовой горячей воды, бассейнов или домов и предприятий. [67] Тепло также может использоваться для промышленных технологических процессов или в качестве источника энергии для других целей, таких как охлаждающее оборудование. [68]
Во многих странах с более теплым климатом система солнечного отопления может обеспечить очень высокий процент (от 50 до 75%) энергии для горячего водоснабжения. По состоянию на 2009 год [update]в Китае было 27 миллионов солнечных водонагревателей на крышах. [69]
Фотоэлектрические (PV) элементы, также называемые солнечными элементами , преобразуют свет в электричество. В 1980-х и начале 1990-х годов большинство фотоэлектрических модулей использовались для обеспечения электроснабжения отдаленных районов , но с 1995 года усилия отрасли все больше сосредотачиваются на разработке интегрированных фотоэлектрических систем и фотоэлектрических электростанций для приложений, подключенных к сети.
Многие заводы интегрированы с сельским хозяйством, а некоторые используют инновационные системы слежения, которые отслеживают ежедневный путь солнца по небу, чтобы вырабатывать больше электроэнергии, чем обычные стационарные системы. Во время работы электростанций нет затрат на топливо или выбросов.
Некоторые из возобновляемых источников энергии второго поколения, такие как энергия ветра, имеют высокий потенциал и уже реализовали относительно низкие производственные затраты. [72] [73] Энергия ветра может стать дешевле ядерной энергии. [74] Глобальные установки ветроэнергетики увеличились на 35 800 МВт в 2010 году, доведя общую установленную мощность до 194 400 МВт, что на 22,5% больше, чем 158 700 МВт, установленных в конце 2009 года. Увеличение в 2010 году представляет собой инвестиции на общую сумму 47,3 млрд евро (65 млрд долларов США), и впервые более половины всей новой энергии ветра было добавлено за пределами традиционных рынков Европы и Северной Америки, в основном благодаря продолжающемуся буму в Китае, на долю которого пришлось почти половина всех установок в 16 500 МВт. В настоящее время в Китае установлено 42 300 МВт энергии ветра. [75] Ветроэнергетика составляет приблизительно 19% электроэнергии, вырабатываемой в Дании , 9% в Испании и Португалии и 6% в Германии и Республике Ирландия. [76] В австралийском штате Южная Австралия ветроэнергетика, продвигаемая премьер-министром Майком Ранном (2002–2011), в настоящее время составляет 26% от выработки электроэнергии в штате, вытесняя угольную энергию. В конце 2011 года Южная Австралия, с 7,2% населения Австралии, имела 54% установленной мощности ветроэнергетики страны. [77]
Доля ветроэнергетики в мировом потреблении электроэнергии на конец 2014 года составила 3,1%. [78]
Ветроэнергетика способна производить больше энергии по более низкой цене, используя более высокие ветровые турбины с более длинными лопастями, улавливая более быстрые ветры на больших высотах. Это открыло новые возможности, и в Индиане, Мичигане и Огайо цена электроэнергии от ветровых турбин, построенных на высоте от 300 до 400 футов над землей, теперь может конкурировать с традиционными ископаемыми видами топлива, такими как уголь. Цены упали примерно до 4 центов за киловатт-час в некоторых случаях, и коммунальные службы увеличивают количество энергии ветра в своем портфеле, заявляя, что это их самый дешевый вариант. [79]
Солнечные тепловые электростанции включают в себя электростанцию Solar Energy Generating Systems мощностью 354 мегаватт (МВт) в США, солнечную электростанцию Solnova (Испания, 150 МВт), солнечную электростанцию Andasol (Испания, 100 МВт), Nevada Solar One (США, 64 МВт), солнечную электростанцию PS20 (Испания, 20 МВт) и солнечную электростанцию PS10 (Испания, 11 МВт). Солнечная электростанция Ivanpah мощностью 370 МВт , расположенная в пустыне Мохаве в Калифорнии , является крупнейшим в мире проектом солнечной тепловой электростанции, который в настоящее время находится в стадии строительства. [80] Многие другие электростанции находятся в стадии строительства или планируются, в основном в Испании и США. [81] В развивающихся странах были одобрены три проекта Всемирного банка по интегрированным солнечным тепловым/газотурбинным электростанциям с комбинированным циклом в Египте , Мексике и Марокко . [81]
Мировое производство этанола для транспортного топлива утроилось в период с 2000 по 2007 год с 17 миллиардов до более чем 52 миллиардов литров, в то время как биодизельное производство увеличилось более чем в десять раз с менее чем 1 миллиарда до почти 11 миллиардов литров. Биотопливо обеспечивает 1,8% мирового транспортного топлива, и последние оценки указывают на продолжающийся высокий рост. Основными странами-производителями транспортного биотоплива являются США, Бразилия и ЕС. [82]
Бразилия имеет одну из крупнейших программ возобновляемой энергии в мире, включающую производство этанолового топлива из сахарного тростника , и этанол в настоящее время обеспечивает 18 процентов автомобильного топлива страны. В результате этого и эксплуатации внутренних глубоководных источников нефти, Бразилия, которая в течение многих лет была вынуждена импортировать большую долю нефти, необходимой для внутреннего потребления, недавно достигла полной самообеспеченности жидким топливом. [83] [84]
Почти весь бензин, продаваемый в Соединенных Штатах сегодня, смешан с 10 процентами этанола, смесью, известной как E10, [85] и производители автомобилей уже производят автомобили, предназначенные для работы на смесях с гораздо большим содержанием этанола. Ford , DaimlerChrysler и GM входят в число автомобильных компаний, которые продают легковые автомобили, грузовики и минивэны с гибким топливом, которые могут использовать смеси бензина и этанола, начиная от чистого бензина и заканчивая 85% этанола (E85). Задача состоит в том, чтобы расширить рынок биотоплива за пределы сельскохозяйственных штатов, где оно было наиболее популярно до сих пор. Закон об энергетической политике 2005 года , который призывает к ежегодному использованию 7,5 млрд галлонов США (28 000 000 м 3 ) биотоплива к 2012 году, также поможет расширить рынок. [86]
Растущие отрасли по производству этанола и биодизеля создают рабочие места в строительстве, эксплуатации и обслуживании заводов, в основном в сельских общинах. По данным Ассоциации возобновляемого топлива, «индустрия по производству этанола создала почти 154 000 рабочих мест в США только в 2005 году, увеличив доход домохозяйств на 5,7 млрд долларов. Она также внесла около 3,5 млрд долларов налоговых поступлений на местном, государственном и федеральном уровнях». [86]
Технологии возобновляемой энергии третьего поколения все еще находятся в стадии разработки и включают в себя передовую газификацию биомассы , технологии биопереработки , геотермальную энергию горячих сухих пород и энергию океана . Технологии третьего поколения еще не широко продемонстрированы или имеют ограниченную коммерциализацию. Многие из них уже на горизонте и могут иметь потенциал, сопоставимый с другими технологиями возобновляемой энергии, но все еще зависят от привлечения достаточного внимания и финансирования исследований и разработок. [6]
По данным Международного энергетического агентства, биоперерабатывающие заводы по производству целлюлозного этанола могут позволить биотопливу играть гораздо большую роль в будущем, чем считали ранее такие организации, как МЭА. [89] Целлюлозный этанол можно производить из растительного материала, состоящего в основном из несъедобных целлюлозных волокон, которые образуют стебли и ветви большинства растений. Остатки урожая (такие как стебли кукурузы , пшеничная и рисовая солома), древесные отходы и твердые бытовые отходы являются потенциальными источниками целлюлозной биомассы. Специальные энергетические культуры, такие как просо , также являются перспективными источниками целлюлозы, которые можно устойчиво производить во многих регионах. [90]
Энергия океана – это все формы возобновляемой энергии, получаемой из моря, включая энергию волн, приливов, речных течений, океанических течений, морского ветра, градиента солености и градиента температуры океана. [91]
Приливная электростанция Ранс (240 МВт) — первая в мире приливная электростанция. Объект расположен в устье реки Ранс в Бретани , Франция. Открытая 26 ноября 1966 года, в настоящее время она эксплуатируется компанией Électricité de France и является крупнейшей приливной электростанцией в мире по установленной мощности.
Впервые предложенные более тридцати лет назад, системы сбора электроэнергии в масштабах коммунального обслуживания из океанских волн в последнее время набирают обороты как жизнеспособная технология. Потенциал этой технологии считается многообещающим, особенно на западных побережьях с широтами от 40 до 60 градусов: [92]
В Соединенном Королевстве, например, Carbon Trust недавно оценила объем экономически жизнеспособных оффшорных ресурсов в 55 ТВт·ч в год, что составляет около 14% от текущего национального спроса. По всей Европе технологически достижимый ресурс оценивается как минимум в 280 ТВт·ч в год. В 2003 году Американский институт исследований в области электроэнергетики (EPRI) оценил жизнеспособный ресурс в Соединенных Штатах в 255 ТВт·ч в год (6% от спроса). [92]
В настоящее время существует девять проектов, завершенных или находящихся в разработке, у берегов Великобритании, США, Испании и Австралии, которые будут использовать подъем и спад волн компанией Ocean Power Technologies . Текущая максимальная выходная мощность составляет 1,5 МВт ( Ридспорт, Орегон ), ведется разработка 100 МВт ( Кус-Бей, Орегон ). [93]
По состоянию на 2008 год [update], развитие геотермальной энергетики велось в более чем 40 странах, что частично объясняется разработкой новых технологий, таких как усовершенствованные геотермальные системы. [66] Развитие электростанций бинарного цикла и усовершенствование технологий бурения и добычи могут позволить усовершенствованные геотермальные системы в гораздо большем географическом диапазоне, чем «традиционные» геотермальные системы. Демонстрационные проекты EGS действуют в США, Австралии, Германии, Франции и Великобритании. [94]
Помимо уже существующих технологий солнечной фотовольтаики и солнечной тепловой энергии существуют такие передовые солнечные концепции, как солнечная восходящая башня или космическая солнечная энергия. Эти концепции еще не (если когда-либо) были коммерциализированы.
Солнечная восходящая башня (SUT) — это электростанция с возобновляемой энергией для выработки электроэнергии из низкотемпературного солнечного тепла. Солнечный свет нагревает воздух под очень широкой теплицеобразной крытой коллекторной конструкцией, окружающей центральное основание очень высокой дымовой башни. Результирующая конвекция вызывает восходящий поток горячего воздуха в башне за счет эффекта дымовой трубы . Этот поток воздуха приводит в действие ветряные турбины, размещенные в восходящем потоке дымовой трубы или вокруг основания дымовой трубы, для выработки электроэнергии . Планы по масштабным версиям демонстрационных моделей позволят производить значительную электроэнергию и могут позволить разработку других приложений, таких как извлечение или дистилляция воды, а также сельское хозяйство или садоводство. Чтобы просмотреть исследование солнечной восходящей башни и ее влияния, нажмите здесь [95]
Более продвинутой версией схожей по тематике технологии является двигатель Vortex (AVE), цель которого — заменить большие физические дымоходы вихрем воздуха , создаваемым более короткой и менее дорогой конструкцией.
Космическая солнечная энергия ( SBSP ) — это концепция сбора солнечной энергии в космосе (с использованием «SPS», то есть «солнечного спутника» или «спутниковой энергетической системы») для использования на Земле . Она находится в стадии исследования с начала 1970-х годов. SBSP будет отличаться от текущих методов сбора солнечной энергии тем, что средства, используемые для сбора энергии, будут находиться на орбитальном спутнике, а не на поверхности Земли. Некоторые прогнозируемые преимущества такой системы — более высокая скорость сбора и более длительный период сбора из-за отсутствия рассеивающей атмосферы и ночного времени в космосе .
Общий объем инвестиций в возобновляемую энергетику достиг $211 млрд в 2010 году, что выше $160 млрд в 2009 году. Лидерами инвестиций в 2010 году стали Китай, Германия, США, Италия и Бразилия. [13] Ожидается, что сектор возобновляемой энергетики продолжит расти, а политика продвижения помогла отрасли пережить экономический кризис 2009 года лучше, чем многим другим секторам. [96]
По состоянию на 2010 год [update]Vestas ( из Дании) является крупнейшим в мире производителем ветровых турбин по проценту от объема рынка, а Sinovel (из Китая) находится на втором месте. Вместе Vestas и Sinovel поставили 10 228 МВт новой мощности ветроэнергетики в 2010 году, а их доля на рынке составила 25,9 процента. GE Energy (США) оказалась на третьем месте, за ней следует Goldwind , другой китайский поставщик. Немецкая Enercon занимает пятое место в мире, а за ней на шестом месте следует индийская Suzlon . [97]
Рынок солнечных фотоэлектрических систем растет уже несколько лет. По данным исследовательской компании PVinsights, занимающейся исследованиями солнечных фотоэлектрических систем, мировые поставки солнечных модулей в 2011 году составили около 25 ГВт, а годовой рост поставок составил около 40%. В 2011 году пятеркой крупнейших игроков на рынке солнечных модулей по очереди стали Suntech, First Solar, Yingli, Trina и Sungen. Согласно отчету PVinsights по исследованию рынка, пятерка крупнейших компаний по производству солнечных модулей заняла 51,3% доли рынка солнечных модулей.
С 2008 года в фотоэлектрической отрасли наблюдалось падение цен на модули. В конце 2011 года заводские цены на кристаллические кремниевые фотоэлектрические модули упали ниже отметки в 1 доллар США/Вт. Стоимость установки в 1 доллар США/Вт часто рассматривается в фотоэлектрической отрасли как достижение паритета электросетей. Эти сокращения застали врасплох многих заинтересованных лиц, включая аналитиков отрасли, и восприятие текущей экономики солнечной энергетики часто отстает от реальности. Некоторые заинтересованные лица по-прежнему считают, что солнечные фотоэлектрические системы остаются слишком дорогими на несубсидируемой основе, чтобы конкурировать с традиционными вариантами генерации. Тем не менее, технологические достижения, усовершенствования производственных процессов и реструктуризация отрасли означают, что в ближайшие годы, вероятно, произойдет дальнейшее снижение цен. [100]
Многие энергетические рынки, институты и политики были разработаны для поддержки производства и использования ископаемого топлива. [102] Новые и более чистые технологии могут предложить социальные и экологические выгоды, но операторы коммунальных услуг часто отвергают возобновляемые ресурсы, потому что они обучены мыслить только в терминах больших обычных электростанций. [103] Потребители часто игнорируют возобновляемые энергетические системы, потому что им не дают точных ценовых сигналов о потреблении электроэнергии. Преднамеренные искажения рынка (такие как субсидии) и непреднамеренные искажения рынка (такие как раздельные стимулы) могут работать против возобновляемых источников энергии. [103] Бенджамин К. Совакул утверждал, что «некоторые из самых скрытых, но в то же время мощных препятствий, с которыми сталкиваются возобновляемые источники энергии и энергоэффективность в Соединенных Штатах, больше связаны с культурой и институтами, чем с инженерией и наукой». [104]
Препятствия к широкому распространению технологий возобновляемой энергии в первую очередь политические, а не технические, [105] и было проведено много исследований, которые выявили ряд «нетехнических барьеров» для использования возобновляемой энергии. [106] [16] [107] [108] Эти барьеры являются препятствиями, которые ставят возобновляемую энергию в невыгодное положение с точки зрения маркетинга, институционального или политического характера по сравнению с другими формами энергии. Основные барьеры включают: [107] [108]
«Национальные сети обычно приспособлены к работе централизованных электростанций и, таким образом, способствуют их производительности. Технологии, которые нелегко вписываются в эти сети, могут испытывать трудности при выходе на рынок, даже если сама технология коммерчески жизнеспособна. Это относится к распределенной генерации, поскольку большинство сетей не подходят для получения электроэнергии из множества небольших источников. Крупномасштабные возобновляемые источники энергии также могут столкнуться с проблемами, если они расположены в районах, удаленных от существующих сетей». [109]
При таком широком спектре нетехнических барьеров не существует "серебряной пули" для перехода к возобновляемым источникам энергии. Поэтому в идеале необходимо несколько различных типов политических инструментов, которые дополняли бы друг друга и преодолевали различные типы барьеров. [108] [111]
Необходимо создать политическую основу, которая выровняет игровое поле и устранит дисбаланс традиционных подходов, связанных с ископаемым топливом. Политический ландшафт должен идти в ногу с общими тенденциями в энергетическом секторе, а также отражать конкретные социальные, экономические и экологические приоритеты. [112] Некоторые страны, богатые ресурсами, изо всех сил пытаются отойти от ископаемого топлива и до сих пор не смогли принять нормативные рамки, необходимые для развития возобновляемой энергетики (например, Россия). [113]
Государственная политика играет свою роль в коммерциализации возобновляемой энергии, поскольку система свободного рынка имеет некоторые фундаментальные ограничения. Как отмечает Stern Review : «На либерализованном энергетическом рынке инвесторы, операторы и потребители должны столкнуться с полной стоимостью своих решений. Но во многих экономиках или энергетических секторах это не так. Многие политики искажают рынок в пользу существующих технологий ископаемого топлива». [109] Международное общество солнечной энергии заявило, что «исторические стимулы для традиционных энергетических ресурсов продолжают даже сегодня смещать рынки, скрывая многие из реальных общественных затрат на их использование». [114]
Системы ископаемого топлива имеют иные затраты на производство, передачу и конечное использование и характеристики, чем системы возобновляемой энергии, и необходимы новые рекламные политики, чтобы гарантировать, что возобновляемые системы развиваются так быстро и широко, как это желательно с социальной точки зрения. [102] Лестер Браун утверждает, что рынок «не включает косвенные затраты на предоставление товаров или услуг в цены, он не оценивает услуги природы адекватно и не уважает пороговые значения устойчивой доходности природных систем». [115] Он также отдает предпочтение краткосрочной перспективе в долгосрочной перспективе, тем самым демонстрируя ограниченную заботу о будущих поколениях. [115] Перераспределение налогов и субсидий может помочь преодолеть эти проблемы, [116] хотя также проблематично объединить различные международные нормативные режимы, регулирующие этот вопрос. [117]
Перераспределение налогов широко обсуждалось и поддерживалось экономистами. Оно подразумевает снижение подоходных налогов при одновременном повышении сборов за экологически разрушительную деятельность с целью создания более отзывчивого рынка. Например, налог на уголь, который включал бы возросшие расходы на здравоохранение, связанные с вдыханием загрязненного воздуха, расходы на ущерб от кислотных дождей и расходы на нарушение климата, стимулировал бы инвестиции в возобновляемые технологии. Несколько стран Западной Европы уже перераспределяют налоги в процессе, известном там как реформа экологического налогообложения. [115]
В 2001 году Швеция запустила новый 10-летний экологический налоговый сдвиг, призванный преобразовать 30 миллиардов крон (3,9 миллиарда долларов) подоходного налога в налоги на экологически разрушительную деятельность. Другими европейскими странами, в которых были предприняты значительные усилия по налоговой реформе, являются Франция, Италия, Норвегия, Испания и Великобритания. Две ведущие экономики Азии, Япония и Китай, рассматривают возможность введения углеродных налогов. [115]
Так же, как существует необходимость в налоговом перераспределении, существует также необходимость в субсидировании. Субсидии не являются изначально плохой вещью, поскольку многие технологии и отрасли появились благодаря государственным схемам субсидирования. Обзор Стерна объясняет, что из 20 ключевых инноваций за последние 30 лет только одно из 14 было полностью профинансировано частным сектором, а девять были полностью профинансированы государством. [118] Если говорить о конкретных примерах, то Интернет стал результатом финансируемых государством связей между компьютерами в государственных лабораториях и научно-исследовательских институтах. А сочетание федерального налогового вычета и надежного государственного налогового вычета в Калифорнии помогло создать современную ветроэнергетическую промышленность. [116] В то же время, в частности, системы налоговых льгот США для возобновляемых источников энергии были описаны как «непрозрачный» финансовый инструмент, в котором доминируют крупные инвесторы, чтобы сократить свои налоговые платежи, в то время как цели по сокращению выбросов парниковых газов рассматриваются как побочный эффект. [119]
Лестер Браун утверждал, что «мир, сталкивающийся с перспективой экономически разрушительного изменения климата, больше не может оправдывать субсидии на расширение сжигания угля и нефти. Перенаправление этих субсидий на развитие источников энергии, благоприятных для климата, таких как энергия ветра, солнца, биомассы и геотермальной энергии, является ключом к стабилизации климата Земли». [116] Международное общество солнечной энергии выступает за «выравнивание игрового поля» путем устранения сохраняющегося неравенства в государственных субсидиях энергетических технологий и НИОКР, в которых ископаемое топливо и ядерная энергия получают наибольшую долю финансовой поддержки. [120]
Некоторые страны отменяют или сокращают субсидии, разрушающие климат, а Бельгия, Франция и Япония постепенно отказались от всех субсидий на уголь. Германия сокращает свои субсидии на уголь. Субсидии сократились с 5,4 млрд долларов в 1989 году до 2,8 млрд долларов в 2002 году, и в ходе этого процесса Германия снизила потребление угля на 46 процентов. Китай сократил свои субсидии на уголь с 750 млн долларов в 1993 году до 240 млн долларов в 1995 году и совсем недавно ввел налог на уголь с высоким содержанием серы. [116] Однако Соединенные Штаты увеличивают свою поддержку ископаемого топлива и ядерной промышленности. [116]
В ноябре 2011 года в отчете МЭА под названием « Развертывание возобновляемых источников энергии 2011» говорилось, что «субсидии в технологии зеленой энергии, которые еще не являются конкурентоспособными, оправданы для того, чтобы дать стимул для инвестирования в технологии с явными преимуществами для окружающей среды и энергетической безопасности». Отчет МЭА не согласился с утверждениями о том, что технологии возобновляемой энергии жизнеспособны только за счет дорогостоящих субсидий и не способны надежно производить энергию для удовлетворения спроса. [55]
Однако справедливое и эффективное введение субсидий на возобновляемые источники энергии и стремление к устойчивому развитию требуют координации и регулирования на глобальном уровне, поскольку субсидии, предоставляемые в одной стране, могут легко нарушить деятельность отраслей и политику других стран, что подчеркивает актуальность этого вопроса во Всемирной торговой организации. [121]
Установление национальных целей в области возобновляемой энергии может быть важной частью политики в области возобновляемой энергии, и эти цели обычно определяются как процент от первичной энергии и/или электрогенерирующего состава. Например, Европейский союз установил ориентировочный целевой показатель возобновляемой энергии в размере 12 процентов от общего энергобаланса ЕС и 22 процента от потребления электроэнергии к 2010 году. Национальные цели для отдельных государств-членов ЕС также были установлены для достижения общей цели. Другие развитые страны с определенными национальными или региональными целями включают Австралию, Канаду, Израиль, Японию, Корею, Новую Зеландию, Норвегию, Сингапур, Швейцарию и некоторые штаты США. [122]
Национальные цели также являются важным компонентом стратегий возобновляемой энергии в некоторых развивающихся странах . Развивающиеся страны с целями возобновляемой энергии включают Китай, Индию, Индонезию, Малайзию, Филиппины, Таиланд, Бразилию, Египет, Мали и Южную Африку. Цели, установленные многими развивающимися странами, довольно скромны по сравнению с целями некоторых промышленно развитых стран. [122]
Цели возобновляемой энергии в большинстве стран являются индикативными и необязательными, но они помогли действиям правительства и нормативно-правовой базе. Программа ООН по окружающей среде предположила, что придание юридически обязательных целей возобновляемой энергии может стать важным политическим инструментом для достижения более высокого проникновения на рынок возобновляемой энергии. [122]
МЭА определило три действия, которые позволят возобновляемым источникам энергии и другим экологически чистым энергетическим технологиям «более эффективно конкурировать за капитал частного сектора».
В ответ на Великую рецессию , основные правительства сделали программы «зеленого стимулирования» одним из своих основных политических инструментов для поддержки экономического восстановления. Около 188 миллиардов долларов США в виде зеленого стимулирования были выделены на возобновляемые источники энергии и энергоэффективность, которые должны были быть потрачены в основном в 2010 и 2011 годах. [129]
Государственная политика определяет, в какой степени возобновляемая энергия (ВЭ) должна быть включена в структуру генерации развитой или развивающейся страны. Регуляторы энергетического сектора реализуют эту политику, тем самым влияя на темпы и структуру инвестиций в ВЭ и подключения к сети. Регуляторы энергетического сектора часто имеют полномочия выполнять ряд функций, которые имеют последствия для финансовой осуществимости проектов в области возобновляемой энергии. Такие функции включают выдачу лицензий, установление стандартов производительности, мониторинг производительности регулируемых компаний, определение уровня цен и структуры тарифов, создание единых систем счетов, арбитражное разбирательство споров заинтересованных сторон (например, распределение затрат на подключение), проведение управленческих аудитов, развитие кадровых ресурсов агентств (экспертиза), отчетность о деятельности сектора и комиссии государственным органам и координация решений с другими государственными учреждениями. Таким образом, регулирующие органы принимают широкий спектр решений, которые влияют на финансовые результаты, связанные с инвестициями в ВЭ. Кроме того, отраслевой регулятор может давать правительству рекомендации относительно всех последствий сосредоточения внимания на изменении климата или энергетической безопасности. Регулятор энергетического сектора является естественным сторонником эффективности и сдерживания затрат на протяжении всего процесса разработки и реализации политики в области ВЭ. Поскольку политика не реализуется сама собой, регулирующие органы энергетического сектора становятся ключевым фактором, способствующим (или препятствующим) инвестициям в возобновляемую энергетику. [130]
Energiewende ( по -немецки « энергетический переход » ) — это переход Германии к низкоуглеродному , экологически безопасному , надежному и доступному энергоснабжению. [131] Новая система будет в значительной степени полагаться на возобновляемые источники энергии (в частности, ветер , фотоэлектрические системы и биомассу ), энергоэффективность и управление спросом на энергию . Большинство, если не все, существующие угольные электростанции должны быть выведены из эксплуатации. [132] Поэтапный отказ от парка ядерных реакторов Германии , который должен быть завершен к 2022 году, является ключевой частью программы. [133]
Законодательная поддержка Energiewende была принята в конце 2010 года и включает сокращение выбросов парниковых газов (ПГ) на 80–95% к 2050 году (по сравнению с 1990 годом) и цель возобновляемой энергии на уровне 60% к 2050 году. [134] Эти цели амбициозны. [135] Берлинский политический институт Agora Energiewende отметил, что «хотя немецкий подход не является уникальным во всем мире, скорость и масштаб Energiewende являются исключительными». [136] Energiewende также стремится к большей прозрачности в отношении формирования национальной энергетической политики . [137]
Германия достигла значительного прогресса в достижении своей цели по сокращению выбросов парниковых газов, достигнув снижения на 27% в период с 1990 по 2014 год. Однако Германии необходимо будет поддерживать средний уровень сокращения выбросов парниковых газов на уровне 3,5% в год, чтобы достичь своей цели Energiewende , равной максимальному историческому значению на сегодняшний день. [138]
Германия тратит 1,5 млрд евро в год на энергетические исследования (данные 2013 года) в попытке решить технические и социальные проблемы, возникшие в результате перехода. [139] Это включает в себя ряд компьютерных исследований, которые подтвердили осуществимость и аналогичную стоимость (по сравнению с обычным ходом дел и с учетом того, что углерод имеет адекватную цену) Energiewende .
Эти инициативы выходят далеко за рамки законодательства Европейского Союза и национальной политики других европейских государств. Цели политики были приняты федеральным правительством Германии и привели к огромному расширению возобновляемых источников энергии, особенно ветровой энергии. Доля Германии в возобновляемых источниках энергии увеличилась примерно с 5% в 1999 году до 22,9% в 2012 году, превзойдя средний показатель по ОЭСР в 18% использования возобновляемых источников энергии. [140] Производителям был гарантирован фиксированный тариф на электроэнергию в течение 20 лет, гарантирующий фиксированный доход. Были созданы энергетические кооперативы, и были предприняты усилия по децентрализации контроля и прибыли. Крупные энергетические компании имеют непропорционально малую долю рынка возобновляемых источников энергии. Однако в некоторых случаях плохие инвестиционные проекты привели к банкротствам и низкой прибыли , а нереалистичные обещания оказались далеки от реальности. [141] Атомные электростанции были закрыты, а существующие девять станций закроются раньше, чем планировалось, в 2022 году.
Одним из факторов, препятствовавших эффективному использованию новой возобновляемой энергии, было отсутствие сопутствующих инвестиций в энергетическую инфраструктуру для вывода электроэнергии на рынок. Считается, что необходимо построить или модернизировать 8300 км линий электропередач. [140] Различные земли Германии по-разному относятся к строительству новых линий электропередач. Тарифы для промышленности были заморожены, и поэтому возросшие расходы на Energiewende были переложены на потребителей, у которых выросли счета за электроэнергию.
Добровольные рынки, также называемые рынками зеленой энергии, движимы предпочтениями потребителей. Добровольные рынки позволяют потребителю выбирать делать больше, чем требуют политические решения, и снижать воздействие на окружающую среду от использования электроэнергии. Добровольные продукты зеленой энергии должны предлагать покупателям значительную выгоду и ценность, чтобы быть успешными. Преимущества могут включать нулевые или сокращенные выбросы парниковых газов, другие сокращения загрязнения или другие экологические улучшения на электростанциях. [142]
Движущими факторами добровольной зеленой электроэнергии в ЕС являются либерализованные рынки электроэнергии и Директива о возобновляемых источниках энергии. Согласно директиве, государства-члены ЕС должны гарантировать, что происхождение электроэнергии, произведенной из возобновляемых источников энергии, может быть гарантировано, и поэтому должна быть выдана «гарантия происхождения» (статья 15). Экологические организации используют добровольный рынок для создания новых возобновляемых источников энергии и повышения устойчивости существующего производства электроэнергии. В США основным инструментом отслеживания и стимулирования добровольных действий является программа Green-e, которой управляет Центр ресурсных решений . [143] В Европе основным добровольным инструментом, используемым НПО для продвижения устойчивого производства электроэнергии, является маркировка EKOenergy . [144]
Ряд событий 2006 года выдвинули возобновляемую энергию на первый план политической повестки дня, включая промежуточные выборы в США в ноябре, которые подтвердили, что чистая энергия является основным вопросом. Также в 2006 году Stern Review [18] представил веские экономические аргументы в пользу инвестирования в низкоуглеродные технологии сейчас и утверждал, что экономический рост не должен быть несовместим с сокращением потребления энергии. [145] Согласно анализу тенденций Программы ООН по окружающей среде , проблемы изменения климата [17] в сочетании с недавними высокими ценами на нефть [146] и растущей государственной поддержкой стимулируют рост темпов инвестиций в возобновляемые источники энергии и отрасли энергоэффективности. [19] [147]
Инвестиционный капитал, поступающий в возобновляемую энергетику, достиг рекордных 77 миллиардов долларов США в 2007 году, и восходящая тенденция продолжилась в 2008 году. [20] ОЭСР по-прежнему доминирует, но сейчас растет активность компаний из Китая, Индии и Бразилии. Китайские компании были вторыми по величине получателями венчурного капитала в 2006 году после США. В том же году Индия была крупнейшим чистым покупателем компаний за рубежом, в основном на более устоявшихся европейских рынках. [147]
Новые государственные расходы, регулирование и политика помогли отрасли пережить экономический кризис 2009 года лучше, чем многим другим секторам. [96] В частности, Закон о восстановлении и реинвестировании Америки 2009 года президента США Барака Обамы включал более 70 миллиардов долларов прямых расходов и налоговых льгот на чистую энергию и связанные с ней транспортные программы. Эта комбинация политики и стимулирования представляет собой крупнейшее федеральное обязательство в истории США в отношении возобновляемых источников энергии, передового транспорта и инициатив по энергосбережению. На основе этих новых правил многие другие коммунальные предприятия усилили свои программы чистой энергии. [96] Clean Edge предполагает, что коммерциализация чистой энергии поможет странам по всему миру справиться с текущим экономическим недомоганием. [96] Некогда многообещающая компания по солнечной энергии Solyndra оказалась втянутой в политический спор, связанный с разрешением администрации президента США Барака Обамы предоставить корпорации гарантию займа в размере 535 миллионов долларов в 2009 году в рамках программы по содействию росту альтернативной энергетики. [148] [149] Компания прекратила всю свою деятельность, подала заявление о банкротстве по Главе 11 и уволила почти всех своих сотрудников в начале сентября 2011 года. [150] [151]
В своем обращении к нации от 24 января 2012 года президент Барак Обама подтвердил свою приверженность возобновляемым источникам энергии. Обама сказал, что он «не откажется от обещания чистой энергии». Обама призвал Министерство обороны взять на себя обязательство закупить 1000 МВт возобновляемой энергии. Он также упомянул давнее обязательство Министерства внутренних дел разрешить 10 000 МВт проектов возобновляемой энергии на государственных землях в 2012 году. [152]
По состоянию на 2012 год возобновляемая энергия играет важную роль в энергетическом балансе многих стран мира. Возобновляемые источники энергии становятся все более экономичными как в развивающихся, так и в развитых странах. Цены на технологии возобновляемой энергии, в первую очередь ветровую и солнечную энергию, продолжали падать, делая возобновляемые источники энергии конкурентоспособными по сравнению с традиционными источниками энергии. Однако без равных условий высокое проникновение возобновляемых источников энергии на рынок по-прежнему зависит от надежной рекламной политики. Субсидии на ископаемое топливо, которые намного выше, чем для возобновляемых источников энергии, остаются в силе и должны быть быстро прекращены. [153]
Генеральный секретарь ООН Пан Ги Мун заявил, что «возобновляемая энергия способна поднять беднейшие страны на новый уровень благосостояния». [154] В октябре 2011 года он «объявил о создании группы высокого уровня для мобилизации поддержки доступа к энергии, энергоэффективности и более широкого использования возобновляемой энергии. Сопредседателями группы будут Кандэ Юмкелла, председатель UN Energy и генеральный директор Организации ООН по промышленному развитию, и Чарльз Холлидей, председатель Bank of America». [155]
Мировое использование солнечной энергии и энергии ветра продолжало значительно расти в 2012 году. Потребление солнечной электроэнергии увеличилось на 58 процентов, до 93 тераватт-часов (ТВт·ч). Использование энергии ветра в 2012 году увеличилось на 18,1 процента, до 521,3 ТВт·ч. [156] Глобальные установленные мощности солнечной и ветровой энергии продолжали расти, несмотря на то, что новые инвестиции в эти технологии сократились в 2012 году. Мировые инвестиции в солнечную энергию в 2012 году составили 140,4 миллиарда долларов, что на 11 процентов меньше, чем в 2011 году, а инвестиции в ветровую энергию снизились на 10,1 процента, до 80,3 миллиарда долларов. Но из-за более низких производственных затрат для обеих технологий общие установленные мощности резко выросли. [156] Это снижение инвестиций, но рост установленной мощности, может снова произойти в 2013 году. [157] [158] Аналитики ожидают, что рынок утроится к 2030 году. [159] В 2015 году инвестиции в возобновляемые источники энергии превысили инвестиции в ископаемые источники энергии. [160]
Стимул к использованию 100% возобновляемой энергии для электричества, транспорта или даже общего первичного энергоснабжения во всем мире был мотивирован глобальным потеплением и другими экологическими, а также экономическими проблемами. В обзорах Межправительственной группы экспертов по изменению климата сценариев использования энергии, которые бы удерживали глобальное потепление примерно на 1,5 градуса, доля первичной энергии, поставляемой возобновляемыми источниками, увеличивается с 15% в 2020 году до 60% в 2050 году (медианные значения по всем опубликованным путям). [162] Доля первичной энергии, поставляемой биомассой, увеличивается с 10% до 27%, [163] с эффективным контролем того, изменяется ли землепользование при выращивании биомассы. [164] Доля от ветра и солнца увеличивается с 1,8% до 21%. [163]
На национальном уровне по меньшей мере в 30 странах мира возобновляемые источники энергии уже обеспечивают более 20% энергоснабжения.
Марк З. Якобсон , профессор гражданского и экологического строительства в Стэнфордском университете и директор его программы «Атмосфера и энергия», говорит, что производство всей новой энергии с помощью ветровой , солнечной и гидроэнергии к 2030 году осуществимо, а существующие схемы энергоснабжения могут быть заменены к 2050 году. Препятствия к реализации плана возобновляемой энергии рассматриваются как «в первую очередь социальные и политические, а не технологические или экономические». Якобсон говорит, что затраты на энергию с помощью ветровой, солнечной и водной системы должны быть аналогичны сегодняшним затратам на энергию. [165]
Проекты по возобновляемой энергии должны размещаться в отдаленных местах из-за высоких цен на землю в городских районах или из-за самих возобновляемых ресурсов, которые требуют затрат на строительство линий электропередач . [166]
Аналогичным образом, в Соединенных Штатах независимый Национальный исследовательский совет отметил, что «существует достаточно внутренних возобновляемых ресурсов, чтобы возобновляемая электроэнергия могла играть значительную роль в будущем производстве электроэнергии и, таким образом, помогать решать проблемы, связанные с изменением климата, энергетической безопасностью и ростом цен на энергию… Возобновляемая энергия является привлекательным вариантом, поскольку возобновляемые ресурсы, доступные в Соединенных Штатах, в совокупности могут поставлять значительно больше электроэнергии, чем общий текущий или прогнозируемый внутренний спрос». [167]
Наиболее существенные барьеры для широкомасштабного внедрения крупномасштабных возобновляемых источников энергии и низкоуглеродных энергетических стратегий в первую очередь политические, а не технологические. Согласно отчету Post Carbon Pathways за 2013 год , в котором были рассмотрены многие международные исследования, основными препятствиями являются: отрицание изменения климата , лоббирование ископаемого топлива , политическое бездействие, неустойчивое потребление энергии, устаревшая энергетическая инфраструктура и финансовые ограничения. [168]
Движение к энергетической устойчивости потребует изменений не только в способе поставки энергии, но и в способе ее использования, и сокращение количества энергии, необходимого для доставки различных товаров или услуг, имеет важное значение. Возможности для улучшения на стороне спроса в энергетическом уравнении столь же богаты и разнообразны, как и на стороне предложения, и часто предлагают значительные экономические выгоды. [169]
Устойчивая энергетическая экономика требует обязательств как по возобновляемым источникам энергии, так и по эффективности. Возобновляемая энергия и энергоэффективность считаются «двойными столпами» устойчивой энергетической политики. Американский совет по энергоэффективной экономике объяснил, что оба ресурса должны разрабатываться для стабилизации и сокращения выбросов углекислого газа: [170]
Эффективность имеет важное значение для замедления роста спроса на энергию, чтобы растущие поставки чистой энергии могли значительно сократить использование ископаемого топлива. Если потребление энергии будет расти слишком быстро, развитие возобновляемой энергетики будет преследовать отступающую цель. Аналогично, если поставки чистой энергии не начнутся быстро, замедление роста спроса только начнет сокращать общие выбросы; также необходимо снижение содержания углерода в источниках энергии. [170]
МЭА заявило, что политика в области возобновляемых источников энергии и энергоэффективности является взаимодополняющими инструментами для развития устойчивого энергетического будущего и должна разрабатываться вместе, а не по отдельности. [171]
Портал возобновляемой энергии
Портал глобального потепления
Портал окружающей среды
Энергетический портал
Бизнес-порталНесмотря на сбои в цепочке поставок и макроэкономические препятствия, инвестиции в энергетический переход в 2022 г. выросли на 31%, сравнявшись с ископаемым топливом
Начальные годы различаются в зависимости от сектора, но все секторы присутствуют с 2020 года.
.JPG/1280px-Ivanpah_SEGS_(2).JPG)
{{cite web}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link){{cite web}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link){{cite book}}: |work=проигнорировано ( помощь )CS1 maint: numeric names: authors list (link)МЭА. CC BY 4.0.● Источник данных по 2016 год: «Обновление рынка возобновляемой энергии / Прогноз на 2021 и 2022 годы» (PDF) . IEA.org . Международное энергетическое агентство. Май 2021 г. стр. 8. Архивировано (PDF) из оригинала 25 марта 2023 г.
IEA. Лицензия: CC BY 4.0
Глобальные энергетические инвестиции в чистую энергию и ископаемое топливо, 2015-2023 (диаграмма)— Со страниц 8 и 12 отчета «Мировые энергетические инвестиции 2023» (архив).
{{cite web}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link)