_-_renewable_energy.svg/1280px-20201019_Levelized_Cost_of_Energy_(LCOE,_Lazard)_-_renewable_energy.svg.png)
Коммерциализация возобновляемых источников энергии предполагает внедрение трех поколений технологий возобновляемой энергетики, история которых насчитывает 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 выходу на рынок и внедряются в настоящее время; они включают солнечное отопление , фотоэлектрическую энергию , энергию ветра , солнечные тепловые электростанции и современные формы биоэнергетики . Технологии третьего поколения требуют постоянных усилий в области исследований и разработок , чтобы внести большой вклад в глобальном масштабе и включают передовую газификацию биомассы , геотермальную энергетику с использованием горячих сухих пород и энергию океана . [5] В 2019 году почти 75% новых установленных мощностей по производству электроэнергии использовали возобновляемые источники энергии [6] , а Международное энергетическое агентство (МЭА) прогнозирует, что к 2025 году возобновляемые мощности будут соответствовать 35% мирового производства электроэнергии. [7]
Государственная политика и политическое лидерство помогают «уравнять правила игры» и стимулировать более широкое признание технологий возобновляемой энергетики. [8] [9] [10] Такие страны, как Германия, Дания и Испания, лидировали 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 перейти на 100% возобновляемую энергию к 2050 году. В настоящее время существует 144 страны с целевыми показателями политики в области возобновляемых источников энергии .
В 2015 году возобновляемая энергетика продолжила быстрый рост, предоставив множество преимуществ. Был установлен новый рекорд установленной ветровой и фотоэлектрической мощности (64 ГВт и 57 ГВт), а также новый максимум в 329 миллиардов долларов США для глобальных инвестиций в возобновляемые источники энергии. Ключевой выгодой, которую приносит этот рост инвестиций, является рост числа рабочих мест. [11] Лидирующими странами по инвестициям в последние годы были Китай, Германия, Испания, США, Италия и Бразилия. [9] [12] Компании, занимающиеся возобновляемой энергией, включают BrightSource Energy , First Solar , Gamesa , GE Energy , Goldwind , Sinovel , Targray , Trina Solar , Vestas и Yingli . [13] [14]
Проблемы изменения климата [15] [16] [17] также способствуют росту отраслей возобновляемой энергетики. [18] [19] Согласно прогнозу МЭА на 2011 год, солнечные генераторы энергии могут производить большую часть мировой электроэнергии в течение 50 лет, сокращая вредные выбросы парниковых газов . [20]
.png/1280px-Global_public_support_for_energy_sources_(Ipsos_2011).png)
Изменение климата , загрязнение окружающей среды и отсутствие энергетической безопасности являются серьезными проблемами, и решение их требует серьезных изменений в энергетической инфраструктуре. [22] Технологии возобновляемой энергетики вносят существенный вклад в портфель энергоснабжения, поскольку они способствуют мировой энергетической безопасности , уменьшают зависимость от ископаемого топлива , а некоторые также открывают возможности для смягчения последствий выбросов парниковых газов . [5] Нарушающее климат ископаемое топливо заменяется чистыми, стабилизирующими климат, неисчерпаемыми источниками энергии:
...переход от угля, нефти и газа к ветровой, солнечной и геотермальной энергии уже идет полным ходом. В старой экономике энергия производилась путем сжигания чего-либо — нефти, угля или природного газа — что приводило к выбросам углекислого газа, которые стали определять нашу экономику. Новая энергетическая экономика использует энергию ветра, энергию Солнца и тепло самой Земли. [23]
В международных опросах общественного мнения наблюдается мощная поддержка различных методов решения проблемы энергоснабжения. Эти методы включают продвижение возобновляемых источников, таких как солнечная энергия и энергия ветра, требование от коммунальных предприятий использовать больше возобновляемой энергии и предоставление налоговых льгот для поощрения разработки и использования таких технологий. Ожидается, что инвестиции в возобновляемые источники энергии окупятся экономически в долгосрочной перспективе. [24]
Страны-члены ЕС продемонстрировали поддержку амбициозных целей в области возобновляемых источников энергии. В 2010 году Евробарометр опросил двадцать семь стран-членов ЕС о цели «увеличить долю возобновляемых источников энергии в ЕС на 20 процентов к 2020 году». Большинство людей во всех двадцати семи странах либо одобрили эту цель, либо призвали к ее дальнейшему достижению. В ЕС 57 процентов считали предложенную цель «почти правильной», а 16 процентов считали ее «слишком скромной». Для сравнения, 19 процентов заявили, что это «слишком амбициозно». [25]
По состоянию на 2011 год появились новые доказательства того, что существуют значительные риски, связанные с традиционными источниками энергии, и что необходимы серьезные изменения в сочетании энергетических технологий:
Несколько трагедий в горнодобывающей отрасли во всем мире подчеркнули человеческие жертвы в цепочке поставок угля. Новые инициативы Агентства по охране окружающей среды, направленные на выбросы токсичных веществ в воздух, угольной золы и сточных вод, подчеркивают воздействие угля на окружающую среду и стоимость решения этой проблемы с помощью технологий контроля. Использование гидроразрыва при разведке природного газа находится под пристальным вниманием, поскольку имеются доказательства загрязнения подземных вод и выбросов парниковых газов. Растет обеспокоенность по поводу огромного количества воды, используемой на угольных и атомных электростанциях, особенно в регионах страны, испытывающих нехватку воды. События на АЭС «Фукусима» возобновили сомнения в способности безопасно эксплуатировать большое количество атомных станций в долгосрочной перспективе. Кроме того, смета затрат на ядерные энергоблоки «следующего поколения» продолжает расти, а кредиторы не желают финансировать эти станции без гарантий налогоплательщиков. [26]
В докладе о глобальном состоянии REN21 за 2014 год говорится, что возобновляемые источники энергии больше не являются просто источниками энергии, а являются способами 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 потребностей, в том числе: 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. [27]
Согласно отчету, опубликованному REN21 , глобальной организацией по возобновляемым источникам энергии, в 2008 году впервые как в Европейском Союзе, так и в Соединенных Штатах было добавлено больше возобновляемых источников энергии, чем обычных мощностей, что продемонстрировало «фундаментальный переход» мировых энергетических рынков к возобновляемым источникам энергии. Сеть по энергетической политике , базирующаяся в Париже. [31] В 2010 году возобновляемая энергетика составляла около трети вновь построенных мощностей по производству электроэнергии. [32]
К концу 2011 года общая мощность возобновляемых источников энергии во всем мире превысила 1360 ГВт, увеличившись на 8%. На возобновляемые источники энергии, производящие электроэнергию, приходилось почти половина из 208 ГВт мощности, добавленной в мире в 2011 году. На долю ветровой и солнечной фотоэлектрической энергии (ФЭ) приходилось почти 40% и 30%. [33] Согласно отчету REN21 за 2014 год, доля возобновляемых источников энергии в нашем потреблении энергии составила 19 процентов, а в производстве электроэнергии — 22 процента в 2012 и 2013 годах соответственно. Это потребление энергии делится на 9%, приходящихся на традиционную биомассу, 4,2% на тепловую энергию (не биомассу), 3,8% на гидроэлектроэнергию и 2% на энергию ветра, солнца, геотермальной энергии и биомассы. [34]
В течение пяти лет, с конца 2004 по 2009 год, мировые мощности возобновляемых источников энергии росли на 10–60 процентов ежегодно для многих технологий, в то время как фактическое производство в целом росло на 1,2%. [35] [36] В 2011 году заместитель генерального секретаря ООН Ахим Штайнер заявил: «Продолжающийся рост в этом ключевом сегменте зеленой экономики не случаен. подкрепляя рост отрасли возобновляемых источников энергии и делая столь необходимую трансформацию нашей глобальной энергетической системы реальностью». Он добавил: «Возобновляемые источники энергии расширяются как с точки зрения инвестиций, проектов, так и с точки зрения географического распространения. При этом они вносят все больший вклад в борьбу с изменением климата, борьбу с энергетической бедностью и отсутствием энергетической безопасности». [37]
Согласно прогнозу Международного энергетического агентства на 2011 год, солнечные электростанции могут производить большую часть мировой электроэнергии в течение 50 лет, значительно сокращая выбросы парниковых газов, наносящих вред окружающей среде. МЭА заявило: «Фотоэлектрические и солнечно-термальные электростанции могут удовлетворить большую часть мирового спроса на электроэнергию к 2060 году – и половину всех энергетических потребностей – при этом ветровые, гидроэлектростанции и установки на биомассе будут обеспечивать большую часть оставшейся генерации». «Фотоэлектрическая и концентрированная солнечная энергия вместе могут стать основным источником электроэнергии». [20]
В 2013 году Китай лидировал в мире по производству возобновляемой энергии с общей мощностью 378 ГВт , в основном за счет гидроэлектростанций и энергии ветра . По состоянию на 2014 год Китай лидирует в мире по производству и использованию энергии ветра, солнечной фотоэлектрической энергии и технологий интеллектуальных сетей , производя почти столько же воды, ветра и солнечной энергии , сколько все электростанции Франции и Германии вместе взятые. Сектор возобновляемой энергетики Китая растет быстрее, чем его ископаемое топливо и мощности ядерной энергетики . С 2005 года производство солнечных батарей в Китае выросло в 100 раз. По мере роста производства возобновляемой энергии в Китае стоимость технологий возобновляемой энергетики снизилась. Инновации помогли, но основным фактором снижения затрат стало расширение рынка. [51]
См. также данные о возобновляемых источниках энергии в США .
Технологии возобновляемых источников энергии становятся дешевле благодаря технологическим изменениям и преимуществам массового производства и рыночной конкуренции. В отчете МЭА за 2011 год говорится: «Портфель технологий возобновляемой энергетики становится конкурентоспособным по стоимости во все более широком диапазоне обстоятельств, в некоторых случаях предоставляя инвестиционные возможности без необходимости конкретной экономической поддержки», и добавляется, что «снижение затрат на критически важные технологии такие, как ветер и солнечная энергия, будут продолжаться». [54] По состоянию на 2011 год [update]произошло 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, что впервые поставило солнечную энергию на конкурентоспособную основу с розничной ценой на электроэнергию в ряде солнечных стран. Цены на ветряные турбины также упали – на 18 процентов за МВт за последние два года – что отражает, как и в случае с солнечной энергией, жесткую конкуренцию в цепочке поставок. Впереди дальнейшее улучшение приведенной стоимости энергии для солнечной, ветровой и других технологий, что создает растущую угрозу доминированию источников производства ископаемого топлива в ближайшие несколько лет. [37]
Гидроэлектроэнергия и геотермальная электроэнергия, производимая в благоприятных местах, в настоящее время являются самым дешевым способом производства электроэнергии. Затраты на возобновляемые источники энергии продолжают падать, а приведенная стоимость электроэнергии (LCOE) снижается для ветровой энергии, солнечной фотоэлектрической энергии (PV), концентрированной солнечной энергии (CSP) и некоторых технологий использования биомассы. [55]
Возобновляемая энергия также является наиболее экономичным решением для новых подключенных к сети мощностей в районах с хорошими ресурсами. Поскольку стоимость возобновляемой энергии падает, сфера экономически жизнеспособных применений увеличивается. Возобновляемые технологии в настоящее время часто являются наиболее экономичным решением для новых генерирующих мощностей. Там, где «генерация на основе нефти является преобладающим источником производства электроэнергии (например, на островах, в автономном режиме и в некоторых странах), сегодня почти всегда существует более дешевое решение, основанное на возобновляемых источниках энергии». [55] По состоянию на 2012 год на технологии производства возобновляемой энергии приходилось около половины всех новых мощностей по производству электроэнергии в мире. В 2011 году были добавлены 41 гигаватт (ГВт) новых ветроэнергетических мощностей, 30 ГВт фотоэлектрических систем, 25 ГВт гидроэлектроэнергии, 6 ГВт биомассы, 0,5 ГВт CSP и 0,1 ГВт геотермальной энергии. [55]
Возобновляемая энергия включает в себя ряд источников и технологий, находящихся на разных стадиях коммерциализации. Международное энергетическое агентство ( МЭА) определило три поколения технологий возобновляемой энергетики, история которых насчитывает более 100 лет:
Технологии первого поколения хорошо зарекомендовали себя, технологии второго поколения выходят на рынки, а технологии третьего поколения во многом зависят от долгосрочных обязательств в области исследований и разработок, в которых государственный сектор должен сыграть свою роль. [5]
Технологии первого поколения широко используются в регионах с богатыми ресурсами. Их будущее использование зависит от освоения оставшегося 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 развитой технологией . В отличие от большинства возобновляемых источников, биомасса (и гидроэнергия) может обеспечить стабильное производство электроэнергии при базовой нагрузке . [56]
Биомасса производит выбросы CO 2 при сжигании, и вопрос о том, является ли биомасса углеродно-нейтральной, является спорным. [57] Материалы, сжигаемые непосредственно в кухонных плитах, производят загрязняющие вещества, что приводит к серьезным последствиям для здоровья и окружающей среды. Улучшенные программы кухонных плит смягчают некоторые из этих эффектов.
В течение десятилетия до 2007 года отрасль оставалась относительно застойной, но 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. [56] Биомасса действительно предлагает готовый механизм утилизации путем сжигания органических отходов муниципального, сельскохозяйственного и промышленного производства. Технологии использования биомассы первого поколения могут быть экономически конкурентоспособными, но все же могут потребовать поддержки внедрения, чтобы преодолеть общественное признание и решить мелкие проблемы. [5] В рамках дебатов о продовольствии и топливе несколько экономистов из Университета штата Айова в 2008 году обнаружили, что «нет никаких доказательств, опровергающих то, что основной целью политики в области биотоплива является поддержка доходов ферм». [58]
Гидроэлектричество – это термин, обозначающий электроэнергию, вырабатываемую гидроэлектростанциями ; производство электроэнергии за счет использования силы гравитации падающей или текущей воды. В 2015 году гидроэнергетика произвела 16,6% всей мировой электроэнергии и 70% всей возобновляемой электроэнергии [59] , и ожидается, что в течение следующих 25 лет она будет увеличиваться примерно на 3,1% каждый год. Преимущество гидроэлектростанций заключается в том, что они долговечны, и многие существующие станции работают более 100 лет.
Гидроэлектроэнергия производится в 150 странах, при этом Азиатско-Тихоокеанский регион производил 32 процента мировой гидроэлектроэнергии в 2010 году. Китай является крупнейшим производителем гидроэлектроэнергии: в 2010 году было произведено 721 тераватт-час, 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. [60] Стоимость гидроэлектроэнергии низкая, что делает ее конкурентоспособным источником возобновляемой электроэнергии. Средняя стоимость электроэнергии на гидроэлектростанции мощностью более 10 мегаватт составляет от 3 до 5 центов США за киловатт-час. [60]
Геотермальные электростанции могут работать 24 часа в сутки, обеспечивая базовую нагрузку. Оценки мировых потенциальных мощностей по производству геотермальной энергии сильно различаются: от 40 ГВт к 2020 году до целых 6000 ГВт. [61] [62]
Мощность геотермальной энергии выросла примерно с 1 ГВт в 1975 году до почти 10 ГВт в 2008 году. [62] Соединенные Штаты являются мировым лидером по установленной мощности, составляющей 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). ). [62] [63] 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. [64]
Установленная мощность геотермальных (земляных) тепловых насосов на конец 2008 года составляла примерно 30 ГВттепл., а другие виды прямого использования геотермального тепла (т.е. для отопления помещений, сушки сельскохозяйственных культур и других целей) достигали примерно 15 ГВттепл. По состоянию на 2008 год [update]по крайней мере 76 стран используют прямую геотермальную энергию в той или иной форме. [65]
Технологии второго поколения превратились из увлечения избранных в крупный сектор экономики в таких странах, как Германия, Испания, США и Япония. В этом участвуют многие крупные промышленные компании и финансовые учреждения, и задача состоит в том, чтобы расширить рыночную базу для дальнейшего роста во всем мире. [5] [16]
Системы солнечного отопления представляют собой хорошо известную технологию второго поколения и обычно состоят из солнечных тепловых коллекторов , жидкостной системы для передачи тепла от коллектора к месту его использования, а также резервуара или резервуара для хранения тепла. Системы могут использоваться для нагрева бытовой горячей воды, бассейнов, домов и предприятий. [66] Тепло также может использоваться для промышленных процессов или в качестве источника энергии для других целей, таких как охлаждающее оборудование. [67]
Во многих странах с более теплым климатом солнечная система отопления может обеспечить очень высокий процент (от 50 до 75%) энергии для горячего водоснабжения. По состоянию на 2009 год [update]в Китае имеется 27 миллионов солнечных водонагревателей на крыше. [68]
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 примерно с 1995 года усилия отрасли все больше сосредоточивались на разработке интегрированных фотоэлектрических модулей 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 генерировать больше электроэнергии, чем традиционные стационарные системы. При работе электростанций отсутствуют затраты на топливо и выбросы.
Некоторые из возобновляемых источников энергии второго поколения, такие как энергия ветра, имеют высокий потенциал и уже реализовали относительно низкие производственные затраты. [71] [72] Энергия ветра может стать дешевле ядерной. [73] Мировые ветроэнергетические установки увеличились на 35 800 МВт в 2010 году, в результате чего общая установленная мощность достигла 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 (США). 65 миллиардов долларов США), и впервые более половины всей новой ветровой энергии было добавлено за пределы традиционных рынков Европы и Северной Америки, главным образом, благодаря продолжающемуся буму в Китае, на долю которого приходилось почти половина всех установок в 16 500 человек. МВт. Сейчас в Китае установлено 42 300 МВт ветровой энергии. [74] На долю энергии ветра приходится примерно 19% электроэнергии, вырабатываемой в Дании , 9% в Испании и Португалии и 6% в Германии и Ирландии. [75] В австралийском штате Южная Австралия энергия ветра, поддерживаемая премьер-министром Майком Ранном (2002–2011 гг.), в настоящее время составляет 26% производства электроэнергии в штате, вытесняя угольную энергию. В конце 2011 года Южная Австралия, где проживает 7,2% населения Австралии, имела 54% установленной мощности ветроэнергетики страны. [76]
Доля ветроэнергетики в мировом потреблении электроэнергии на конец 2014 года составила 3,1%. [77]
Ветроэнергетика может производить больше электроэнергии с меньшими затратами за счет использования более высоких ветряных турбин с более длинными лопастями, улавливающих более быстрые ветры на больших высотах. Это открыло новые возможности, и в Индиане, Мичигане и Огайо цена энергии ветряных турбин, построенных на высоте от 300 до 400 футов над землей, теперь может конкурировать с ценами на обычное ископаемое топливо, такое как уголь. В некоторых случаях цены упали примерно до 4 центов за киловатт-час, и коммунальные предприятия увеличивают долю ветровой энергии в своем портфеле, заявляя, что это их самый дешевый вариант. [78]
Солнечные тепловые электростанции включают 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). МВт), солнечная электростанция PS20 (Испания, 20 МВт) и солнечная электростанция PS10 (Испания, 11 МВт). Солнечная электростанция Иванпа мощностью 370 МВт , расположенная в калифорнийской пустыне Мохаве , является крупнейшей в мире солнечно-термальной электростанцией, которая в настоящее время находится в стадии строительства. [79] Многие другие заводы находятся в стадии строительства или планируются, в основном в Испании и США. [80] В развивающихся странах были одобрены три проекта Всемирного банка по строительству интегрированных солнечных тепловых/газотурбинных электростанций с комбинированным циклом в Египте , Мексике и Марокко . [80]
Мировое производство этанола для транспортного топлива утроилось в период с 2000 по 2007 год с 17 миллиардов до более чем 52 миллиардов литров, а производство биодизеля выросло 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. [81]
В Бразилии действует одна из крупнейших программ возобновляемой энергетики в мире, включающая производство этанольного топлива из сахарного тростника , и сейчас этанол обеспечивает 18 процентов автомобильного топлива в стране. В результате этого, а также эксплуатации внутренних глубоководных источников нефти Бразилия, которая в течение многих лет была вынуждена импортировать большую часть нефти, необходимой для внутреннего потребления, недавно достигла полной самообеспеченности жидким топливом. [82] [83]
Почти весь бензин, продаваемый сегодня в Соединенных Штатах, смешан с 10-процентным содержанием этанола, смесью, известной как E10, [84] и производители автомобилей уже производят автомобили, предназначенные для работы на смесях с гораздо более высоким содержанием этанола. Ford , DaimlerChrysler и GM входят в число автомобильных компаний, продающих автомобили, грузовики и минивэны с гибким топливом , которые могут использовать бензин и смеси этанола, начиная от чистого бензина и заканчивая 85% этанолом (E85). Задача состоит в том, чтобы расширить рынок биотоплива за пределы фермерских штатов, где оно на сегодняшний день пользуется наибольшей популярностью. Закон об энергетической политике 2005 года , который предусматривает ежегодное использование 7,5 миллиардов галлонов США (28 000 000 м 3 ) биотоплива к 2012 году, также поможет расширить рынок. [85]
Растущая промышленность по производству этанола и биодизеля обеспечивает рабочие места в сфере строительства, эксплуатации и обслуживания заводов, в основном в сельских общинах. По данным Ассоциации возобновляемых источников топлива, «только в 2005 году индустрия этанола создала почти 154 000 рабочих мест в США, увеличив доходы домохозяйств на 5,7 миллиарда долларов. Она также внесла около 3,5 миллиардов долларов в налоговые поступления на местном уровне, уровне штата и федеральном уровне». [85]
Технологии возобновляемой энергетики третьего поколения все еще находятся в стадии разработки и включают передовую газификацию биомассы , технологии биопереработки , геотермальную энергию с использованием горячих сухих пород и энергию океана . Технологии третьего поколения еще широко не продемонстрированы или имеют ограниченную коммерциализацию. Многие из них уже на горизонте и могут иметь потенциал, сравнимый с другими технологиями возобновляемой энергетики, но все еще зависят от привлечения достаточного внимания и финансирования исследований и разработок. [5]
По данным Международного энергетического агентства, биоперерабатывающие заводы по переработке целлюлозного этанола могут позволить биотопливу играть гораздо большую роль в будущем, чем считали ранее такие организации, как МЭА. [88] Целлюлозный этанол можно производить из растительного материала, состоящего в основном из несъедобных целлюлозных волокон, которые образуют стебли и ветви большинства растений. Потенциальными источниками целлюлозной биомассы являются растительные остатки (такие как стебли кукурузы , пшеничная и рисовая солома), древесные отходы и твердые бытовые отходы . Специализированные энергетические культуры, такие как просо , также являются многообещающими источниками целлюлозы, которые можно устойчиво производить во многих регионах. [89]
Энергия океана — это все формы возобновляемой энергии, получаемой из моря, включая энергию волн, энергию приливов, речных течений, энергию океанских течений, прибрежный ветер, энергию градиента солености и энергию температурного градиента океана. [90]
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 находится в ведении компании Électricité de France и является крупнейшей приливной электростанцией в мире по установленной мощности.
Системы сбора электроэнергии из океанских волн, впервые предложенные более тридцати лет назад, в последнее время набирают обороты как жизнеспособная технология. Потенциал этой технологии считается многообещающим, особенно на западных побережьях с широтой от 40 до 60 градусов: [91]
В Соединенном Королевстве, например, Carbon Trust недавно оценил объем экономически жизнеспособных морских ресурсов в 55 ТВтч в год, что составляет около 14% текущего национального спроса. По оценкам, по всей Европе технологически достижимый ресурс составляет не менее 280 ТВтч в год. В 2003 году Институт исследований электроэнергетики США (EPRI) оценил жизнеспособные ресурсы в США в 255 ТВтч в год (6% спроса). [91]
В настоящее время у берегов Великобритании, США, Испании и Австралии реализуется девять проектов, завершенных или находящихся в разработке, по использованию Ocean Power Technologies технологии подъема и падения волн . Текущая максимальная выходная мощность составляет 1,5 МВт ( Ридспорт, Орегон ), ведется разработка мощности 100 МВт ( Кус-Бэй, Орегон ). [92]
По состоянию на 2008 год [update]развитие геотермальной энергетики продолжалось более чем в 40 странах, что частично объясняется развитием новых технологий, таких как усовершенствованные геотермальные системы. [65] Развитие электростанций с бинарным циклом и усовершенствование технологий бурения и добычи полезных ископаемых могут позволить усовершенствовать геотермальные системы в гораздо большем географическом диапазоне, чем «традиционные» геотермальные системы. Демонстрационные проекты EGS действуют в США, Австралии, Германии, Франции и Великобритании. [93]
Помимо уже существующих технологий солнечной фотоэлектрической энергии и солнечной тепловой энергии, существуют такие передовые солнечные концепции, как солнечная башня с восходящим потоком или солнечная энергия космического базирования. Эти концепции еще предстоит (если вообще когда-либо) быть коммерциализированы.
Солнечная восходящая башня (SUT) — это электростанция, работающая на возобновляемых источниках энергии и предназначенная для выработки электроэнергии из низкотемпературного солнечного тепла. Солнечный свет нагревает воздух под очень широкой крытой коллекторной конструкцией, похожей на оранжерею, окружающей центральное основание очень высокой дымоходной башни. Возникающая в результате конвекция вызывает восходящий поток горячего воздуха в башне за счет эффекта дымохода . Этот воздушный поток приводит в движение ветряные турбины , расположенные в восходящем потоке дымохода или вокруг основания дымохода, для производства электроэнергии . Планы по созданию увеличенных версий демонстрационных моделей позволят производить значительную часть электроэнергии и могут способствовать разработке других приложений, таких как добыча или дистилляция воды, сельское хозяйство или садоводство. Чтобы просмотреть исследование о башне с восходящим потоком солнечной энергии и ее воздействии, нажмите здесь [94]
Более продвинутой версией аналогичной технологии является двигатель Vortex (AVE), целью которого является замена больших физических дымоходов воздушным вихрем, создаваемым более короткой и менее дорогой конструкцией.
Солнечная энергия космического базирования ( SBSP ) — это концепция сбора солнечной энергии в космосе (с использованием «SPS», то есть «спутника солнечной энергии» или «спутниковой энергетической системы») для использования на Земле . Исследования ведутся с начала 1970-х годов. SBSP будет отличаться от нынешних методов сбора солнечной энергии тем, что средства, используемые для сбора энергии, будут находиться на орбитальном спутнике , а не на поверхности Земли. Некоторыми прогнозируемыми преимуществами такой системы являются 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 миллиардов долларов в 2010 году по сравнению со 160 миллиардами долларов в 2009 году. Лидерами по инвестициям в 2010 году были Китай, Германия, США, Италия и Бразилия. [12] Ожидается дальнейший рост сектора возобновляемой энергетики, а политика стимулирования помогла отрасли пережить экономический кризис 2009 года лучше, чем многие другие отрасли. [95]
По состоянию на 2010 год [update]Vestas ( из Дании) является ведущим производителем ветряных турбин в мире по проценту объема рынка, а Sinovel (из Китая) находится на втором месте. Вместе Vestas и Sinovel в 2010 году поставили 10 228 МВт новой ветроэнергетической мощности, а их доля рынка составила 25,9 процента. Третье место заняла компания GE Energy (США), за ней с небольшим отрывом следует Goldwind , еще один китайский поставщик. Немецкая компания Enercon занимает пятое место в мире, за ней на шестом месте следует индийская компания Suzlon . [96]
Рынок солнечных фотоэлектрических систем растет в течение последних нескольких лет. По данным исследовательской компании PVinsights, мировые поставки солнечных модулей в 2011 году составили около 25 ГВт, а рост поставок в годовом исчислении составил около 40%. В пятерку крупнейших производителей солнечных модулей в 2011 году по очереди вошли Suntech, First Solar, Yingli, Trina и Sungen. Согласно отчету PVinsights, 5 крупнейших компаний по производству солнечных модулей владели 51,3% рынка солнечных модулей.
В фотоэлектрической отрасли наблюдается падение цен на модули с 2008 года. В конце 2011 года заводские цены на фотоэлектрические модули из кристаллического кремния упали ниже отметки в 1 доллар США за Вт. Установленная стоимость $1,00/Вт часто рассматривается в фотоэлектрической отрасли как свидетельство достижения паритета энергосистемы для фотоэлектрических систем. Эти сокращения застали врасплох многих заинтересованных сторон, в том числе отраслевых аналитиков, а восприятие текущей экономики солнечной энергетики часто отстает от реальности. Некоторые заинтересованные стороны по-прежнему считают, что солнечная фотоэлектрическая энергия остается слишком дорогостоящей на несубсидируемой основе, чтобы конкурировать с традиционными вариантами генерации. Однако технологические достижения, усовершенствование производственных процессов и реструктуризация отрасли означают, что в ближайшие годы вероятно дальнейшее снижение цен. [99]
Многие энергетические рынки, институты и политика были разработаны для поддержки производства и использования ископаемого топлива. [101] Новые и более чистые технологии могут принести социальные и экологические выгоды, но операторы коммунальных предприятий часто отказываются от возобновляемых ресурсов, потому что их приучают мыслить только с точки зрения крупных традиционных электростанций. [102] Потребители часто игнорируют системы возобновляемой энергетики, поскольку им не предоставляются точные ценовые сигналы о потреблении электроэнергии. Преднамеренные рыночные искажения (например, субсидии) и непреднамеренные рыночные искажения (например, разделение стимулов) могут работать против возобновляемых источников энергии. [102] Бенджамин К. Совакул утверждал, что «некоторые из наиболее скрытых, но мощных препятствий, стоящих перед возобновляемыми источниками энергии и энергоэффективностью в Соединенных Штатах, больше связаны с культурой и институтами , чем с техникой и наукой». [103]
Препятствия на пути широкой коммерциализации технологий использования возобновляемых источников энергии носят в первую очередь политический, а не технический характер [104] , и было проведено множество исследований, которые выявили ряд «нетехнических барьеров» для использования возобновляемых источников энергии. [105] [15] [106] [107] Эти барьеры представляют собой препятствия, которые ставят возобновляемую энергетику в невыгодное маркетинговое, институциональное или политическое положение по сравнению с другими формами энергии. Ключевые препятствия включают: [106] [107]
«Национальные сети обычно приспособлены к работе централизованных электростанций и, таким образом, способствуют их производительности. Технологии, которым нелегко вписаться в эти сети, могут с трудом выйти на рынок, даже если сама технология коммерчески жизнеспособна. Это относится к распределенной генерации, поскольку большинство сетей не подходят для получения электроэнергии из множества мелких источников. Крупномасштабные возобновляемые источники энергии также могут столкнуться с проблемами, если они расположены в районах, удаленных от существующих сетей». [108]
При таком широком спектре нетехнических препятствий не существует «серебряной пули» для перехода к возобновляемым источникам энергии. Поэтому в идеале необходимо иметь несколько различных типов политических инструментов, которые дополняли бы друг друга и преодолевали различные типы барьеров. [107] [110]
Необходимо создать политическую основу, которая уравняет правила игры и устранит дисбаланс традиционных подходов, связанных с ископаемым топливом. Политический ландшафт должен идти в ногу с широкими тенденциями в энергетическом секторе, а также отражать конкретные социальные, экономические и экологические приоритеты. [111] Некоторые богатые ресурсами страны изо всех сил пытаются отказаться от ископаемого топлива и до сих пор не смогли принять нормативную базу, необходимую для развития возобновляемых источников энергии (например, Россия). [112]
Государственная политика должна сыграть свою роль в коммерциализации возобновляемой энергии, поскольку система свободного рынка имеет некоторые фундаментальные ограничения. Как отмечается в Stern Review : «На либерализованном энергетическом рынке инвесторы, операторы и потребители должны нести полную стоимость своих решений. Но во многих экономиках или энергетических секторах дело обстоит иначе. Многие политики искажают рынок в пользу существующих технологии ископаемого топлива». [108] Международное общество солнечной энергии заявило, что «исторические стимулы для традиционных энергетических ресурсов продолжают даже сегодня смещать рынки, скрывая многие из реальных социальных издержек их использования». [113]
Энергетические системы на ископаемом топливе имеют другие затраты и характеристики производства, передачи и конечного использования, чем системы возобновляемых источников энергии, и необходима новая политика продвижения, чтобы гарантировать, что возобновляемые системы развиваются настолько быстро и широко, насколько это желательно с социальной точки зрения. [101] Лестер Браун утверждает, что рынок «не включает в цены косвенные затраты на предоставление товаров или услуг, не оценивает адекватные услуги природы и не соблюдает пороговые значения устойчивой урожайности природных систем». [114] Он также отдает предпочтение краткосрочной перспективе, а не долгосрочной, тем самым демонстрируя ограниченную заботу о будущих поколениях. [114] Перераспределение налогов и субсидий может помочь преодолеть эти проблемы, [115] хотя также проблематично объединить различные международные нормативные режимы, регулирующие этот вопрос. [116]
Сдвиг налогов широко обсуждался и одобрялся экономистами. Он предполагает снижение подоходного налога и одновременное повышение сборов за экологически разрушительную деятельность, чтобы создать более отзывчивый рынок. Например, налог на уголь, включающий в себя увеличение расходов на здравоохранение, связанное с дыханием загрязненным воздухом, затраты на ущерб от кислотных дождей и затраты на изменение климата, будет стимулировать инвестиции в возобновляемые технологии. Несколько стран Западной Европы уже перераспределяют налоги в рамках процесса, известного там как реформа экологического налога. [114]
В 2001 году Швеция начала новый 10-летний сдвиг экологического налога, призванный преобразовать 30 миллиардов крон (3,9 миллиарда долларов) подоходного налога в налоги на экологически разрушительную деятельность. Другими европейскими странами, предпринявшими значительные усилия по налоговой реформе, являются Франция, Италия, Норвегия, Испания и Великобритания. Две ведущие экономики Азии, Япония и Китай, рассматривают возможность введения налога на выбросы углерода. [114]
Точно так же, как существует необходимость в перераспределении налогов, существует также необходимость в перераспределении субсидий. Субсидии по своей сути не являются чем-то плохим, поскольку многие технологии и отрасли возникли благодаря схемам государственных субсидий. В Stern Review поясняется, что из 20 ключевых инноваций за последние 30 лет только одна из 14 полностью финансировалась частным сектором, а девять полностью финансировались государством. [117] Если говорить о конкретных примерах, то Интернет стал результатом финансируемых государством связей между компьютерами в правительственных лабораториях и исследовательских институтах. А сочетание федеральных налоговых вычетов и значительных налоговых вычетов штата в Калифорнии помогло создать современную ветроэнергетику. [115] В то же время, в частности, американские системы налоговых льгот для возобновляемых источников энергии описываются как «непрозрачный» финансовый инструмент, в котором доминируют крупные инвесторы с целью сокращения своих налоговых платежей, в то время как цели по сокращению выбросов парниковых газов рассматриваются как побочный эффект. [118]
Лестер Браун утверждал, что «мир, столкнувшийся с перспективой экономически разрушительного изменения климата, больше не может оправдывать субсидии на расширение сжигания угля и нефти. а геотермальная энергия является ключом к стабилизации климата Земли». [115] Международное общество солнечной энергии выступает за «уравнивание правил игры», устраняя сохраняющееся неравенство в государственных субсидиях энергетических технологий и НИОКР, в которых ископаемое топливо и ядерная энергетика получают наибольшую долю финансовой поддержки. [119]
Некоторые страны отменяют или сокращают субсидии, наносящие ущерб климату, а Бельгия, Франция и Япония поэтапно отказались от всех субсидий на уголь. Германия сокращает субсидии на уголь. Субсидия упала с 5,4 миллиарда долларов в 1989 году до 2,8 миллиарда долларов в 2002 году, при этом Германия снизила использование угля на 46 процентов. Китай сократил субсидии на уголь с 750 миллионов долларов в 1993 году до 240 миллионов долларов в 1995 году, а совсем недавно ввел налог на уголь с высоким содержанием серы. [115] Однако Соединенные Штаты увеличивают свою поддержку ископаемого топлива и атомной промышленности. [115]
В ноябре 2011 года в отчете МЭА, озаглавленном « Развертывание возобновляемых источников энергии, 2011» , говорилось, что «субсидии на технологии зеленой энергетики, которые еще не были конкурентоспособными, оправданы, чтобы дать стимул к инвестированию в технологии с явными преимуществами для окружающей среды и энергетической безопасности». В отчете МЭА опровергаются утверждения о том, что технологии возобновляемой энергетики жизнеспособны только за счет дорогостоящих субсидий и не способны надежно производить энергию для удовлетворения спроса. [54]
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 подорвать промышленность и политику других, тем самым подчеркивая актуальность этого вопроса на глобальном уровне. Всемирная торговая организация. [120]
Установление национальных целей в области возобновляемых источников энергии может быть важной частью политики использования возобновляемых источников энергии, и эти цели обычно определяются как процент от структуры производства первичной энергии и/или электроэнергии. Например, Европейский Союз установил ориентировочную цель использования возобновляемых источников энергии в размере 12 процентов от общего энергобаланса ЕС и 22 процентов 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. [121]
Национальные цели также являются важным компонентом стратегий использования возобновляемых источников энергии в некоторых развивающихся странах . К развивающимся странам, нацеленным на использование возобновляемых источников энергии, относятся Китай, Индия, Индонезия, Малайзия, Филиппины, Таиланд, Бразилия, Египет, Мали и Южная Африка. Цели, поставленные многими развивающимися странами, весьма скромны по сравнению с целями некоторых промышленно развитых стран. [121]
Цели в области возобновляемой энергетики в большинстве стран являются ориентировочными и необязательными, но они способствуют действиям правительства и нормативно-правовой базе. Программа ООН по окружающей среде предположила, что юридически обязательные цели в области возобновляемых источников энергии могут стать важным политическим инструментом для достижения более высокого проникновения на рынок возобновляемых источников энергии. [121]
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 глобальный финансовый кризис в конце 2000-х годов правительства крупнейших стран мира сделали программы «зеленого стимулирования» одним из своих основных политических инструментов для поддержки экономического восстановления. Около 188 миллиардов долларов США в виде финансирования зеленого стимулирования было выделено на возобновляемые источники энергии и энергоэффективность, которые будут потрачены в основном в 2010 и 2011 годах. [128]
Государственная политика определяет степень, в которой возобновляемые источники энергии (ВИЭ) должны быть включены в структуру производства электроэнергии в развитой или развивающейся стране. Регуляторы энергетического сектора реализуют эту политику, тем самым влияя на темпы и структуру инвестиций в возобновляемую энергию и подключение к энергосистеме. Регуляторы энергетики часто имеют полномочия выполнять ряд функций, которые имеют значение для финансовой осуществимости проектов возобновляемой энергетики. К таким функциям относятся выдача лицензий, установление стандартов деятельности, мониторинг деятельности регулируемых фирм, определение уровня цен и структуры тарифов, создание единых систем учета, разрешение споров между заинтересованными сторонами (например, распределение затрат на межсетевое соединение), проведение управленческого аудита, развитие кадровых ресурсов агентства. (экспертиза), отчетность о деятельности сектора и комиссий перед государственными органами, а также согласование решений с другими государственными органами. Таким образом, регулирующие органы принимают широкий спектр решений, которые влияют на финансовые результаты, связанные с инвестициями в возобновляемую энергию. Кроме того, отраслевой регулятор имеет возможность давать советы правительству 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 возобновляемой энергетики. Поскольку политика не реализуется самостоятельно, регуляторы энергетического сектора становятся ключевыми помощниками (или блокировщиками) инвестиций в возобновляемую энергетику. [129]
Energiewende ( по -немецки « энергетический переход » ) — это переход Германии к низкоуглеродному , экологически безопасному, надежному и доступному энергоснабжению. [130] Новая система будет в значительной степени опираться на возобновляемые источники энергии (особенно ветер , фотоэлектричество и биомассу ) , энергоэффективность и управление спросом на энергию . Большую часть, если не всю существующую угольную генерацию, необходимо будет вывести из эксплуатации. [131] Поэтапный вывод из эксплуатации немецкого парка ядерных реакторов , который должен быть завершен к 2022 году, является ключевой частью программы. [132]
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 целевой показатель использования возобновляемых источников энергии на 60% к 2050 году. [133] Эти цели являются амбициозными. [134] Берлинский политический институт Agora Energiewende отметил, что «хотя немецкий подход не уникален во всем мире, скорость и масштабы Energiewende являются исключительными». [135] Energiewende также стремится к большей прозрачности в отношении формирования национальной энергетической политики . [136]
Германия добилась значительного прогресса в достижении своей цели по сокращению выбросов парниковых газов, добившись снижения на 27% в период с 1990 по 2014 год. Однако Германии необходимо будет поддерживать средний темп сокращения выбросов парниковых газов на уровне 3,5% в год, чтобы достичь своей цели Energiewende , равной максимальному историческому уровню. значение на данный момент. [137]
Германия тратит 1,5 миллиарда евро в год на исследования в области энергетики (данные за 2013 год), стремясь решить технические и социальные проблемы, возникшие в результате переходного периода. [138] Сюда входит ряд компьютерных исследований, которые подтвердили осуществимость и аналогичную стоимость (по сравнению с обычным бизнесом и с учетом адекватной цены на углерод) Energiewende .
Эти инициативы выходят далеко за рамки законодательства Европейского Союза и национальной политики других европейских государств. Политические цели были приняты федеральным правительством Германии и привели к огромному расширению использования возобновляемых источников энергии, особенно энергии ветра. Доля возобновляемых источников энергии в Германии увеличилась примерно с 5% в 1999 году до 22,9% в 2012 году, превысив средний показатель по ОЭСР, составляющий 18% использования возобновляемых источников энергии. [139] Производителям гарантирован фиксированный «зеленый» тариф на 20 лет, гарантирующий фиксированный доход. Были созданы энергетические кооперативы и предприняты усилия по децентрализации контроля и прибылей. Крупные энергетические компании занимают непропорционально малую долю рынка возобновляемых источников энергии. Однако в некоторых случаях неудачные инвестиционные планы приводили к банкротствам и низкой доходности , а нереалистичные обещания оказались далеки от реальности. [140] Атомные электростанции были закрыты, а существующие девять станций закроются раньше запланированного, в 2022 году.
Одним из факторов, препятствовавших эффективному использованию новых возобновляемых источников энергии, было отсутствие сопутствующих инвестиций в энергетическую инфраструктуру для вывода электроэнергии на рынок. Предполагается, что необходимо построить или модернизировать 8300 км линий электропередачи. [139] В разных землях Германии по-разному относятся к строительству новых линий электропередачи. Тарифы в промышленности были заморожены, и поэтому возросшие затраты на Energiewende были переложены на потребителей, у которых выросли счета за электроэнергию.
Добровольные рынки, также называемые рынками зеленой энергии, основаны на предпочтениях потребителей. Добровольные рынки позволяют потребителю делать больше, чем того требуют политические решения, и снижают воздействие использования электроэнергии на окружающую среду. Чтобы добиться успеха, добровольные продукты «зеленой» энергии должны предлагать значительную выгоду и ценность для покупателей. Выгоды могут включать нулевые или сниженные выбросы парниковых газов, другие виды сокращения загрязнения или другие экологические улучшения на электростанциях. [141]
Движущими факторами добровольного внедрения «зеленой» электроэнергии в ЕС являются либерализация рынков электроэнергии и Директива о ВИЭ. Согласно директиве, государства-члены ЕС должны гарантировать, что происхождение электроэнергии, производимой из возобновляемых источников энергии, может быть гарантировано и, следовательно, 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, управляемая Центром ресурсных решений . [142] В Европе основным добровольным инструментом, используемым неправительственными организациями для продвижения устойчивого производства электроэнергии, является маркировка «ЭКОэнергия» . [143]
Ряд событий 2006 года выдвинул возобновляемую энергетику на первое место в политической повестке дня, включая промежуточные выборы в США в ноябре, которые подтвердили, что чистая энергетика является основным вопросом. Также в 2006 году Stern Review [17] привел веские экономические аргументы в пользу инвестиций в низкоуглеродные технологии уже сейчас и утверждал, что экономический рост не должен быть несовместим с сокращением потребления энергии. [144] Согласно анализу тенденций, проведенному Программой ООН по окружающей среде , проблемы изменения климата [16] в сочетании с недавними высокими ценами на нефть [145] и растущей государственной поддержкой приводят к увеличению объемов инвестиций в возобновляемые источники энергии и отрасли энергоэффективности. [18] [146]
Инвестиционный капитал, поступающий в возобновляемую энергетику, достиг рекордной суммы в 77 миллиардов долларов США в 2007 году, при этом тенденция к росту продолжилась и в 2008 году. [19] ОЭСР по-прежнему доминирует, но сейчас наблюдается рост активности со стороны компаний из Китая, Индии и Бразилии. Китайские компании были вторым по величине получателем венчурного капитала в 2006 году после США. В том же году Индия была крупнейшим нетто-покупателем компаний за рубежом, в основном на более устоявшихся европейских рынках. [146]
Новые государственные расходы, регулирование и политика помогли отрасли пережить экономический кризис 2009 года лучше, чем многие другие отрасли. [95] В частности, Закон о восстановлении и реинвестировании Америки президента США Барака Обамы от 2009 года включал более 70 миллиардов долларов в виде прямых расходов и налоговых льгот на экологически чистую энергетику и связанные с ней транспортные программы. Эта комбинация политики и стимулирования представляет собой крупнейшее в истории США обязательство федерального правительства в отношении возобновляемых источников энергии, современного транспорта и инициатив по энергосбережению. Основываясь на этих новых правилах, многие другие коммунальные предприятия усилили свои программы экологически чистой энергии. [95] Clean Edge предполагает, что коммерциализация чистой энергии поможет странам всего мира справиться с нынешним экономическим кризисом. [95] Некогда многообещающая компания, занимающаяся солнечной энергетикой, Solyndra , оказалась вовлеченной в политический спор, связанный с разрешением администрации президента США Барака Обамы предоставить корпорации гарантию кредита на сумму 535 миллионов долларов США в 2009 году в рамках программы содействия развитию альтернативной энергетики. [147] [148] Компания прекратила всю коммерческую деятельность, подала заявление о банкротстве по главе 11 и уволила почти всех своих сотрудников в начале сентября 2011 года. [149] [150]
В своем послании «О положении страны» от 24 января 2012 года президент Барак Обама подтвердил свою приверженность возобновляемым источникам энергии. Обама заявил, что он «не откажется от обещания чистой энергии». Обама призвал министерство обороны взять на себя обязательство закупить 1000 МВт возобновляемой энергии. Он также упомянул о давнем обязательстве Министерства внутренних дел разрешить в 2012 году проекты использования возобновляемых источников энергии мощностью 10 000 МВт на государственной земле. [151]
По состоянию на 2012 год возобновляемые источники энергии играют 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 энергетики, в первую очередь ветроэнергетику и солнечную энергию, продолжали падать, что сделало возобновляемые источники энергии конкурентоспособными по сравнению с традиционными источниками энергии. Однако без равных правил игры широкое проникновение возобновляемых источников энергии на рынок по-прежнему зависит от эффективной политики продвижения. Субсидии на ископаемое топливо, которые намного выше, чем на возобновляемые источники энергии, остаются в силе и должны быть быстро отменены. [152]
Генеральный секретарь ООН Пан Ги Мун заявил, что «возобновляемые источники энергии способны поднять беднейшие страны на новый уровень процветания». [153] В октябре 2011 года он «объявил о создании группы высокого уровня для обеспечения поддержки доступа к энергии, энергоэффективности и более широкого использования возобновляемых источников энергии. Сопредседателем группы станет Канде Юмкелла, председатель UN Energy и генеральный директор Организации промышленного развития ООН, а также Чарльз Холлидей, председатель Bank of America». [154]
В 2012 году мировое использование солнечной и ветровой энергии продолжало значительно расти. Потребление солнечной электроэнергии выросло на 58 процентов, до 93 тераватт-часов (ТВтч). Использование энергии ветра в 2012 году выросло на 18,1 процента, до 521,3 ТВтч. [155] Мировые установленные мощности солнечной и ветровой энергии продолжали расширяться, хотя новые инвестиции в эти технологии сократились в течение 2012 года. Мировые инвестиции в солнечную энергетику в 2012 году составили 140,4 миллиарда долларов США, что на 11 процентов меньше, чем в 2011 году, а инвестиции в ветроэнергетику снизились на 10,1 процента. до $80,3 млрд. Но из-за снижения производственных затрат по обеим технологиям общая установленная мощность резко выросла. [155] Это снижение инвестиций, но рост установленной мощности, может снова произойти в 2013 году. [156] [157] Аналитики ожидают, что рынок утроится к 2030 году. [158] В 2015 году инвестиции в возобновляемые источники энергии превысили объемы ископаемого топлива. [159]
Стимул к использованию 100% возобновляемой энергии для производства электроэнергии, транспорта или даже общего снабжения первичной энергией 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 удержат глобальное потепление примерно на 1,5 градуса, доля первичной энергии , поставляемой за счет возобновляемых источников энергии, увеличивается с 15% в 2020 году до 60% в 2050 году (средние значения по всем опубликованным пути). [161] Доля первичной энергии, поставляемой из биомассы, увеличивается с 10% до 27%, [162] при эффективном контроле за тем, меняется ли землепользование при выращивании биомассы. [163] Доля ветровой и солнечной энергии увеличивается с 1,8% до 21%. [162]
На национальном уровне по крайней мере 30 стран мира уже используют возобновляемые источники энергии, на долю которых приходится более 20% энергоснабжения.
Марк З. Джейкобсон , профессор гражданского и экологического строительства в Стэнфордском университете и директор его программы по атмосфере и энергетике, говорит, что производство всей новой энергии с помощью энергии ветра , солнца и гидроэнергии к 2030 году осуществимо, а существующие механизмы энергоснабжения могут быть заменены к 2050 году. Барьеры на пути реализации плана по возобновляемой энергетике считаются «в первую очередь социальными и политическими, а не технологическими или экономическими». Джейкобсон говорит, что затраты на энергию при использовании ветровой, солнечной и водной систем должны быть аналогичны сегодняшним затратам на электроэнергию. [164]
Проекты по возобновляемым источникам энергии должны размещаться в отдаленных местах из-за высоких цен на землю в городских районах или из-за самих возобновляемых ресурсов, что требует затрат на строительство линий электропередачи . [165]
Аналогичным образом, в Соединенных Штатах независимый Национальный исследовательский совет отметил, что «существуют достаточные внутренние возобновляемые ресурсы, чтобы позволить возобновляемой электроэнергии играть значительную роль в будущем производстве электроэнергии и, таким образом, помогать решать проблемы, связанные с изменением климата, энергетической безопасностью и эскалацией затрат на энергию… Возобновляемая энергия является привлекательным вариантом, поскольку возобновляемые ресурсы, доступные в Соединенных Штатах, в совокупности могут обеспечить значительно большее количество электроэнергии, чем общий текущий или прогнозируемый внутренний спрос». [166]
Наиболее существенные препятствия на пути широкого внедрения крупномасштабных стратегий возобновляемой энергетики и низкоуглеродной энергетики носят в первую очередь политический, а не технологический характер. Согласно отчету Post Carbon Pathways за 2013 год , в котором проанализированы многие международные исследования, ключевыми препятствиями являются: отрицание изменения климата , лоббирование ископаемого топлива , политическое бездействие, неустойчивое потребление энергии, устаревшая энергетическая инфраструктура и финансовые ограничения. [167]
Движение к энергетической устойчивости потребует изменений не только в способах поставки энергии, но и в способах ее использования, а сокращение количества энергии, необходимой для доставки различных товаров или услуг, имеет важное значение. Возможности для улучшения спроса в энергетическом уравнении столь же богаты и разнообразны, как и возможности для улучшения предложения, и часто приносят значительные экономические выгоды. [168]
Устойчивая энергетическая экономика требует приверженности как возобновляемым источникам энергии, так и эффективности. Возобновляемые источники энергии и энергоэффективность считаются «двойными столпами» устойчивой энергетической политики. Американский совет по энергоэффективной экономике пояснил, что оба ресурса необходимо развивать, чтобы стабилизировать и сократить выбросы углекислого газа: [169]
Эффективность необходима для замедления роста спроса на энергию, чтобы рост поставок чистой энергии мог привести к значительному сокращению использования ископаемого топлива. Если потребление энергии будет расти слишком быстро, развитие возобновляемых источников энергии будет преследовать отступающую цель. Аналогичным образом, если поставки экологически чистой энергии не начнут быстро осуществляться, замедление роста спроса только начнет сокращать общие выбросы; Также необходимо снижение содержания углерода в источниках энергии. [169]
МЭА заявило, что политика возобновляемой энергетики и энергоэффективности являются взаимодополняющими инструментами для развития устойчивого энергетического будущего и должны разрабатываться вместе, а не изолированно. [170]
Портал возобновляемой энергетики
Портал глобального потепления
Экологический портал
Энергетический портал
Бизнес-порталНесмотря на перебои в цепочках поставок и макроэкономические препятствия, инвестиции в энергетический переход в 2022 году подскочили на 31% и сравнялись с показателями ископаемого топлива.
.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=игнорируется ( помощь )CS1 maint: numeric names: authors list (link)МЭА. CC BY 4.0.● Источник данных за 2016 год: «Обзор рынка возобновляемых источников энергии / прогноз на 2021 и 2022 годы» (PDF) . IEA.org . Международное энергетическое агентство. Май 2021. с. 8. Архивировано (PDF) из оригинала 25 марта 2023 года.
МЭА. Лицензия: CC BY 4.0.
Глобальные энергетические инвестиции в чистую энергию и ископаемое топливо, 2015–2023 гг. (диаграмма)— Со страниц 8 и 12 журнала World Energy Investment 2023 (архив).
{{cite web}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link)