Do odnawialnych źródeł energii (OZE) są źródła energii , w tym odnowienie naturalne jest wystarczająco szybki dla nich, aby uznać niewyczerpany w ludzkiej skali czasu. Pochodzą one z cyklicznych lub stałych zjawisk naturalnych wywoływanych przez gwiazdy : Słońce głównie ze względu na ciepło i światło, które generuje, ale także przyciąganie Księżyca ( pływy ) i ciepło generowane przez Ziemię ( energia geotermalna ). Ich odnawialny charakter zależy z jednej strony od szybkości, z jaką źródło jest zużywane, az drugiej strony od szybkości, z jaką jest odnawiane.
Wyrażenie „energia odnawialna” to krótka i powszechna forma wyrażeń „odnawialne źródła energii” lub „odnawialne źródła energii”, które są bardziej poprawne z fizycznego punktu widzenia .
Udział energii odnawialnej w globalnym zużyciu energii finalnej oszacowano w 2018 r. na 17,9%, w tym 6,9% tradycyjnej biomasy (drewno, odpady rolnicze itp. ) i 11,0% energii odnawialnej „nowoczesnej”: 4,3% ciepła wytwarzanego przez odnawialne źródła ciepła energie (biomasa, geotermia, energia słoneczna ), 3,6% hydroelektryczność , 2,1% dla innej odnawialnej energii elektrycznej ( wiatr , energia słoneczna , geotermalna, biomasa, biogaz ) i 1% dla biopaliw ; ich udział w produkcji energii elektrycznej oszacowano w 2018 r. na 26,4%.
Słoneczny jest głównym źródłem różne formy źródeł energii: jego promieniowanie jest wektor transportu energii użytecznej (bezpośrednio lub pośrednio) w fotosyntezie , a w obiegu wody (co umożliwia energii wodnej ) i fali energii (energia fal), różnica temperatur między wodami powierzchniowymi a głębokimi wodami oceanicznymi ( energia cieplna mórz ) lub dyfuzja jonów spowodowana napływem świeżej wody do wody morskiej ( energia osmotyczna ). Ta energia słoneczna w połączeniu z ruchem obrotowym Ziemi jest źródłem wiatrów ( energia wiatru ) i prądów morskich (energia pływów ).
Ciepło wewnętrzne Ziemi ( energia geotermalna ) jest asymilowane do formy energii odnawialnej, a system Ziemia - Księżyc generuje pływy oceanów i mórz, umożliwiając rozwój energii pływów .
Zarówno energia słoneczna, jak i ciepło wewnętrzne Ziemi pochodzą z reakcji jądrowych ( synteza jądrowa w przypadku Słońca, rozszczepienie jądrowe w przypadku ciepła wewnętrznego Ziemi).
Do paliw kopalnych lub minerały ( materiał rozszczepialny ) nie są odnawialne źródła energii, zasoby konsumowane w tempie znacznie wyższe niż tempo, w jakim są one naturalnie stworzone lub dostępne.
Wyrażenie „energia odnawialna i odzyskiwana” (EnR & R) jest czasami używane przy dodawaniu energii odnawialnych do odzysku ciepła wytwarzanego przez różne rodzaje działalności produkcyjnej.
Przez większość swojej historii ludzkość dysponowała jedynie odnawialnymi źródłami energii, aby zaspokoić swoje potrzeby energetyczne. W paleolicie jedyną dostępną energią była siła mięśni człowieka i energia użytej biomasy dzięki ogniu ; ale wiele postępów umożliwiło wykorzystanie tych energii z coraz większą wydajnością (wynalazki coraz bardziej wydajnych narzędzi).
Najważniejszym postępem było wynalezienie trakcji zwierzęcej , które nastąpiło później niż udomowienie zwierząt. Szacuje się, że człowiek zaczął bydła zaczepu z pługów lub trzykołowych pojazdów podczas IV -go tysiąclecia pne. AD Techniki te wynaleziono w starożytnym Żyznym Półksiężycu i na Ukrainie, później znanym na całym świecie.
Wynalezienie żaglówki było ważnym krokiem naprzód w rozwoju handlu na świecie.
Że z wody i wiatru młynów również przyniósł znaczną dodatkową energię. Fernand Braudel nazywa „pierwsza rewolucja mechaniczne” stopniowe wprowadzenie XI th wieku do XIII th wieku, młyny wodne i wiatraki: „te” ciągniki „są prawdopodobnie o małej mocy, 2 do 5 KM na kole wodnym, czasami pięć , co najwyżej dziesięć za skrzydła wiatraka. Ale w gospodarce słabo zaopatrzonej w energię stanowią one znaczną dodatkową moc. Starszy młyn wodny ma znacznie większe znaczenie niż turbina wiatrowa. Nie zależy od nieregularności wiatru, ale od wody, z grubsza mniej kapryśnej. Jest szerzej rozpowszechniony, ze względu na swój wiek, mnogość rzek…” .
Pod koniec XVIII -go wieku, w przededniu rewolucji przemysłowej , praktycznie cała ludzkość wciąż zapotrzebowanie energetyczne świadczone przez energię odnawialną. Próbując oszacować rozkład zużycia według źródła energii, Fernand Braudel szacuje udział trakcji zwierząt na ponad 50%, około 25% udziału drewna, 10 do 15% udziału młynów wodnych, 5% udziału siły ludzkiej i nieco ponad 1% wiatru dla marynarki handlowej; rezygnuje z kwantyfikacji udziału wiatraków, z braku danych, precyzując: „turbiny wiatrowe, mniej liczne niż koła wodne, mogą stanowić tylko jedną czwartą lub jedną trzecią mocy zdyscyplinowanych wód” . Możemy zatem oszacować łączny udział energii wiatrowej (żagiel + wiatraki) na 3 do 5%. Wspomina o rekordowych śródlądowych drogach wodnych, marynarce wojennej, węglu drzewnym i lądzie.
Pojawienie się silnika parowego i silnika Diesla , doprowadziła do spadku młynów wodnych i energii wiatrowej w XIX -tego wieku; zniknęły wodne i wiatraki, zastąpione przez przemysłowe młyny mączne . Energia wodna był nowy złoty wiek z elektrowni wodnych, pojawił się w Szwajcarii, we Włoszech, Francji i Stanach Zjednoczonych pod koniec XIX -go wieku.
W XIX -tego wieku, François Larderel rozwija, Włochy, techniczne zastosowanie energii geotermalnej .
W latach 1910 w Kalifornii pojawiły się pierwsze indywidualne podgrzewacze wody na energię słoneczną . W 1911 roku w Larderello zbudowano pierwszą elektrownię geotermalną .
W połowie XX p wieku, elektrownia wiatrowa nie był już stosowany do łodzi i pompowania (rolnictwa, polderów).
Następnie ponownie pojawiły się turbiny wiatrowe, korzystające z bardziej wydajnych technik z lotnictwa; ich rozwój nabrał tempa od lat 90. Słoneczne systemy cieplne i fotowoltaiczne zostały opracowane na początku XXI w. Pod wpływem postępu technologicznego i ekonomii skali związanej z rosnącą instalacją, sektory produkcji energii odnawialnej, wciąż pojawiające się na początku XXI wieku , ich koszty szybko się zmieniają.
Od końca XX th Century, w odpowiedzi na początku niedoboru oleju , skutków zmian klimatu i niekorzystnych zdrowie energii węgla , a także wypadków jądrowych w Czarnobylu i Fukushimie i kontrowersji w sprawie postępowania z odpadami z jądrowym , globalnej reorientacji w kierunku energii odnawialnej.
W 2017 r. udział energii odnawialnej w globalnym zużyciu energii finalnej oszacowano na 18,1%, w tym 7,5% biomasy tradycyjnej (drewno, odpady rolnicze itp. ) i 10,6% energii odnawialnej. odnawialne źródła energii cieplnej (biomasa, geotermia, energia słoneczna ), 3,6% energia wodna , 2% inne odnawialne źródła energii elektrycznej ( wiatr , energia słoneczna , geotermalna, biomasa, biogaz ) i 1% dla biopaliw .
W sektorze elektroenergetycznym łączny udział w 2018 r. wyniósł 26,2%, przy czym największy udział miała energia wodna – 15,8%. Udział odnawialnych źródeł energii w zużyciu energii pierwotnej , w przypadku których odnawialne źródła energii są zwykle niedostatecznie reprezentowane ze względu na zastosowaną metodę obliczeń (patrz bilans energii ), w 2016 r. wynosił 13,7%.
Aby nadrobić opóźnienie w stosunku do celów Rio de Janeiro i Kioto , ONZ zaproponowała w 2011 roku jako cel produkcję 30% energii zużywanej w 2030 roku dzięki energii odnawialnej, wobec 13% w 2010 roku. energie są różnego rodzaju, opisane poniżej.
Bardziej prawdopodobne jest, że energia odnawialna zostanie dodana do energii konwencjonalnych niż ją zastąpić, w szczególności w dziedzinie energii elektrycznej.
Wyróżniają się dwie główne rodziny wykorzystania energii słonecznej:
Słoneczna energia cieplna znana jest od bardzo dawna i jest wykorzystywana np. do ogrzewania lub suszenia obiektów poprzez wystawianie ich na działanie słońca.
Energia cieplna może być wykorzystana bezpośrednio lub pośrednio:
Energia słoneczna może być również wykorzystywana do gotowania. Po raz pierwszy pojawił się w latach 70. gotowanie słoneczne polega na przygotowywaniu potraw za pomocą kuchenki słonecznej lub piekarnika. Małe piekarniki solarne pozwalają na gotowanie w temperaturze około 150 °C , parabole solarne umożliwiają gotowanie tych samych potraw, co konwencjonalna kuchenka gazowa lub elektryczna.
Energia słonecznaFotowoltaiczny energii słonecznej jest energia elektryczna generowana z promieniowania słonecznego, za pomocą płyty lub słonecznych fotowoltaicznych . Energia fotowoltaiczna wykorzystuje efekt fotoelektryczny do wytworzenia prądu elektrycznego. W zależności od technologii, system fotowoltaiczny podczas pracy wytwarza od 20 do 40 razy więcej energii (ekwiwalent pierwotny ) niż zużyty do jego produkcji.
Siła wiatru polega na wykorzystaniu energii mechanicznej przemieszczenia masy powietrza w atmosferze .
Energię wiatrową eksploatowano już od czasów starożytnych , wykorzystując żaglówki, czego dowodem jest „ słoneczna łódź ” Chufu . Energię wiatru ujarzmiono również za pomocą wiatraków wyposażonych w łopaty w kształcie żagla, takie jak te, które można zobaczyć w Holandii , czy te wspomniane w Don Kichocie . Młyny te wykorzystują energię mechaniczną do zasilania różnych urządzeń. Młynarze używają młynów do obracania młyna zbożowego .
Dziś turbiny wiatrowe zajmują miejsce wiatraków. Turbiny wiatrowe przekształcają energię mechaniczną w energię elektryczną.
Energie hydrauliczne (z wyjątkiem energii pływów ) mają swoje główne źródło w zjawiskach meteorologicznych, a więc w energii słonecznej . Słońce powoduje parowanie wody, głównie w oceanach, a część z niej uwalnia na kontynentach na różnych wysokościach. Mówimy o obiegu wody, aby opisać te ruchy. Woda (w rzeczywistości para wodna) nabywa na wysokości potencjalną energię grawitacji ; kiedy woda spada, część tej energii może zostać wychwycona i przekształcona w tamy hydroelektryczne, kiedy woda wraca do oceanów. Przed nadejściem elektryczności młyny wodne umożliwiały przechwytywanie tej energii mechanicznej do napędzania maszyn lub narzędzi (maszyny tkackie, młyny do mielenia pszenicy itp .).
Od czasu wynalezienia elektryczności energię mechaniczną można przekształcić w energię elektryczną. Inne energie hydrauliczne istnieją i zazwyczaj pochodzą ze źródeł morskich :
Energia faliJest wytwarzany przez ruch fal i może być wychwytywany przez urządzenia takie jak Pelamis , rodzaj przegubowego metalowego robaka lub Searev .
Siła pływówEnergia pływów jest wytwarzana przez ruch wody wytworzony przez pływy (zmiany poziomu morza).
Siła pływówWynika to z wykorzystania prądów podwodnych (w tym pływowych).
Energia cieplna mórzTalasotermia to bezpośrednie odzyskiwanie energii cieplnej z wody za pomocą pompy ciepła do ogrzewania np . obwodu ciepłowniczego .
Różnica temperatur pomiędzy wodami powierzchniowymi i głębokimi (gorące źródło, źródło zimna) umożliwia zastosowanie cyklu Carnota do produkcji energii mechanicznej, a następnie elektrycznej .
Energia osmotycznaPochodzi z dyfuzji jonowej zachodzącej podczas napływu i mieszania wody słodkiej ze słoną wodą morską i polega na wykorzystaniu zjawiska osmozy, które zachodzi podczas mieszania się wody morskiej i słodkiej ( ze względu na ich różne zasolenie). Pierwszy zakład osmotyczny został otwarty w 2009 roku w Hurum w Norwegii przez firmę Statkraft u ujścia fiordu Oslo na wybrzeżu Morza Północnego.
Energia pozyskiwana z biomasy pochodzi pośrednio z energii słonecznej magazynowanej w formie organicznej w procesie fotosyntezy . Jest eksploatowany przez spalanie lub metabolizm . Energia ta jest odnawialna pod warunkiem, że ilość spalona nie przekracza ilości wyprodukowanej; warunek ten nie zawsze jest spełniony. Bilans środowiskowy jest głównym problemem związany z wykorzystaniem odzyskiwanej energii.
Aż do XVIII XX wieku biomasy było głównym źródłem energii przez ludzi, w szczególności w postaci drewna ; do dziś jest zdecydowanie głównym źródłem energii odnawialnej. Zasób ten wytwarza jednak wiele zanieczyszczeń i ma główną wadę polegającą na tym, że jego produkcja wymaga znacznych powierzchni, ze względu na niską wydajność energetyczną fotosyntezy: 3 do 6% w porównaniu z np. 14 do 16% w przypadku ogniwa fotowoltaicznego z krzemu monokrystalicznego; ponadto jego produkcja w postaci biopaliw koliduje z produkcją żywności. Że biopaliwa mają wpływ na środowisko naturalne i społeczne sporną (konkurencji z produkcją żywności, bardzo wysokim wydatku energetycznego dla transportu i przetwarzania surowców).
Zasada polega na pozyskiwaniu energii geotermalnej zawartej w ziemi w celu wykorzystania jej w postaci ogrzewania lub przekształcenia jej w energię elektryczną . W głębokich warstwach ciepło Ziemi jest wytwarzane przez naturalną radioaktywność skał w jądrze i skorupie ziemskiej z energii jądrowej wytwarzanej przez rozpad uranu , toru i potasu . Jednak energia geotermalna wiąże się również z zagrożeniami na poziomie człowieka. Techniki ewoluują i umożliwiają poszukiwanie ciepła na większych głębokościach. Zmieniające się ciśnienia w piwnicach mają wpływ na aktywność sejsmiczną. Dzięki wykorzystaniu tej energii można zwiększyć częstotliwość trzęsień ziemi, ale także ich siłę. W przeciwieństwie do innych odnawialnych źródeł energii, energia geotermalna głębinowa nie zależy od warunków atmosferycznych (słońce, deszcz, wiatr).
Bardzo niska energia geotermalna wykorzystuje ciepło wierzchniej warstwy gleby, która pochodzi nie z głębi skorupy ziemskiej, ale słońce i odpływ wody deszczowej; to jest używane do:
Współczesna cywilizacja jest bardzo uzależniona od energii, a zwłaszcza energii nieodnawialnych, które prędzej czy później się wyczerpią . Przejście z obecnie nieodnawialnego zasobu na źródło odnawialne może oznaczać przejście z tak zwanych „węglowych” ( ropa naftowa , gaz ziemny , węgiel ) lub uważanych za niebezpieczne ( nuklearne ) na czystą i bezpieczną energię, w szczególności energię słoneczną . (cieplnej lub fotowoltaicznej), wiatrowej , hydraulicznej , geotermalnej i pływowej . Poszukiwane korzyści to w szczególności:
Spalanie paliw kopalnych generuje duże ilości dwutlenku węgla (CO 2). Przez człowieka efekt cieplarniany jest spowodowane głównie przez zwiększenie zużycia paliw kopalnych. Ponieważ energie odnawialne generalnie emitują znacznie mniejsze ilości gazów cieplarnianych , wiele krajów na całym świecie zachęca do ich rozwoju. Wraz z rozwojem odnawialnych źródeł energii i wynikającymi z tego oszczędnościami paliw kopalnych, należy ograniczyć emisje dwutlenku węgla spowodowane działalnością człowieka.
Gazy cieplarniane emitowane przez odnawialne źródła energii powstają głównie podczas produkcji oraz, w mniejszym stopniu, podczas transportu materiałów, ponieważ obecny koszyk energetyczny nadal opiera się w tym celu głównie na energii z paliw kopalnych. Emisje te są jednak amortyzowane kilkakrotnie w ciągu całego cyklu życia , co skutkuje oszczędnością netto w zakresie gazów cieplarnianych.
Szczególnym przypadkiem jest bioenergia , gdy produkcja wykorzystywanych paliw wymaga uprawy nowych gruntów. Wypalanie lasów pierwotnych na obszarach uprawnych soją lub palmą olejową oraz stosowanie środków, które same uwalniają gazy cieplarniane ( podtlenek azotu ) mogą zmniejszyć korzyści dla klimatu z tego rodzaju energii. Analiza cyklu życia można określić, czy oczekiwane korzyści ekologiczne są prawdziwe w każdym przypadku. Ślad węglowy biopaliw jest często mniej dobry niż ślad węglowy paliw kopalnych ( por. Ślad węglowy, oszczędności energii i emisje gazów cieplarnianych z biopaliw ).
Wyczerpywanie się zasobów nieodnawialnych (takich jak paliwa kopalne i jądrowe) jest nierozwiązanym problemem w historii myśli ekonomicznej . Zasoby te, dostępne tylko przez ograniczony czas, odegrały kluczową rolę w energetyce. Niezależnie od innych aspektów, takich jak zmiany klimatyczne , długoterminowe przejście na inne rodzaje dostaw energii, takie jak odnawialne źródła energii, wydaje się nieuniknione.
Według angielskiego historyka ekonomii Edwarda Anthony'ego Wrigleya ludzkość znajduje się w fazie, w której trzeba znaleźć nowe rozwiązania. Dostęp do źródeł paliw kopalnych przyniósł bezprecedensowy dobrobyt trzem kontynentom i szybko zmienia dwa inne. Ponieważ są to dobra konsumpcyjne , są na wyprzedaży. Chociaż wielkość zasobów węgla , ropy naftowej i gazu jest przedmiotem wielu badań i pozostaje na razie niepewna, jest mało prawdopodobne, aby przetrwały one dłużej niż dwa lub trzy pokolenia, aby zaspokoić przyszłe potrzeby energetyczne, zwłaszcza jeśli będą one nadal rosły. Ciągłe uzależnienie od paliw kopalnych doprowadziłoby do katastrofy .
Energie odnawialne, gdy zastępują paliwa kopalne lub energię jądrową, promują niezależność energetyczną krajów, które nie mają zasobów kopalnych lub rozszczepialnych. Wyjaśnia to:
Wiele problemów zdrowotnych i środowiskowych można znacznie ograniczyć, a nawet wyeliminować, stosując na dużą skalę energię odnawialną z wiatru, wody i energii słonecznej. Unikanie szkód zdrowotnych może w niektórych przypadkach z nawiązką zrekompensować koszty polityki klimatycznej . Badania przeprowadzone dla Stanów Zjednoczonych wykazały, że ekonomiczne korzyści zdrowotne wynikające z zastąpienia energii z paliw kopalnych przewyższały dotacje na energię wiatrową o około 60% . Ponadto, w przeciwieństwie do łagodzenia zmiany klimatu , które ma charakter globalny i ma skutki długoterminowe, korzyści zdrowotne wynikające z ograniczenia zanieczyszczenia powietrza mają skutek lokalny i krótkoterminowy.
Energia słoneczna i jej pochodne (wiatr, wodospad, moc pływów, prądy związane z pływami itp. ) są prawie zawsze źródłami nieciągłymi , co oznacza, że ich naturalne przepływy nie zawsze są dostępne, a ich dostępność jest bardzo zróżnicowana bez możliwości kontroli . Niektóre z tych źródeł energii mają regularne zmiany, takie jak siła pływów i (częściowo) promieniowanie słoneczne, inne są mniej regularne, jak energia wiatru .
Magazynowanie jest konieczne, aby efektywnie rozwijać odnawialne i „ czyste ” energie, gdy są one sporadyczne. Magazynowania energii jest ustawienie ilości rezerwowej energii ze źródła na określonym miejscu, w postaci łatwo użytku, w celu późniejszego wykorzystania. W zależności od wielkości systemu potrzebne są różne środki: małe magazyny poza zakładem (1 do 100 kW ), magazyny półmasywne lub regionalne (1 MW do 1 GW ) oraz systemy duże i scentralizowane (kilka gigawatów). Analizy przeprowadzone w ramach studiów scenariuszowych, w których dominują energie odnawialne (ADEME, Agora Energiewende) pokazują, że potrzeba elastyczności, a w szczególności magazynowania energii elektrycznej, wzrasta w sposób nieliniowy wraz ze wskaźnikiem ich penetracji.
Badanie opublikowane w 2015 r. przez dział badań i rozwoju EDF symuluje działanie europejskiego systemu elektroenergetycznego z 60% energii odnawialnej, z czego 40% energii przerywanej, wykorzystując dane meteorologiczne z ostatnich 30 lat. Stwierdzono, że 500 GW kontrolowanych elektrowni (cieplnych, hydraulicznych i biomasowych) pozostanie niezbędne do zapewnienia bezpieczeństwa dostaw. Przy zainstalowanej mocy 705 GW energii wiatrowej i słonecznej jego dzienna produkcja różniłaby się o 50% w zależności od warunków pogodowych; dla 280 GW lądowej energii wiatrowej średnia godzinowa produkcja w zimowy dzień może wahać się od 40 do 170 GW w zależności od roku . Konieczne będą znaczne wzmocnienia sieci, ale nie będą one w stanie rozwiązać problemów klimatycznych dotykających całą Europę (antycyklony).
Artykuł, który ma zostać opublikowany w 2022 r. w „ The Energy Journal”, bada zdolności produkcyjne i magazynowe, które zaspokoiłyby zapotrzebowanie na energię elektryczną przy najniższym koszcie dla Francji metropolitalnej w 2050 r., wykorzystując wyłącznie źródła odnawialne, bez żadnej pory dnia. . Autorzy przeanalizowali 315 scenariuszy, różnicując koszty głównych technologii wytwarzania energii elektrycznej i magazynowania energii. W scenariuszu kosztów centralnych, opartym na prognozie Wspólnego Centrum Badawczego Komisji Europejskiej, zmobilizowane źródła produkcyjne to wiatr na lądzie (46%), wiatr na morzu (11%), fotowoltaika słoneczna (31%), hydraulika (11%). ) i biogaz (3%). Wykorzystywane są trzy techniki magazynowania: metanizacja (będąca częścią technik przetwarzania energii elektrycznej w gaz ), stosowana do długoterminowego przechowywania, pompujące stacje przesyłu energii oraz akumulatory litowo-jonowe , wykorzystywane do krótkotrwałego przechowywania. Całkowity roczny koszt produkcji i magazynowania wynosi wówczas 51 EUR/MWh zużytych, z czego 85% na produkcję i 15% na magazynowanie.
Inteligentnych sieci elektroenergetycznych ( w języku angielskim :inteligentna sieć) to sieć dystrybucji energii elektrycznej, która wspiera przepływ informacji między dostawcami a konsumentami w celu dostosowania przepływu energii elektrycznej w czasie rzeczywistym i umożliwienia bardziej efektywnego zarządzania siecią elektroenergetyczną. Sieci te wykorzystują technologie komputerowe do optymalizacji produkcji , dystrybucji, zużycia i ewentualnie magazynowania energii w celu skoordynowania wszystkich połączeń w sieci, od producenta do odbiorcy końcowego . Połączona sieć na skalę kontynentu tego typu umożliwiłaby ograniczenie kaprysów produkcji i konsumpcji dzięki multiplikacji dostępnych źródeł produkcji i nakładaniu się różnych przedziałów czasowych użytkowania; problem nieciągłości stałby się w ten sposób mniej istotny (zob. Debata na temat energii wiatrowej ).
Lokalne wykorzystanie energii odnawialnej wytwarzanej in situ zmniejsza zapotrzebowanie na systemy dystrybucji energii elektrycznej, ale powyżej pewnego progu (około 25 do 30% produkcji na obszarach wyspiarskich z powodu braku połączeń wzajemnych) zwiększa trudność zarządzania nieciągłą lub nadwyżką produkcji. Według Unii Energii Odnawialnych obowiązek nałożony na instalacje OZE na obszarach niepołączonych (jeśli przekraczają 30% zapotrzebowania na energię elektryczną) do wdrożenia technologii magazynowania pozwalających na płynne ich wytwarzanie i zapewnienie rezerw mocy implikuje wzrost ich kosztów produkcji około 100%.
Wzrost udziału energii odnawialnej o charakterze przerywanym w miksie elektroenergetycznym kraju lub regionu może prowadzić do niepożądanych skutków, jeśli nie towarzyszą mu środki niezbędne do zarządzania tą przerwą (magazynowanie, zarządzanie popytem itp .). Tak więc latem 2020 roku nastąpiła przerwa w dostawie prądu w Kalifornii , która postawiła na odnawialne źródła energii do produkcji elektryczności, z czego około jedna trzecia jest wytwarzana dzięki ogromnym polom paneli słonecznych i turbin wiatrowych, które pokrywają niektóre wyludnione miejsca. Prawie 220 000 domów jest pozbawionych prądu w sierpniu na okres od 60 do 90 minut . Turbiny wiatrowe i panele słoneczne teoretycznie miały zrekompensować zamknięcie w 2012 roku elektrowni jądrowej o mocy 2000 MW , ale podczas tej fali upałów wiatr wieje niewiele, a panele słoneczne są nieefektywne w nocy, a temperatury pozostają wysokie. klimatyzatory działają. Drugą konsekwencją tej sytuacji jest znaczenie emisji CO 2 . : ponad połowa energii elektrycznej produkowanej w Kalifornii pochodzi z elektrowni gazowych, źródła paliwa kopalnego, które emituje 490 gramów CO 2na wyprodukowaną kilowatogodzinę, 40 razy więcej niż energia jądrowa.
Kolejnym problemem jest transport energii w czasie i przestrzeni. W krajach uprzemysłowionych konsumenci i producenci energii są prawie wszyscy podłączeni do sieci elektrycznej , która może zapewnić wymianę z jednego końca kraju na drugi lub między krajami, ale z większymi stratami na długich dystansach (które można zmniejszyć dzięki nowym wysokim napięciowe linie prądu stałego ). Konieczne jest również zarządzanie dystrybucją przepływów energii w czasie, aby uniknąć zatorów i lepiej zrównoważyć system podaży i popytu na energię elektryczną lub inną formę energii. Pojawiają się nowe wyzwania związane na przykład z przyszłymi potrzebami ładowania pojazdów elektrycznych (przerywane i zmienne lokalizacje).
Energie te są czasami produkowane daleko od strefy ich zużycia (na przykład na morzu, w celu wykorzystania energii wiatrowej). Aby zasilić sieć, konieczne jest zatem połączenie dywersyfikacji miksu energetycznego , aktywnego zarządzania popytem w celu buforowania wahań produkcji, przeniesienia zużycia szczytowego na godziny pozaszczytowe oraz kompensacji „dopadków produkcyjnych” poprzez kojarzenie źródeł. wystarczające środki przechowywania , od początku do końca sektora, czyli od producenta do konsumenta. W przypadku tego ostatniego środka jest to kwestia ewentualnego wykorzystania sieci dystrybucji (na przykład sieci gazowej) jako „bufora” lub stworzenia większych sieci wymiany (innych niż stara sieć dystrybucji).
International Energy Agency (IEA) szacuje, że około jedna czwarta inwestycji mają być wykonane w (elektroenergetyczna) sieci od 2010 do 2035 roku będzie powiązany ze wzrostem produkcji energii elektrycznej z „” źródeł odnawialnych (np: w Europie, 20000 km nowych linii wysokiego napięcia niezbędnych według Ademe, w szczególności do zintegrowania pakietu energetycznego do 2020 r. , przy czym we Francji planowana jest co najmniej 25 000 MW energii wiatrowej i 5 400 MW „szczytowej” fotowoltaiki: „z celem 19 GW na lądzie , RTE będzie musiało zainwestować miliard euro w ciągu dziesięciu lat w infrastrukturę transportową” .
W Niemczech pola wiatrowe na północy kraju są geograficznie oddalone od głównych ośrodków konsumpcji, w szczególności od przemysłowego południa. Transformacja energetyczna wymusiła zatem rozwój ogólnopolskiej sieci przesyłowej energii elektrycznej. Plan rozwoju sieci, sporządzony pod koniec 2014 roku, szacuje, że 7700 kilometrów ma wysoki priorytet. BNetzA zauważyła w swoim raporcie z maja 2017 r., że od tego czasu uruchomiono tylko 850 km nowych linii, z czego tylko 90 w 2016 r. Ludność jest „zjadliwie przeciwna ” przejściu linii w celu zachowania krajobrazu, ponieważ kraje związkowe, przez które przechodziły, często nie korzystają ani z obecnej trasy, ani z dochodów związanych z produkcją energii odnawialnej.
Zbieranie i spalanie biomasy może powodować niedogodności (wylesiania, zmniejszenie różnorodności biologicznej itd. ) Oraz zanieczyszczenia ( NOx , sadza, dioksyny , itp , w szczególności wytworzone przez stałej biomasy , takiej jak drewno ).
Według WHO prawie 1,7 miliona przedwczesnych zgonów rocznie przypisuje się zanieczyszczeniu powietrza w pomieszczeniach, spowodowanemu głównie gotowaniem w Azji Południowej i Wschodniej, w szczególności w Indiach, gdzie 700 milionów ludzi jest uzależnionych od paliw stałych (drewno, węgiel drzewny, odpady roślinne i zwierzęce). ) oraz tradycyjne piece do gotowania.
Od 2007 roku sektor energetyki drzewnej rozwija się bardzo szybko także w Wielkiej Brytanii, gdzie elektrownie węglowe zostały zastąpione elektrowniami opalanymi drewnem. Rośliny te są bardzo chciwe w drewnie, do tego stopnia, że kraj musi je importować z wilgotnych lasów na południu Stanów Zjednoczonych, z Luizjany lub Missisipi, gdzie, przy mniej ochronnych normach, leśnicy nie wahaj się wycinać, nie martwiąc się o odrastanie lub wpływ na bioróżnorodność, którą te lasy chronią.
Instalacje hydroelektryczne, oprócz zniszczeń spowodowanych pochłonięciem doliny, mogą się zepsuć; w latach 1959-1987 trzydzieści wypadków spowodowało 18 000 ofiar na całym świecie, w tym ponad 2000 w Europie) lub spowodowało trzęsienia ziemi. Emisje gazów cieplarnianych w zbiornikach wodnych (w szczególności metanu ) mogą być znaczne, a ze względu na zawartość rtęci w glebach (Amazonia itp.) rozwój bakterii w wodzie może prowadzić do powstawania metylortęci z toksycznym zanieczyszczeniem w dole (szczególnie na południu Ameryka).
Te pierwiastki ziem rzadkich stosowane do wytwarzania pewnych turbiny wiatrowej ( neodymu i dysprozu dla alternatorów niektórych morskiej elektrowni wiatrowej ) są bardzo znaczące źródła zanieczyszczeń w ich ekstrakcji. Zgodnie z przewidywaną na 2029 r. mocą przybrzeżnej energii wiatrowej na poziomie 120 GW na całym świecie zapotrzebowanie stanowi mniej niż 6 % rocznej produkcji neodymu i ponad 30 % rocznej produkcji dysprozu. W tym kontekście co najmniej jeden producent oferuje turbiny wiatrowe, które nie wykorzystują magnesów trwałych do instalacji na morzu, istniejące rozwiązania zastępcze: na przykład generatory asynchroniczne lub generatory synchroniczne bez magnesu trwałego. Technologie fotowoltaiczne wprowadzone na rynek w 2019 roku nie wykorzystują pierwiastków ziem rzadkich. Używa go tylko niewielka część lądowych turbin wiatrowych, około 3% we Francji.
Kopalnie oddziałują na 50 milionów kilometrów kwadratowych powierzchni Ziemi, z czego 82% wykorzystywane jest do wydobywania materiałów wykorzystywanych m.in. do produkcji energii odnawialnej.
Podczas gdy energie odnawialne mogą mieć niski lub zerowy poziom emisji gazów cieplarnianych (wiatr, słońce itp.) podczas ich eksploatacji lub stosunkowo neutralny ślad węglowy (spalanie drewna równoważone przez składowanie, ostatecznie węgiel z lasów), cykl życia należy również wziąć pod uwagę systemy:
Fundacja Badań nad Bioróżnorodności (FRB) domaga się już nie do rozdzielenia dwóch potrzeby walki z globalnym ociepleniem i zachowania różnorodności biologicznej . Badanie prowadzone przez Alexandrosa Gasparatosa, profesora Uniwersytetu Tokijskiego , opublikowane w kwietniu 2017 r. i przetłumaczone przez FRB, analizuje, poprzez 500 odniesień naukowych, relacje między energią odnawialną a bioróżnorodnością: ptaki zabite przez turbiny wiatrowe , wylesianie w celu zaopatrzenia w drewno- elektrownie opalane , elektrownie wodne zakłócające migrację niektórych gatunków ryb , zalewające rozległe obszary w górę rzeki, rozdrabniające siedliska i oddziałujące na ekosystemy. Oddziaływania te należy ocenić przed podjęciem decyzji o inwestycjach: na przykład, czy turbiny wiatrowe powinny być instalowane w korytarzach migracji ptaków lub na obszarach o wysokiej bioróżnorodności?
Statystycznie turbina wiatrowa zabija od zera do trzech ptaków rocznie, podczas gdy kilometr linii wysokiego napięcia zabija kilkadziesiąt rocznie. Ponadto istnieje ryzyko dla nietoperzy. Według FRB szacunki wahają się od 234 000 do 573 000 ptaków rocznie zabijanych przez turbiny wiatrowe w Stanach Zjednoczonych. Nietoperze dotknęłyby jeszcze bardziej, mniej przez kolizje, niż przez urazy wewnętrzne, zwane barotraumą, związane z nagłym spadkiem ciśnienia powietrza w pobliżu ostrzy. Turbiny wiatrowe o pionowej osi, typu śrubowego Savonius , zmniejszają ryzyko uśmiercania ptaków, wymagając przy tym mniej miejsca.
Budowa zapory wodnej ma poważne konsekwencje: zalanie całych dolin, głęboką modyfikację lokalnego ekosystemu. Ponadto tamy hydroelektryczne utrudniają migrację ryb, co stanowi problem dla rzek w północno-zachodniej Ameryce Północnej, gdzie populacje łososia zostały znacznie zmniejszone. Problem ten został jednak złagodzony przez budowę przepławek, a zmniejszenie populacji wynika głównie z innych czynników: przełowienia , zanieczyszczenia, zwiększonej śmiertelności na morzu itp.
Energie odnawialne zazwyczaj wymagają więcej miejsca niż inne źródła energii. Wdrożenie na lądzie tych rozwiązań może degradować niektóre przestrzenie przyrodnicze i stwarzać problemy w zakresie różnorodności biologicznej.
Turbiny wiatrowe na morzu unikają tej wady, a wręcz przeciwnie, mogą stanowić izolowane strefy bioróżnorodności skorupiaków i ryb, chronione przed zniszczeniami powodowanymi przez intensywne połowy.
Znaczący rozwój energii odnawialnej będzie miał wpływ na krajobrazy i środowisko, ze znacznymi różnicami w oddziaływaniu na środowisko lub krajobraz w zależności od danej instalacji oraz w zależności od tego, czy środowisko jest już sztuczne, czy też planowany rozwój ma na celu nadal nienaruszony obszar . Krajobraz i wpływy wizualne są częściowo subiektywne .
Budowa dużych instalacji (typu elektrowni słonecznej) zawsze ma wpływ na krajobraz. Często wymieniane są duże turbiny wiatrowe , a rzadziej dachy słoneczne . Dlatego podejmuje się wysiłki, aby spróbować lepiej zintegrować te instalacje z krajobrazem. Zdecentralizowana produkcja teoretycznie może również zmniejszyć zapotrzebowanie na upów i linii energetycznych , ale doświadczenie krajów już w znacznym stopniu zaangażowane w odnawialne pokazy energetycznych, które zwiększają one potrzeby linii elektroenergetycznych, na przykład: Niemcy potrzebują 3.600 km dodatkowych 380 kV w 2025 roku do transportują energię elektryczną z turbin wiatrowych, zlokalizowanych głównie na północy kraju, do miast na południu. Powstanie morskich turbin wiatrowych wymaga instalacji linii wysokiego napięcia w celu podłączenia ich do sieci; ponadto, ponieważ energia odnawialna ma charakter nieciągły, połączenia międzysystemowe muszą być silnie rozwinięte w taki sposób, aby możliwe było dostarczanie energii za pośrednictwem innych środków produkcji; Norwegia wykorzystuje zatem zdolności regulacyjne swoich zapór do masowego rozwoju połączeń międzysystemowych: cztery już istnieją z Danią, ale inne są przedmiotem dyskusji z Niemcami, Holandią i Wielką Brytanią. Sieci średniego napięcia mogą być zakopywane w ziemi.
RTE i Międzynarodowa Agencja Energetyczna uważają, że rozwój energii odnawialnej będzie wymagał bardziej rozległych połączeń międzysystemowych : „systemowi elektrycznemu o bardzo wysokim udziale energii odnawialnej towarzyszyłby większy zasięg terytorialny sieci” , co stanowi problem społeczny dopuszczalność.
Technologie opracowane do produkcji energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii wymagają zwiększonej i bardziej zróżnicowanej ilości materiałów mineralnych przy stałej ilości wytwarzanej energii w porównaniu z technologiami tradycyjnymi (hydrauliczne, kopalne i jądrowe).
Technologie odnawialne zależą od kilku funkcjonalnie ważnych metali, takich jak srebro, ind , tellur , neodym , gal i kilka metali ziem rzadkich . Literatura naukowa nie zgadza się co do powagi potencjalnych ograniczeń dostaw dla tych krytycznych materiałów. Niemniej jednak te pierwiastki ziem rzadkich są coraz mniej potrzebne w produkcji urządzeń wykorzystujących energię odnawialną, branża poszukuje substytutów: w ten sposób magnesy trwałe pozwalają zrezygnować z dysprozu w turbinach wiatrowych, a nowy silnik elektryczny sojuszu Renault-Nissan nie zawierają pierwiastki ziem rzadkich. Firmy zajmujące się energią odnawialną całkowicie wyeliminowały pierwiastki ziem rzadkich. Ponadto wydobycie minerałów wymaga dużej ilości wody.
Konkretne wdrożenie napotyka na ograniczenia środowiskowe i rynkowe (logika funduszy inwestycyjnych nie zawsze jest logiką inwestycji), zarządzanie i ramy prawne, które ewoluują.
Zainteresowane podmioty gospodarcze są również często rozproszone. Musimy je połączyć i wyobrazić sobie odpowiednie warunki organizacyjne: kontrakty sektorowe, kontrakty terytorialne, planowanie inteligentnych sieci elektroenergetycznych dostosowanych do OZE, „kontrakty instalacyjne” dla jednostek wytwórczych energii. Definicje sektorów i ich organizacji są budowane stopniowo, wraz z rozwojem technicznym i prawnym.
Energia wodna jest wrażliwa na skutki zmian klimatycznych. W kontekście globalnego ocieplenia MAE zaleca również w 2013 r. lepsze przygotowanie sieci elektroenergetycznej na zdarzenia klimatyczne. Na przykład zakłócenia związane z pogodą w sieci elektroenergetycznej w Stanach Zjednoczonych wzrosły dziesięciokrotnie od 1992 do 2012 roku. Zdarzenia pogodowe stanowiły około 20% wszystkich zakłóceń na początku lat 90., ale w 2008 roku stanowiły 65%. Agencja zaleca również poprawę efektywności systemów klimatyzacyjnych, w tym w krajach rozwijających się.
W przypadku budowy nowych elektrowni, według badania przeprowadzonego przez bank Lazard , bardziej korzystne stało się postawienie na energię słoneczną i wiatrową w prawie wszystkich krajach, od Europy po Stany Zjednoczone, przez Australię, Brazylię, Indie, Południe. Afryka i Japonia; ale te energie nie zawsze są natychmiast dostępne i dlatego pozostają „komplementarne” do produkcji elektryczności opartej na paliwach kopalnych lub energii jądrowej. IEA uważa, że w krajach wschodzących hamulcem rozwoju są bariery regulacyjne, ograniczenia sieciowe i warunki mikroekonomiczne, podczas gdy w krajach rozwiniętych szybki rozwój OZE prowadzi do zamykania elektrowni cieplnych.
Źródło | Moc wiatru | Fotowoltaika słoneczna | Węgiel | Gaz w cyklu kombinowanym |
---|---|---|---|---|
Niski wiatr na lądzie | droga | Niska skala przemysłowa | droga | Istniejące | Nowy | Istniejące | Nowy | |
BNEF | 27 | 47 | 26 | 51 | ||
Lazard | 28 | 41 | 32 | 37 | 33 | 109 | 44 | 56 |
IRENA | 44 | 56 | 58 | 85 |
Dla porównania, koszt produkcji historycznej energii jądrowej we Francji wynosi około 30 do 60 €/MWh ; liczba 60 obejmuje koszty demontażu i ponownego przetworzenia paliwa. Koszt EPR Flamanville szacuje się w 2019 r. na 12,4 mld euro; dla mocy 1630 MW i stopnia wykorzystania 85% koszt własny wyniósłby 154 €/MWh .
W październiku 2019 r. Bloomberg New Energy Finance (BNEF) zauważył, że „cena energii wiatrowej i słonecznej nadal spada, przy czym wiatr na morzu wykazuje najbardziej imponujące redukcje kosztów, a energia słoneczna fotowoltaiczna i wiatr na lądzie są teraz tak tanie, jak każde inne źródło energii w Kalifornii, Chinach i niektórych częściach Europy” . Organizacja podsumowuje: „W rezultacie, elektrownie na paliwa kopalne są coraz bardziej marginalizowani w wielu rynkach, trend, który zgodnie z przewidywaniami utrzyma się w nadchodzących latach . ”
Od listopada 2019 r., według Lazard Bank , „lądowa energetyka wiatrowa i energia słoneczna na skalę przemysłową, które kilka lat temu stały się konkurencyjne pod względem kosztów w porównaniu z generacją konwencjonalną na nowych zasadach. budownictwo nadal utrzymuje swoją konkurencyjność przy kosztach krańcowych istniejących konwencjonalnych technologie produkcji. "
W maju 2019 r. Międzynarodowa Agencja Energii Odnawialnej (IRENA) opublikowała badanie dotyczące kosztów 17 000 projektów OZE i 9 000 przetargów, z których wynika, że „w większości części świata odnawialne źródła energii są obecnie najtańszym źródłem nowej generacji energii elektrycznej. Ponieważ koszty technologii słonecznych i wiatrowych będą nadal spadać, stanie się to w jeszcze większej liczbie krajów. Oczekuje się, że spośród projektów, które wejdą do użytku w 2020 r., 77% projektów wiatrowych na lądzie i 83% dużych projektów fotowoltaicznych zaoferuje nowe źródło energii elektrycznej, które jest tańsze niż tańsza alternatywa dla paliw kopalnych, bez pomocy finansowej. "
W grudniu 2019 r. w Światowym raporcie o stanie przemysłu jądrowego (WNISR) autorstwa działacza antynuklearnego Mycle Schneidera oszacowano, że „zaktualizowana analiza kosztów analizy energii (LCOE) dla Stanów Zjednoczonych pokazuje, że wszystkie koszty produkcji energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych są obecnie poniżej węgla i gazu w cyklu kombinowanym. W latach 2009-2018 koszty komercyjnej energii słonecznej spadły o 88%, a wiatrowej o 69%, podczas gdy w tym samym czasie koszty energii jądrowej wzrosły o 23% ” .
Jednak nieciągłe źródła energii, takie jak energia wiatrowa i słoneczna, mogą prowadzić do dodatkowych kosztów związanych z koniecznością przechowywania lub produkcji kopii zapasowych. W niektórych regionach i czasach fotowoltaika może być bardzo konkurencyjna, jeśli jest produkowana, gdy popyt i ceny są najwyższe, na przykład podczas szczytów w południe w lecie, co obserwuje się w krajach z klimatyzacją.
Porównanie ceny energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych z ceną innych źródeł oznacza uwzględnienie kosztów negatywnych efektów zewnętrznych (szkody wyrządzone innym osobom lub środowisku bez rekompensaty , w tym spowodowane emisją gazów cieplarnianych lub GES). W rzeczywistości koszty te nie są uwzględniane w kształtowaniu cen rynkowych; Podjęto próby skorygowania tego nastawienia rynkowego, w szczególności poprzez rynek uprawnień do emisji gazów cieplarnianych, na którym handluje się uprawnieniami do emisji gazów cieplarnianych . Wykazano, że podatek węglowy jest skuteczny w krajach, w których został wprowadzony (Dania, Finlandia, Szwecja).
Energie odnawialne, podobnie jak wszystkie inne, wywołują efekty zewnętrzne , czyli koszty, które ponoszą ludzie lub podmioty inne niż ich producenci.
Badanie opublikowane w 2014 r. przez dwóch badaczy z EDF i Compass Lexecon w ramach debaty na temat transformacji energetycznej opisuje te efekty zewnętrzne i próbuje dokonać pierwszej kwantyfikacji, dzieląc je według trzech głównych kwestii związanych z wprowadzeniem przerywanych odnawialnych źródeł energii:
Czwarta kwestia może stać się istotna, gdy energie odnawialne osiągną wysoki wskaźnik penetracji: wycieki (straty produkcyjne, które staną się nieuniknione w okresach, gdy produkcja energii odnawialnej przekracza całkowite zapotrzebowanie, w tym możliwości eksportu); takie straty już zdarzają się w Danii i Niemczech.
Badanie przeprowadzone przez Renauda Crassousa i Fabiena Roquesa zawiera ocenę, opartą na badaniach systemów istniejących przed 2013 r., kosztów wprowadzenia energii przerywanych przy współczynniku penetracji od 10 do 15%:
W przypadku wyższych wskaźników penetracji koszty sieci prawdopodobnie gwałtownie wzrosną, ponieważ istotne staną się znaczne wzmocnienia strukturyzacji bardzo wysokiego napięcia ; Perspektywy przełomów technologicznych w nowych technologiach magazynowania (akumulatory, wodór), wciąż dalekie od konkurencyjności w zastosowaniach sieciowych, mogą w dłuższej perspektywie zmienić tę diagnozę, przy założeniu, że przyszłe koszty magazynowania będą musiały być uwzględnione w kosztach przechowywanie. 'wstawianie.
Raport Kosztów Dekarbonizacji opublikowany w 2019 roku przez Organizację Współpracy Gospodarczej i Rozwoju oraz Agencję Energii Jądrowej (NEA) szacuje koszty systemowe związane z energiami przerywanymi (wiatrowymi i fotowoltaicznymi) na mniej niż 10 USD/kWh, gdy udział energia ta wynosi 10%, a powyżej 50 USD/kWh , czyli prawie 100%, jeśli ich udział sięga 75%. Liczby te stoją w sprzeczności z danymi oszacowanymi w ramach studiów scenariuszowych, w których dominują energie odnawialne (ADEME, Agora Energiewende, Enerpresse).
W okresach niskiego popytu (niedziele, lato) ceny energii elektrycznej na rynkach hurtowych coraz bardziej spadają do wartości ujemnych. Więc w niedzielę?5 kwietnia 2020 r., podczas gdy popyt został znacznie zmniejszony z powodu bardzo łagodnej temperatury, a zwłaszcza środków powstrzymujących, które podjęto w odpowiedzi na pandemię Covid-19 , hurtowe ceny energii elektrycznej stały się ujemne we Francji, Anglii, Belgii, Niemczech, Holandii i Austrii. We Francji, gdzie zjawisko to wystąpiło już czwartą z rzędu niedzielę, osiągnęły one najniższy poziom 21,06 €/MWh, aw Niemczech 50,26 €/MWh . Rozwój odnawialnych źródeł energii w miksach energetycznych krajów europejskich zwiększa nierównowagę rynkową: producenci energii słonecznej i wiatrowej, których priorytetem jest sieć przesyłu energii elektrycznej, w rzeczywistości korzystają z gwarantowanych taryf gwarantowanych za energię elektryczną; w związku z tym nie mają interesu w odłączaniu swoich elektrowni, bez względu na zapotrzebowanie.
W Niemczech coraz częściej pojawiają się ujemne ceny, które mogą wystąpić w szczególności podczas spadków zużycia ze względu na trudne do dostosowania moce produkcyjne, zwłaszcza gdy produkcja wiatrowa i słoneczna pokrywają dużą część zużycia: wzrosła liczba godzinowych okresów z ujemnymi cenami ze 134 w 2018 roku do 211 w 2019 roku.
Według rocznego raportu z 2015 roku zleconego przez Program Narodów Zjednoczonych ds. Ochrony Środowiska , globalne inwestycje w odnawialne źródła energii wzrosły o 5% w 2015 roku, do 286 miliardów dolarów (miliardów dolarów) (z wyłączeniem dużych projektów hydroelektrycznych, szacowanych na 43 miliardy dolarów), przekraczając poprzednie rekord 278,5 mld USD osiągnięty w 2011 r.; rekord ten został osiągnięty pomimo spadających cen paliw kopalnych. Inwestycje w instalacje do produkcji energii ze źródeł odnawialnych były ponad dwukrotnie wyższe niż w paliwa kopalne (węgiel i gaz), szacowane na 130 miliardów dolarów. Jednak udział energii ze źródeł odnawialnych w produkcji energii elektrycznej nadal wynosi tylko nieco powyżej 10%. Po raz pierwszy inwestycje krajów rozwijających się i wschodzących przekroczyły inwestycje krajów rozwiniętych: 156 mld USD (+19%) wobec 130 mld USD (−8%); Same Chiny zainwestowały 102,9 mld USD (+17%) lub 36% całości światowej, następnie Europa: 48,8 mld USD (-21%), Stany Zjednoczone: 44,1 mld USD (+19%) i Indie: 10,2 USD mld (+22%). Solar prowadzi z 161 mld USD (+12%), a następnie energia wiatrowa: 109,6 mld USD (+4%); inne odnawialne źródła energii o łącznej wartości 15,2 mld USD i wszystkie odnotowały gwałtowny spadek w 2015 r.; w ten sposób inwestycje w biopaliwa spadły do 3,1 miliarda dolarów, podczas gdy w szczytowym momencie 2007 roku osiągnęły 28,3 miliarda dolarów; inwestycje w biomasę i odpady spadły do 6,0 mld USD wobec 18 mld USD w 2011 roku.
O dojrzałości rynku energii odnawialnej świadczy boom na zielone obligacje : podczas gdy skumulowane emisje tych papierów osiągnęły na koniec 2013 roku 17,4 mld USD, w pierwszych dziewięciu miesiącach 2014 roku wyemitowano ponad 26 mld USD ; Emisje z 2014 roku powinny wynieść 40 miliardów dolarów, a z 2015 roku prawie 100 miliardów . W listopadzie 2013 r. EDF wyemitował 1,4 mld euro, z czego 550 mln euro zainwestowano w dziewięć farm wiatrowych i biogazownię zlokalizowaną w Stanach Zjednoczonych, Kanadzie i Francji; GDF Suez zebrał 2,5 miliarda euro w maju 2014 roku.
W październiku 2014 r. największy europejski zarządzający aktywami Amundi i elektryk EDF ogłosili partnerstwo w celu zaoferowania produktów oszczędnościowych zainwestowanych w odnawialne źródła energii poprzez utworzenie spółki zarządzającej, która ma nadzieję pozyskać 1,5 miliarda euro od inwestorów instytucjonalnych i osób prywatnych. pierwsze dwa lata praktyki.
Inicjatywa RE 100, uruchomiona we wrześniu 2014 r. podczas Tygodnia Klimatycznego w Nowym Jorku, skupia 45 dużych firm na początku grudnia 2015 r., które zobowiązały się do zużywania w 100% ekologicznej energii elektrycznej w 2020 r., a czasem nieco później. Wśród nich producenci (Johnson & Johnson, Nestlé, Nike, Philips, Unilever), banki (Goldman Sachs, Commerzbank, UBS), dystrybutorzy (Ikea, Marks & Spencer, H&M) oraz francuska firma: La Poste. Apple otrzymał pochwałę od Greenpeace w swoim najnowszym raporcie na temat polityki środowiskowej internetowych gigantów, ponieważ osiąga 100% wskaźnik w swoich centrach danych . Google inwestuje również w projekty związane z energią wiatrową i słoneczną i jest już określany jako największy „korporacyjny” nabywca zielonej energii na świecie. Kampus w Mountain View jest w 100% zasilany przez turbiny wiatrowe. W 2014 r. 37% zużywanej przez grupę energii elektrycznej pochodziło ze źródeł odnawialnych i firma publicznie zobowiązała się do potrojenia zakupów ekologicznej energii elektrycznej do 2025 r. EDF Renouvelables zawarła umowę z Google, która zobowiązuje się do zakupu przez piętnaście lat, energia elektryczna, która będzie produkowana przez farmę wiatrową Great Western, położoną w północno-zachodniej Oklahomie (200 MW ); EDF Renouvelables zawarła również podobne umowy z Microsoft i Procter & Gamble.
Długoterminowe umowy zakupu energii (PPA) pomiędzy producentami energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych a dużymi firmami są powszechne w Stanach Zjednoczonych, co stanowi 60% mocy zakontraktowanej na świecie na koniec 2016 roku (16 GW ). W Europie takie kontrakty negocjowano w Wielkiej Brytanii, Holandii, Szwecji i Hiszpanii; we Francji SNCF i Aéroports de Paris rozpoczęły konsultacje dotyczące dostaw po stałej cenie przez okres od 10 do 20 lat.
W 2018 roku 7,2 GW nowych kontraktów długoterminowych zostało podpisane przez firmy między styczniem a lipcem, w porównaniu do 5,4 GW w całym 2017 roku. Stany Zjednoczone nadal prowadzą, Facebook (1,1 GW ), a za nim AT&T; w Europie podpisano 1,6 GW wobec 1,1 GW w 2017 r., z czego trzy czwarte przez producentów aluminium Norsk Hydro i Alcoa ; we Francji firma Engie ogłosiła zaproszenie do składania wniosków o sprzedaż produkcji odnawialnej „w ramach z wyłączeniem dotacji” swoim klientom na podstawie długoterminowej umowy kupna.
Niektóre odnawialne źródła energii są opłacalne i rozwijają się spontanicznie: energia hydroelektryczna (rezerwa wody i energia potencjalna ), niektóre rodzaje energii pochodzące z biomasy (drewno, odpady rolnicze, odpady miejskie); inne, których koszt produkcji przewyższa ich wartość ekonomiczną lub których zwrot z inwestycji jest długi, mogły wystartować dopiero dzięki pomocy lub subsydiom, dzięki którym są opłacalne dla inwestorów.
Obecne systemy dotacji różnią się w zależności od kraju i kontekstu lokalnego, a czasami mogą się pokrywać, zwłaszcza gdy w grę wchodzą różne poziomy władzy politycznej:
Stany ZjednoczoneAmerykański Reinwestycji and Recovery Act ( 2009 Plan bodziec ) przyznano ulgę podatkową produkcji: energia odnawialna Produkcja Tax Credit (PTC) 2,3 c $ / kWh na dziesięć lat; Energy Policy Act z 2005 roku ustanowiony w federalnych ulg podatkowych poziom dla odnawialnych źródeł energii, odnowiona w 2008: energia odnawialna Investment Tax Credit (ITC), ulga podatkowa w wysokości 30% inwestycji mieszkaniowych systemów solarnych i handlowej, ogniw paliwowych i małym wietrze turbiny (<100 kW ) oraz 10% dla energii geotermalnej , mikroturbin i elektrociepłowni o mocy poniżej 50 MW , do31 grudnia 2016 ; ponadto około trzydziestu stanów ma również swój program wsparcia w postaci taryf gwarantowanych, subsydiów lub kontyngentów. Kalifornia przyznała w latach 80. ulgi podatkowe, które umożliwiły budowę farm wiatrowych, takich jak Altamont Pass (576 MW , 1981-1986).
AustraliaStosowany jest system Zielonych Certyfikatów . Program RET ( Renewable Energy docelowa ), ustanowiony przez ustawę z 2000 i 2001 roku, ma na celu udziału odnawialnych źródeł energii w produkcji energii elektrycznej w australijskim do 20% do roku 2020, dzięki systemowi certyfikatów ( wielkoskalowych Generation Certyfikaty i Małych skali Certyfikaty Technologiczne ) wydawane za każdą MWh energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych wytworzonej przez wytwórców energii odnawialnej, którzy sprzedają ją dostawcom energii elektrycznej, którzy na koniec roku zwracają ją do Urzędu Regulacji Energetyki w celu poświadczenia ich zgodności z rocznymi celami programu RET . Te zielone certyfikaty stosowane są również w Wielkiej Brytanii (Rocs - Renewable Obowiązek Certificate System ), Szwecji, Belgii, Polsce, a także w 31 stanach USA , które wszczętych odnawialne limity energii w elektroenergetyce obrotu (. Patrz poniżej: kontyngent systemy).
EuropaNajczęściej stosowanym początkowo wsparciem, po wdrożeniu dyrektywy 2001/77/WE, są taryfy regulowane (w języku angielskim: feed-in taryf , czyli taryfa wtryskowa (do sieci)): dostawcy energii elektrycznej mają obowiązek zakupu przez administrację całości urządzeń do produkcji energii elektrycznej z OZE przez 10 do 20 lat według stałych taryf; dodatkowy koszt tych taryf w stosunku do cen na rynku hurtowym jest zwracany dostawcom poprzez dopłatę do rachunków za energię elektryczną konsumentów.
NiemcyRegulowana cena zakupu w 2012 r. wynosiła 8,8 mld €/kWh dla lądowych turbin wiatrowych i 15,6 mld €/kWh dla morskich turbin wiatrowych; jest przekazywany konsumentom energii elektrycznej poprzez odpowiednik CSPE, zwany EEG- Umlage, który osiągnął 5,277 mld EUR/kWh w 2013 r. (+0,25 mld EUR/kWh podatku dla morskich turbin wiatrowych) przy średniej cenie energii elektrycznej dla typowego Niemieckie gospodarstwo domowe o wartości 28,5 mln € / kWh .
FrancjaCenę zakupu dla energetyki wiatrowej ustalono dekretem z dnia 17 listopada 20088,2 mld €/kWh (wtedy indeksowanych według wzoru, który w 2012 roku sprowadził ją do 8,74 mld €/kWh ) dla energii wiatrowej; dodatkowy koszt w stosunku do ceny rynkowej (średnia w 2015 r.: 42,6 mln euro/MWh ), obliczona na 3156 mln euro w 2013 r. przez Komisję Regulacji Energetyki, która szacuje go na 3722,5 mln euro za 2013 r. i 4041,4 mln euro za 2015 r. odbiorcom energii elektrycznej poprzez składkę na usługę publiczną energii elektrycznej (CSPE), ustaloną na 13,5 €/MWh w 2013 r., 16,5 €/MWh w 2014 r. i 19,5 €/MWh w 2015 r., podczas gdy CRE szacuje, że powinna ona wynosić 25,93 €/MWh na pokrycie opłat i zaległości; rekompensata za dodatkowe koszty energii ze źródeł odnawialnych stanowi 63,7% CSPE, a fotowoltaika stanowi 62% tych 63,7%.
Innym często stosowanym systemem (obok taryf zakupowych) jest system przetargów: we Francji jego celem jest wspieranie sektorów opóźnionych w rozwoju i jest stosowany przede wszystkim w przypadku dużych instalacji (farmy wiatrowe w toku). duże elektrownie słoneczne, elektrownie na biomasę itp.); Trybunał Obrachunkowy zauważa, że niektóre zaproszenia do składania ofert nie osiągnęły swoich celów (specyfikacje w niewystarczającym stopniu przestrzegane przez projekty, proponowane taryfy zbyt wysokie, niewystarczająca liczba projektów kandydujących itp. ): ogłoszenie z 2004 r. rozpoczęło się w celu zainstalowania wyłącznie lądowych elektrowni wiatrowych o mocy 500 MW utrzymał 287 MW , czyli 56% celu; ten z 2010 roku zachował tylko 66 MW, docelowo 95 MW . Co gorsza: wiele zaproszeń do składania ofert nie umożliwiło ograniczenia cen oferowanych przez promotorów projektów, ani z powodu braku konkurencji, ani z powodu trudności technicznych, które skłoniły kandydatów do przyjęcia znacznych marginesów ryzyka, w szczególności ten ogłoszony w 2011 r. dla offshore farmy wiatrowe: cena referencyjna ustalona w zaproszeniu do składania ofert nie była przestrzegana w trzech z czterech przedmiotowych lokalizacji.
KontyngentySystemy kwot są stosowane w Stanach Zjednoczonych i Chinach: władze publiczne nakładają na przedsiębiorstwa energetyczne minimalny udział energii odnawialnej pod względem zainstalowanej mocy lub energii elektrycznej wytwarzanej w formie kwot, które zmieniają się w czasie wraz z celami polityki energetycznej; bardzo często system ten jest uzupełniany innymi mechanizmami wsparcia, takimi jak ulgi podatkowe, stąd w Stanach Zjednoczonych, w których ten system jest uruchomiony, jego wkład w wycenę kWh jest tylko rzędu 25%. Te stany USA, w liczbie 31, ustanowiły „ Standardy portfela odnawialnego” (RPS), które wymagają od dostawców energii elektrycznej osiągnięcia określonego udziału energii odnawialnej w sprzedaży energii elektrycznej (np. 15% w 2025 w Arizonie, 30% w 2020 w Kolorado, 33% w 2020 r. w Kalifornii); wytwórcy tej energii otrzymują certyfikaty (REC) za każdą wyprodukowaną kWh, które sprzedają swoim odbiorcom-dostawcom w tym samym czasie co swoją energię elektryczną; dostawcy mogą następnie przedstawić te certyfikaty administracji w celu wykazania ich zgodności z RPS; w przeciwnym razie muszą płacić kary. Jeden raport stwierdza, że ten system RPS jest najbardziej efektywny w połączeniu z federalnymi ulgami podatkowymi (PTC).
Umowa na różnicęKontrakt dla różnicy (lub ex-post premia) jest nowym systemem obowiązującym w roku 2014 w sprawie opcji w Niemczech, Włoszech i Wielkiej Brytanii, a zalecane przez Komisję Europejską: poziom odniesienia ( cena docelowa ) jest określona przez ustawodawcę; wytwórca sprzedaje energię elektryczną wytworzoną po cenie rynku hurtowego, bezpośrednio lub za pośrednictwem „integratora”, w szczególności podmiotom bez bezpośredniego dostępu do rynku (drobni wytwórcy); producent otrzymuje dodatkowe wynagrodzenie („premię”) w przypadku, gdy różnica między poziomem odniesienia a ceną rynkową jest dodatnia; w przeciwnym razie producent musi zapłacić postrzeganą nadwyżkę; wariant (umowa na asymetryczną różnicę) nie przewiduje tej spłaty. Według SER system ten nakłada na producenta dodatkowe koszty marketingowe w wysokości do 10% kosztów zakupu.
Wariant, premia ex-ante , stosowany w Hiszpanii do 2008 r., a w Wielkiej Brytanii od 2014 r. jako opcja, przewiduje premię wstępnie ustaloną przez regulatora i ustaloną na czas określony; upraszcza to system, a tym samym obniża jego koszt, ale wiąże się z założeniami dotyczącymi przyszłych cen rynkowych, a zatem stanowi ryzyko dla producenta. W odpowiedzi na rosnące znaczenie dotacji na energię odnawialną, państwa rozważają reformy mające na celu poprawę efektywności systemów wsparcia poprzez zwiększenie ich selektywności i dążenie do stopniowego włączania energii odnawialnej do mechanizmów rynkowych; to właśnie zalecają Komisja Europejska , Trybunał Obrachunkowy i CRE , podnosząc wyzwanie SER . W tym też kierunku zmierza rozpoczęta w Niemczech reforma i projekty nakreślone przez rząd francuski w ramach transformacji ekologicznej ; SER i CLER zakwestionować tych projektów, w szczególności pomysł zainicjowany przez Komisję Europejską z uruchomieniem połączeń neutralne technologicznie do składania ofert (konkurencja pomiędzy wszystkich technologii), które, według nich, by zapobiec rozwojowi nowych sektorów przemysłowych.; w ich przypadku zaproszenia do składania ofert powinny być zarezerwowane dla dużych projektów, podobnie jak ostateczne wdrożenie mechanizmu „cena rynkowa plus premia ex post” ( feed-in-Premium ex post lub kontrakt na różnicę); chcą, aby małe instalacje nadal korzystały z obowiązku zakupu po cenach regulowanych.
Ministerstwo Energii ogłosiło, że 16 stycznia 2015jego decyzja: dotychczasowy system taryf zakupowych zostanie zastąpiony rynkowym mechanizmem sprzedaży, ze zmienną premią, obliczoną na podstawie różnicy między średnią ceną energii elektrycznej na rynku a maksymalną ceną docelową. Urządzenie wzorowane na modelu niemieckim lub brytyjskim „ umowa na różnicę ”. Zmiana ta będzie dotyczyć tylko dużych instalacji (z wyłączeniem powstających sektorów, takich jak morska energetyka wiatrowa); spełnia nowe wytyczne dotyczące pomocy publicznej przyjęte w kwietniu 2014 roku przez Komisję Europejską i zostanie uwzględniona w ustawie o transformacji energetycznej. Rozpoczęcie1 st styczeń 2017, producenci będą musieli również zrezygnować z systemu okien otwartych na rzecz instalacji o określonej wielkości, które następnie zostaną rozdysponowane wyłącznie w drodze przetargu konkurencyjnego.
Rozpoczęcie 1 st styczeń 2016zniknie system regulowanych taryf zakupu, z których korzystają energia odnawialna, aby ustąpić miejsca systemowi sprzedaży na rynku połączonej z premią; ten nowy system, narzucony przez Brukselę, będzie miał zastosowanie do instalacji o mocy zainstalowanej powyżej 500 kW , z wyłączeniem sektorów wschodzących, takich jak morska energetyka wiatrowa; energetyka wiatrowa na lądzie skorzysta z dodatkowego okresu, prawdopodobnie dwóch lat; fotowoltaiczna energia słoneczna, która jest uzależniona od przetargów na duże elektrownie, będzie dotyczyła od 2016 r., a także biomasy, energii geotermalnej i biogazu. Aby sprzedać swoją energię elektryczną na rynku, wielu producentów zielonej energii będzie musiało zwrócić się do pośrednika: agregatora, ponieważ producenci muszą z wyprzedzeniem przedstawiać prognozy i ponosić kary w przypadku błędu; jednak w przypadku odnawialnych źródeł energii trudno jest dokonać wiarygodnych szacunków, zwłaszcza w przypadku małych producentów; agregatorzy, którzy kupują energię elektryczną od kilku wytwórców, dzięki dywersyfikacji portfela widzą zminimalizowane ryzyko błędu. Wśród agregatorów, oprócz EDF i Engie, swoje doświadczenie wykorzystają niemieccy gracze.
W Niemczech bezpośrednia sprzedaż energii ze źródeł odnawialnych, której towarzyszy premia rynkowa, możliwa od 2012 r. i obowiązkowa od 2014 r. dla nowych instalacji powyżej 500 kilowatów, odnosi sukces: według operatorów sieci dwie trzecie produkcji energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych powinno być sprzedawane na rynku w 2016 r. i około trzech kwartałach w 2019 r., według federacji zawodowej BDEW. Niemieccy agregatorzy, w tym norweski elektryk Statkraft , lider w Niemczech z 8700 MW , oraz Next Kraftwerke, który posiada portfel 1500 MW, na który składa się 3000 instalacji, głównie małych elektrowni na biomasę, wiatrowych i słonecznych, liczą się na francuskie rynek.
Kwota dotacjiWe Francji Komisja Regulacji Energetyki (CRE) sporządza roczny wykaz opłat z tytułu świadczenia usług publicznych (dodatkowych kosztów wynikających z obowiązku świadczenia usług publicznych); w 2018 r. dodatkowe koszty wynikające z obowiązku zakupu energii ze źródeł odnawialnych wyniosły 4 659 mln euro w ramach umów zakupu i 8,8 mln euro w ramach dodatkowego wynagrodzenia. Dotacje te są finansowane z wewnętrznego podatku od końcowego zużycia energii elektrycznej (TICFE) oraz wewnętrznego podatku od zużycia gazu ziemnego (TICGN); TICFE na energię elektryczną ustalono na lata 2017-2019 na 22,5 euro/MWh , czyli 2,25 euroc /kWh . CRE zauważa, że opłaty za usługi publiczne związane z odnawialnymi źródłami energii spadły w 2018 r. ze względu na obserwowany wzrost cen hurtowych energii elektrycznej w drugiej połowie 2018 r. oraz spadek produkcji i kosztów. warunki w lecie 2018 roku.
W Niemczech w 2019 r. wkład EEG ( EEG-Umlage , niemiecki odpowiednik TICFE) zmniejszył się o 5,7% do 6,405 mld EUR/kWh wobec 6,792 mld EUR/kWh w 2018 r., po pierwszym spadku o 1,3% w 2017 r. Spadek ten wiąże się głównie z prognozowanym wzrostem cen hurtowych energii elektrycznej oraz reformami, które sprzyjały zaproszeniom do składania ofert; wkład EEG wzrósł z 1 mld EUR/kWh w 2006 r. do 6,35 mld EUR/kWh w 2016 r. W roku 2020 udział EEG zwiększono o 0,35 mld EUR , co oznacza wzrost do 6,756 mld EUR/kWh .
Raport opublikowany pod koniec 2016 r. przez Instytut Gospodarki Rynkowej w Düsseldorfie szacuje koszty transformacji energetycznej w Niemczech do 2025 r. na 520 mld euro, w tym 408 mld euro na dotacje na odnawialne źródła energii (EEG-Umlage) i 55 miliarda we wzmocnieniu sieci.
Te plany stymulacyjne ogłoszone w 2020 sprzyjanie odnawialne źródła energii, odnawialne koncerny energetyczne zapowiadają ambitne cele: włoski Enel ogłasza cel inwestycyjny w wysokości 70 miliardów euro, aby osiągnąć 60 GW mocy produkcyjnych w 2023 roku, a następnie 120 GW do roku 2030, wobec 48 GW obecnie ; Hiszpańska Iberdrola stawia sobie za cel 60 GW w 2025 r., czyli prawie podwojenie obecnej mocy, a następnie 95 GW w 2030 r. Total podniósł swój cel do 35 GW mocy odnawialnych w 2025 r., a następnie 85 GW w 2030 r. Engie zamierza zwiększyć swoją flotę o 9 GW. GW przez trzy lata, potem 4 GW rocznie. Pierre Georges, dyrektor w S&P Global „spodziewa się czterokrotnie większej mocy słonecznej, siedmiu morskiej i trzykrotnej lądowej energii wiatrowej do 2030 roku” . Osiem głównych zachodnich graczy może zainwestować ponad 250 miliardów dolarów do 2030 r., aby osiągnąć swoje cele w zakresie energii odnawialnej.
Grupa | Kraj | Moc zainstalowana w GW (bez hydroelektrowni) na koniec 2019 r. |
Kapitalizacja rynkowa (mld euro) na dzień 25.11.2020 |
---|---|---|---|
Chiny Longyan Potęga | Chiny | 20,5 | 6,2 |
Iberdrola | Hiszpania | 18,9 | 71,8 |
Energia NextEra | Stany Zjednoczone | 17 | 127,9 |
Enel | Włochy | 14,3 | 86,4 |
Energia odnawialna w Huaneng | Chiny | 12,1 | Nie oceniony |
EDP Renowacja | Portugalia | 11,4 | 15,2 |
Orsted | Dania | 9,8 | 61,6 |
Moc zasobów Chin (Hongkong) |
Chiny | 9,8 | 4.4 |
EDF | Francja | 9,8 | 36,7 |
Huadian Fuxin Energy (Hongkong) |
Chiny | 9,4 | 2,3 |
Chiny Datang Corporation | Chiny | 9 | 1,1 |
RWE | Niemcy | 8,6 | 23,3 |
Engie | Francja | 7,3 | 30,8 |
Acciona | Hiszpania | 7,2 | 5,7 |
GCL Nowa Energia (Hongkong) |
Chiny | 7 | 0,3 |
Na Międzynarodowej Energii (IEA) prognozy agencyjne, w październiku 2019 roku, że 1200 GW dodatkowej pojemności energii odnawialnej zostaną zainstalowane przez 2024 Worldwide, wzrost o 50% w zainstalowanej bazy, a to konto solarnego dla prawie 60% tego wzrostu, dzięki spadkowi kosztów ogniw fotowoltaicznych, które mają spaść o 15-35% do 2024 r.; wiatr na lądzie zajmuje drugie miejsce; W ciągu najbliższych pięciu lat liczba zainstalowanych elektrowni wiatrowych na morzu potroi się, zwłaszcza w Europie, gdzie wzrasta liczba przetargów, w Stanach Zjednoczonych i Chinach, ale będzie ona stanowić tylko 4% nowej mocy. Udział odnawialnych źródeł energii w produkcji energii elektrycznej spadłby z obecnych 25% do 30% za pięć lat. Udział węgla zmniejszyłby się do mniej niż 35%, ale jego wartość bezwzględna nadal rosłaby i pozostałaby głównym źródłem energii elektrycznej na świecie. Prognozowany przez MAE wzrost jest jednak niewystarczający do osiągnięcia celów Porozumienia Paryskiego: potrzebne byłoby do tego 280 GW rocznie mocy odnawialnych, czyli o połowę mniej niż obecnie. Rok później perspektywy MAE uległy gruntownej zmianie: kryzys Covid-19 wstrząsnął podstawami wysokoemisyjnych sektorów gospodarki, a kilka krajów ogłosiło cele w zakresie neutralności węglowej do połowy wieku. W swoich globalnych prognozach MAE dodała scenariusz SDS (scenariusz zrównoważonego rozwoju) i scenariusz NZE2050 (zero emisji netto w 2050 r.) i uznaje, że „słoneczna staje się nowym królem elektryczności” i że kryzys Covid-19 „katalizował strukturalny spadek popytu na węgiel” decyzjami o zamknięciu elektrowni węglowych o mocy 275 GW do 2025 r., czyli 13% mocy zainstalowanej w 2019 r. MAE szacuje jednak, że „W przypadku braku większej zmiany w polityce jest jeszcze za wcześnie, by przewidywać gwałtowny spadek popytu na ropę” i podkreśla, że aby osiągnąć cele klimatyczne, trzeba szybko i dobrze podjąć drastyczne działania – poza sektorem energetycznym.
Raport podsumowujący IPCC opublikowany w 2014 r. zawiera 1184 scenariusze z 31 modeli, opracowanych głównie przez Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung i Uniwersytet Stanforda . W swojej sekcji „Adaptacja, łagodzenie i zrównoważony rozwój” zauważa, że w scenariuszach narzucających ograniczony dostęp do jednej z technologii niskoemisyjnych (rezygnacja z energetyki jądrowej lub wychwytywanie i składowanie dwutlenku węgla, odwołanie się do źródeł odnawialnych) energie), „koszty łagodzenia skutków zmiany klimatu mogą znacznie zwiększyć . ”
Badanie opublikowane w 2014 r. przez Instytut Fraunhofera przewiduje, że niemiecka transformacja energetyczna (Energiewende) będzie opłacalna od 2030 lub 2035 r. dzięki oszczędnościom paliw kopalnych, które umożliwi. Prognozę wykonuje się w scenariuszu bez wzrostu cen paliw kopalnych, z uwzględnieniem dodatkowych inwestycji: środki magazynowe ( power-to-gas , power-to-heat , baterie), stacje ładowania dla elektromobilności, ciepło pompy, sieci itp. ; autorzy nalegają na priorytetowe potraktowanie sektorów transportu i ogrzewania, znacznie bardziej niż produkcji energii elektrycznej.
W opublikowanym w maju 2014 roku raporcie Międzynarodowej Agencji Energetycznej ETP z 2014 roku opracowuje się scenariusz „2DS” (dla „ scenariusza 2 stopni ”), mający na celu ograniczenie średniego wzrostu temperatury do 2 °C zgodnie z zaleceniami IPCC . Analiza tego scenariusza przez MAE przewiduje, że 44 biliony dolarów globalnych inwestycji niezbędnych do dekarbonizacji systemu energetycznego zostaną zrekompensowane przez 115 000 miliardów dolarów oszczędności paliwa, które przynosi; nawet przy stopie dyskontowej 10%, zysk netto nadal wynosiłby 5000 miliardów dolarów.
Zespół badawczy Uniwersytetu Stanforda wykazał, że wytwarzanie energii elektrycznej z biomasy byłoby bardziej opłacalne ekonomicznie i ekologicznie niż wykorzystywanie jej w transporcie jako biopaliwa. W tym celu Elliott Campbell i jego koledzy oszacowali ilość CO 2emitowane przez samochód elektryczny i samochód zasilany bioetanolem , integrując energię bezpośrednio zużytą i energię ucieleśnioną . Według ich obliczeń samochód elektryczny emituje połowę CO 2 COniż identyczny pojazd napędzany etanolem. Dodatkowo jeden hektar upraw pozwala na przejechanie 52 000 km na energii elektrycznej wobec 31 000 km na etanolu .
Badanie przeprowadzone przez Ademe opublikowane w 2018 r. przewiduje, że „optymalizacja ekonomiczna ewolucji francuskiego systemu elektroenergetycznego prowadzi do średnio 85% udziału energii ze źródeł odnawialnych w 2050 r. i ponad 95% w 2060 r . ” Oprócz energii odnawialnej rozważano możliwość rozwoju sektora jądrowego nowej generacji (EPR). Zgodnie z hipotezami przyjętymi w badaniu, rozbudowa części obecnej floty jądrowej pozwoliłaby na efektywne przejście na energię odnawialną, a rozwój sektora EPR nie byłby konkurencyjny. Badanie to jest przedmiotem kontrowersji, „ponieważ jeśli zdecydujemy się zrobić miejsce dla przerywanych odnawialnych źródeł energii, jak proponuje Ademe, powinno to być kosztowne dla Francji w porównaniu z rozsądną przyszłością, w której wszystkie opcje niskoemisyjne, w tym nowa energia jądrowa, konkurowałyby na równość ekonomiczna ” . Ponadto niektórzy obserwatorzy uważają, że założenia, które posłużyły za podstawę badania Ademe, są zbyt optymistyczne.
W październiku 2018 r. Niemiecka Agencja Energetyczna ( Deutsche Energie-Agentur ) opublikowała dogłębne opracowanie na temat przemian niezbędnych do osiągnięcia do 2050 r. celu redukcji emisji gazów cieplarnianych w Niemczech o 80% i na poziomie 95%. Scenariusz odniesienia pokazuje, że obecna polityka, oparta zasadniczo na rozwoju energii odnawialnej, pozwoliłaby na osiągnięcie jedynie 62% redukcji. Badanie konstruuje cztery scenariusze (dwa ukierunkowane na 80% redukcje, dwa ukierunkowane na 95%), które wdrażają bardziej ambitne wysiłki na rzecz zmniejszenia zużycia energii (od -44% do -50%) i ogólnego wykorzystania paliw odnawialne syntetyki (wodór, metan, LNG , benzyna syntetyczna i nafta), a także wychwytywanie i sekwestracja dwutlenku węgla w procesach przemysłowych, których dekarbonizacja nie jest możliwa w inny sposób. Produkcja energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych powinna zostać zwielokrotniona ponad czterokrotnie, a Niemcy stałyby się głównym importerem energii elektrycznej w latach 2030-2040 (92 do 155 TWh/rok ). W scenariuszach 95% redukcji emisji import odnawialnych paliw syntetycznych osiągnąłby od 396 do 744 TWh rocznie , przy czym produkcja krajowa byłaby w stanie pokryć jedynie 18 do 26% potrzeb.
Badanie fińskich uniwersytetów z 2019 r. szacuje, że globalne przejście na 100% energii odnawialnej jest wykonalne i tańsze w eksploatacji niż obecny globalny system energetyczny i można je osiągnąć do 2050 r. Autorzy wnioskują, że system elektroenergetyczny neutralny pod względem emisji dwutlenku węgla można zbudować we wszystkich regionów świata w sposób ekonomicznie opłacalny. W tym scenariuszu transformacja będzie wymagała stałych, ale ewoluujących zmian w ciągu najbliższych 35 lat. Scenariusz umożliwia w szczególności obniżenie kosztów bez uciekania się ani do energii jądrowej, ani do sekwestracji dwutlenku węgla; jednak istniejące instalacje jądrowe są wykorzystywane do końca ich żywotności technicznej. Badanie to było przedmiotem publikacji naukowej w czasopiśmie Nature Communications .
Badanie opublikowane w 2019 roku przez naukowców z Uniwersytetu Stanforda analizuje systemy energetyczne 143 krajów, które odpowiadają za 99,7% globalnej emisji CO 2. W przypadku tych krajów autorzy stawiają hipotezę przejścia na 100% energię odnawialną (wiatrową, wodną, słoneczną) nie później niż do 2050 r. W badaniu oszacowano, że przejście to zmniejsza koszty energii w 143 analizowanych krajach o 61% rocznie.
5 lipca 2013 r., MAE zaleciła cztery pilne i „bez żalu” środki , „które nie powinny zagrażać wzrostowi gospodarczemu” :
Rozwój energetyki odnawialnej było docelową zrównoważonego rozwoju obiektywnej n o 7 ONZ. Pod koniec 2019 r. prawie wszystkie kraje wyznaczyły sobie cele w zakresie energii odnawialnej; 166 krajów wyznaczyło cele dla energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych, 46 dla transportu i 49 dla ogrzewania i chłodzenia.
W 2018 roku, po dwóch dekadach wzrostu, tempo wzrostu nowych mocy fotowoltaicznych, wiatrowych i hydroelektrycznych ustabilizowało się na poziomie 177 GW . Według Międzynarodowej Agencji Energetycznej (IEA) „to nieoczekiwane spowolnienie trendów wzrostu budzi obawy o możliwość osiągnięcia długoterminowych celów klimatycznych” . Spowolnienie to jest związane głównie z Chinami, których rozruchy spadły z 80 do 75 GW , co rząd ogłosił w czerwcu 2018 r. bez uprzedzenia, że nie udziela już zezwoleń na uruchamianie instalacji fotowoltaicznych do końca tego okresu. ceny nowych instalacji; Mimo to w tym roku w kraju koncentruje się blisko 45% mocy zainstalowanej na świecie.
Według Międzynarodowej Agencji Energetycznej w 2018 r. udział odnawialnych źródeł energii w światowym zużyciu energii pierwotnej wyniósł 13,8%, z czego 9,3% pochodziło z biomasy i odpadów, 2,5% z energii wodnej i 2,0% z innych odnawialnych źródeł energii (wiatr, słońce itp. ). Dla porównania, w 1973 r. udział energii odnawialnej wynosił 12,4%, w tym 10,5% dla biomasy i odpadów, 1,8% dla energii wodnej i 0,1% dla innych energii odnawialnych.
Udział biomasy w całkowitym końcowym zużyciu energii wyniósł w 2018 r. około 12%, z czego 6,9% to tradycyjne wykorzystanie biomasy, a 5,1% nowoczesna bioenergia. Zapewnia 33% ogrzewania budynków, w tym 28% tradycyjnej biomasy (głównie drewna) i 5% nowoczesnej biomasy; 9,7% produkcji ciepła w przemyśle, 3,1% w transporcie i 2,1% produkcji energii elektrycznej.
W 2018 r. udział OZE w światowym zużyciu energii finalnej oszacowano na 17,9% (w porównaniu do 79,9% dla paliw kopalnych i 2,2% dla energetyki jądrowej), z czego 6,9% dla tradycyjnej biomasy i 11,0% dla „nowoczesnych” energii odnawialnych: 4,3% ciepła wytwarzanego przez odnawialne źródła energii cieplnej (biomasa, geotermia, energia słoneczna), 3,6% energii wodnej, 2,1% dla innej odnawialnej energii elektrycznej (wiatr, słońce, geotermia, biomasa, biogaz) i 1,0% dla biopaliw. Najwyższe średnie roczne stopy wzrostu w ciągu pięciu lat (2013-2018) dotyczyły „nowoczesnych” energii odnawialnych: + 4% rocznie, tj. trzykrotność całkowitego zużycia: + 1,4% rocznie; ale wzrost o 1,3% rocznie w paliwach kopalnych odpowiadał za ponad dwie trzecie wzrostu wolumenu konsumpcji. Udział odnawialnych źródeł energii w końcowym zużyciu energii sięga 26,4% w energii elektrycznej, 10,1% w zastosowaniach cieplnych i 3,3% w transporcie.
Różnica pomiędzy statystykami AIE i REN21 wynika z konwencji przyjętych dla bilansów energii IEA, które zmniejszają udział odnawialnej energii elektrycznej w energii pierwotnej (patrz bilanse energii ).
Termiczna energia odnawialnaRanga | Słoneczna termiczna | Energia geotermalna (produkcja) | Biodiesel (produkcja) | Bioetanol (produkcja) |
---|---|---|---|---|
1. | Chiny | Chiny | Indonezja | Stany Zjednoczone |
2. | Stany Zjednoczone | indyk | Stany Zjednoczone | Brazylia |
3. | indyk | Islandia | Brazylia | Chiny |
4. | Niemcy | Japonia | Niemcy | Indie |
5. | Brazylia | Nowa Zelandia | Francja | Kanada |
Najczęściej stosowaną odnawialną energią pierwotną jest biomasa: około 45,2 EJ ( eksadżuli ) w 2019 r., czyli około 12% końcowego zużycia energii, z czego 6,9% to tradycyjna biomasa i 5,1% nowoczesna biomasa. Tradycyjne zużycie biomasy w 2018 roku szacowane jest na 26 EJ (drewno, węgiel drzewny, ekskrementy, odpady rolnicze), wobec 27,2 EJ w 2010 roku; spadek ten jest wynikiem wysiłków zmierzających do zmniejszenia zanieczyszczenia powietrza spowodowanego spalaniem biomasy; nowoczesne wzorce wykorzystania biomasy wyprodukowały bezpośrednio około 13,2 EJ ciepła w 2018 r., co stanowi wzrost o 9,5% w porównaniu z 2010 r., plus 0,7 EJ pośrednio poprzez sieci ciepłownicze, z czego 8, 9 EJ w przemyśle i rolnictwie oraz 4,3 EJ w sektorze mieszkaniowym i handlowym.
Biomasa dostarcza przemysłowi 8,9 EJ lub 9,7% całkowitego zużycia ciepła, szczególnie z biomasy stałej; w ciągu pięciu lat wzrastał o 1,8% rocznie; wykorzystanie pozostałości biomasy do produkcji ciepła jest szeroko rozpowszechnione w przemyśle rolno-spożywczym, drzewnym i papierniczym; 40% energii zużywanej w przemyśle papierniczym pochodzi z biomasy; około 6% tego sektora cementowego pochodzi z biomasy i odpadów, szczególnie w Europie, gdzie udział ten sięga 25%; te zastosowania przemysłowe są skoncentrowane w krajach o największym przemyśle rolno-spożywczym: Brazylia jest liderem z 1,6 EJ w 2018 r., głównie ze względu na wykorzystanie bagassy do produkcji ciepła w przemyśle cukrowniczym; Indie (1,4 EJ ) są również dużym producentem cukru, a Stany Zjednoczone (1,3 EJ ) mają duży przemysł papierniczy.
Wykorzystanie drewna do ogrzewania mieszkań jest bardzo rozwinięte w Europie i Ameryce Północnej; rynek pelletu drzewnego wzrósł o 5% w 2018 roku do 15,8 mln ton , w tym 4,3 mln ton we Włoszech, 2,4 mln ton w Danii, 2,2 mln ton w Niemczech, 1,6 mln ton w Szwecji, 1,6 mln ton we Francji i 2,7 mln ton w Ameryce Północnej; wykorzystanie biomasy (głównie drewna) w kotłowniach sieci ciepłowniczej (0,7 EJ ) wzrosło o 5,7% rocznie w latach 2013-2018, zwłaszcza w Europie Północnej; na Litwie 61% energii ciepłowniczej pochodziło z pozostałości po wyrębie; w Stanach Zjednoczonych w 2014 roku 2,5 mln gospodarstw domowych wykorzystywało drewno jako paliwo podstawowe, do ogrzewania, a 9 mln jako paliwo wtórne; w Chinach uruchomiony w 2008 r. program zachęca do wykorzystania peletów z odpadów rolniczych do ogrzewania i ograniczenia zużycia węgla w ciepłownictwie; W 2015 roku wyprodukowano i sprzedano w Chinach ponad 6 Mt peletów o zawartości energii 96 PJ .
BiogazPomimo wzrostu wykorzystania biogazu do ogrzewania, szczególnie poprzez produkcję biometanu i jego wtłaczanie do sieci gazowych, biogaz dostarczył jedynie 4% bioenergii zużywanej do ogrzewania budynków w Europie w 2018 r. Biometan jest również wykorzystywany jako paliwo do transportu w Europie i Stanach Zjednoczonych, gdzie zużycie paliwa biometanowego wzrosło w 2019 roku o 20% do około 30 PJ . W Europie zużycie to wzrosło o 20% w 2018 r. do 8,2 PJ ; Szwecja pozostaje liderem z około 60% całości, za nią plasują się Niemcy, Norwegia i Wielka Brytania, gdzie konsumpcja wzrosła czterokrotnie w 2018 r. do 0,6 PJ dzięki utworzeniu publicznej sieci stacji benzynowych. ; podobne sieci rozwijają się w Finlandii i Szwecji. Rośnie również wykorzystanie biometanu w transporcie publicznym: w Ile-de-France zamówiono 409 autobusów na biogaz, 189 w Trondheim w Norwegii i 77 w Bristolu (Wielka Brytania). Produkcja energii elektrycznej z biogazu rozszerza się na nowe kraje w 2019 roku, z osiągnięciami w Ghanie, Maharashtrze (Indie), Meksyku, Brazylii, Omanie i Dubaju. W Europie w 2018 r. wybudowano 70 nowych instalacji do produkcji biometanu, co daje w sumie 660 zakładów produkujących 90 PJ (2,3 mld metrów sześciennych) rocznie; Stany Zjednoczone zainaugurowały kilka dużych obiektów; Indie uruchomiły program budowy 5000 małych biogazowni do 2023 r., wytwarzających rocznie 750 PJ z odpadów rolniczych i komunalnych. Azja odgrywa wiodącą rolę w rozwoju małych komór fermentacyjnych produkujących biogaz do gotowania i ogrzewania: na przykład Indie mają 4,9 miliona rodzinnych lub wiejskich komór fermentacyjnych; rozwija również produkcję na skalę przemysłową z 300 MW na koniec 2017 roku.
BiopaliwaW biopaliwa stanowiły 3,1% globalnej konsumpcji paliw transportowych w 2018 roku; Globalna produkcja biopaliw ciekłych wzrosła o 5% w 2019 r. do 161 Gl ( gigalitr = miliard litrów), czyli około 4 EJ . Stany Zjednoczone pozostają głównym producentem z udziałem w rynku wynoszącym 41%, pomimo spadku produkcji etanolu i biodiesla, a następnie Brazylia (26%), Indonezja (4,5%), Chiny (2,9%) i Niemcy (2,8%). ). Globalna produkcja w 2019 r. została podzielona między 59% etanolu , 35% biodiesla EMHV i 6% biodiesla EEHV oraz uwodornionych olejów roślinnych. Światowa produkcja etanolu wzrosła w 2019 r. o 2% do 114 Gl , z czego 50% w Stanach Zjednoczonych (spadek o 2% w przypadku kukurydzy) i 33% w Brazylii (wzrost o 7% w przypadku cukru trzcinowego), a następnie w Chinach, Indiach i Kanadzie i Tajlandii. Światowa produkcja biodiesla wzrosła o 13% w 2019 r. do 47,4 Gl , w tym 17% w Indonezji, 14% w Stanach Zjednoczonych, 12% w Brazylii, 8% w Niemczech, 6,3% we Francji i 5,3% w Argentynie.
Słoneczna termicznaMoc cieplna kolektorów słonecznych zainstalowanych w 2019 roku szacowana jest na 31,3 GWth , co daje łącznie 479 GWth ; suma ta po raz pierwszy spadła o 1% w porównaniu z 482 GWth w 2018 r.; moc zainstalowana wzrosła ponad dwukrotnie z 209 GWth w 2009 r. do 409 GWth w 2014 r., po czym stopniowo spowalniała jej wzrost. Ich moc cieplna sięga 389 TWh (1 402 PJ ). Chiny pozostają głównym rynkiem energii słonecznej z 69% zainstalowanej mocy, daleko w tyle za Stanami Zjednoczonymi, Turcją, Niemcami i Brazylią; wyłączając Chiny, moce produkcyjne wzrosły o 3% do 148 GWth .
Instalacje w 2019 r. spadły o 7% ze względu na 8% spadek obserwowany w Chinach; wyraźne przyspieszenia odnotowano w Danii (+170%), Cyprze (+24%), RPA (+20%), ale wyraźne spadki dotknęły Niemcy (-11%), Polskę (-15%) i Włochy (-15% ). Trend w kierunku rozwoju systemów zbiorowych potwierdza się w Chinach: ich udział w nowych instalacjach wzrósł z 61% w 2015 roku do 74% w 2019 roku.
Unia Europejska pozostaje drugim rynkiem po Azji, z 1,5 GWth zainstalowanym w 2019 roku (-1,8%), w tym 358 MWth w Niemczech i 253 MWth w Grecji. Na koniec 2019 roku działa ponad 10 milionów solarnych systemów grzewczych.
W 2019 r. nastąpiło przyspieszenie w zakresie słonecznego ciepłownictwa dzięki 417 instalacjom, zwłaszcza w Chinach, Niemczech i Danii.
GeotermalnaBezpośrednie wykorzystanie ciepła geotermalnego (kąpiele termalne, ogrzewanie basenów, ciepłownictwo, procesy rolnicze i przemysłowe), niekiedy w kogeneracji, szacowane jest na 117 TWh (421 PJ ) w 2019 roku. Moc zainstalowana szacowana jest na 30 GWth , do 2,2 GWth w 2019 r. (+8%). Główne zastosowanie to łaźnie i baseny (44%), wzrost o 9% rocznie; następnie ogrzewanie pomieszczeń (39%), wzrost o 13% rocznie, następnie ogrzewanie szklarni (8,5%), zastosowania przemysłowe (3,9%), akwakultura (3,2%), suszenie w rolnictwie (0,8%) i topnienie śniegu (0,6%). Głównymi krajami stosującymi te zastosowania są Chiny (47%), które odnotowały wzrost o ponad 20% rocznie w ciągu ostatnich pięciu lat, a następnie Turcja, Islandia i Japonia.
Pompy ciepłaPrawie 18 milionów gospodarstw domowych kupiło pompy ciepła w 2018 r., o 30% więcej niż w 2017 r., w tym około 80% w Chinach, Japonii i Stanach Zjednoczonych. Jednak udział pomp ciepła w ogrzewaniu pomieszczeń w 2018 r. nadal wynosi tylko około 3%.
W 2019 roku sprzedaż pomp ciepła do ciepłej wody użytkowej osiągnęła 1,5 mln sztuk w Chinach, 0,5 mln w Japonii i 0,2 mln w Europie. Rynek pomp ciepła powietrze-powietrze do ogrzewania pomieszczeń jest również zdominowany przez Chiny, ze sprzedażą w dziesiątkach milionów w 2019 r.; w Stanach Zjednoczonych sprzedaż osiągnęła ponad 3,1 miliona; w Europie rok 2019 był szóstym rokiem z rzędu, w którym odnotowano wzrost powyżej 10%, a pompy ciepła odpowiadały za prawie 10% zapotrzebowania na ogrzewanie pomieszczeń; Pompy ciepła powietrze-powietrze stanowiły ponad 90% z 1,5 miliona pomp ciepła sprzedanych w Europie na rynek mieszkaniowy i komercyjny. Duże pompy ciepła rozwijają się w zastosowaniach sieci ciepłowniczych i chłodniczych .
Na koniec 2016 r. łączna moc zainstalowana pomp ciepła w Europie osiągnęła 73,6 GWth , wytwarzając około 148 TWh ciepła, z czego 94,7 TWh ( tj. 64%) pobrano z powietrza atmosferycznego lub z gruntu oraz pozostałą część energii napędowej (energia elektryczna ogólnie).
Energia odnawialnaProdukcja energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych
„Inne” = biomasa, odpady, energia geotermalna, pływy.
Źródło: Międzynarodowa Agencja Energii .
Według Międzynarodowej Agencji Energetycznej , nowe instalacje mocy produkcyjnych energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych na świecie zwolnią w 2020 r. w porównaniu z 2019 r.: -18% dla energii słonecznej i -12% dla wiatru, ze względu na środki podjęte w odpowiedzi na pandemię Covid-19 . Zdolność produkcyjna odnawialnej energii elektrycznej oddana do użytku na całym świecie w 2020 r. wyniosłaby 167 GW , czyli o 13% mniej niż w 2019 r., ograniczając wzrost mocy produkcyjnych zielonej energii do 6%.
W 2019 r. zainstalowano ponad 200 GW energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych, zwiększając moc zainstalowaną produkcji energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych do 2 588 GW . Tempo wzrostu tej mocy przekracza 8% w ciągu ostatnich pięciu lat. Ta dodatkowa moc jest podzielona na 57% fotowoltaiczną energię słoneczną, 30% energię wiatrową, 8% hydroelektryczność i 5% biomasę, energię geotermalną i termodynamiczną energię słoneczną. Chiny pozostają w dużej mierze na szczycie rankingu skumulowanej mocy z 789 GW , za nimi plasują się Stany Zjednoczone (282 GW ), Brazylia (144 GW ), Indie (137 GW ) i Niemcy (124 GW ).
Udział OZE w produkcji energii elektrycznej na koniec 2019 roku oszacowano na 27,3%: 15,9% energia wodna, 5,9% wiatr, 2,8% fotowoltaika, 2,2% biomasa i 0,4% inne (geotermia, termodynamika słoneczna, energia morska).
W 2018 r. udział energii odnawialnej w produkcji energii elektrycznej osiągnął 25,6%, z czego 15,8% energii wodnej i 9,8% innych odnawialnych źródeł energii i odpadów; w 1973 r. udział energii odnawialnej wynosił 21,5%, w tym 20,9% energii wodnej i 0,6% innych energii odnawialnych.
Energia | 1990 | % | 2000 | % | 2010 | % | 2015 | 2018 | % 2018 | zm. 2018/1990 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Hydrauliczny | 2 192 | 18,4% | 2696 | 17,4% | 3535 | 16,4% | 3 982 | 4325 | 16,2% | + 97% |
Biomasa | 105 | 0,9% | 114 | 0,7% | 278 | 1,3% | 416 | 518 | 1,9% | + 392% |
Marnotrawstwo | 8 | 0,1% | 17 | 0,1% | 33 | 0,2% | 38 | 39 | 0,1% | + 365% |
Geotermalna | 36 | 0,3% | 52 | 0,3% | 68 | 0,3% | 81 | 89 | 0,3% | + 144% |
Fotowoltaika słoneczna * | 0,09 | 0,001% | 0,8 | 0,005% | 32 | 0,15% | 250 | 554 | 2,1% | × 6092 |
Słoneczna termiczna * | 0,7 | 0,006% | 0,5 | 0,003% | 1,6 | 0,008% | 10 | 11 | 0,04% | +1 608% |
Moc wiatru | 4 | 0,03% | 31 | 0,2% | 342 | 1,6% | 834 | 1,273 | 4,8% | × 328 |
pływy | 0,5 | 0,005% | 0,5 | 0,004% | 0,5 | 0,002% | 1,0 | 1,0 | 0,004% | + 88% |
Razem EnR | 2 347 | 19,7% | 2 912 | 18,8% | 4291 | 19,9% | 5 610 | 6811 | 25,5% | +190% |
Źródło danych: Międzynarodowa Agencja Energii . *% = udział w produkcji energii elektrycznej; Fotowoltaika słoneczna = fotowoltaika słoneczna; Słoneczna termiczna = Słoneczna termodynamiczna. Uwaga: MAE uwzględnia w produkcji hydroelektrycznej produkcję elektrowni szczytowo-pompowych, która nie jest odnawialna. |
W 2018 r. ponad dwie trzecie nowo zainstalowanej mocy elektrycznej na świecie pochodziło z odnawialnych źródeł energii, ale po dwóch dekadach wzrostu tempo nowych mocy słonecznych, wiatrowych i wodnych ustabilizowało się na poziomie 177 GW . Według Międzynarodowej Agencji Energetycznej (IEA) „to nieoczekiwane spowolnienie trendów wzrostu budzi obawy o możliwość osiągnięcia długoterminowych celów klimatycznych” . Spowolnienie to jest związane głównie z Chinami, których rozruchy spadły z 80 do 75 GW , co rząd ogłosił w czerwcu 2018 r. bez uprzedzenia, że nie udziela już zezwoleń na uruchamianie instalacji fotowoltaicznych do końca tego okresu. ceny nowych instalacji; Mimo to w tym roku w kraju koncentruje się blisko 45% mocy zainstalowanej na świecie. Podczas gdy odnawialne źródła energii stanowią 63% wzrostu nowych instalacji, ich udział w produkcji energii elektrycznej wynosi tylko 25% ze względu na krótszy czas pracy niż elektrownie cieplne.
Ranga | Hydroelektryczny (produkcja) |
Energia geotermalna (pojemność) |
Wiatr (wydajność) |
Biomasa (pojemność) |
Fotowoltaika słoneczna (wydajność) |
Solarna termodynamiczna (pojemność) |
---|---|---|---|---|---|---|
1. | Chiny | Stany Zjednoczone | Chiny | Chiny | Chiny | Hiszpania |
2. | Brazylia | Indonezja | Stany Zjednoczone | Stany Zjednoczone | Stany Zjednoczone | Stany Zjednoczone |
3. | Kanada | Filipiny | Niemcy | Brazylia | Japonia | Maroko |
4. | Stany Zjednoczone | indyk | Indie | Indie | Niemcy | Afryka Południowa |
5. | Rosja | Nowa Zelandia | Hiszpania | Niemcy | Indie | Chiny |
Energia | koniec 2003 r. | koniec 2012 | koniec 2013 | koniec 2014 | koniec 2015 r. | koniec 2016 | koniec 2017 | koniec 2018 | koniec 2019 r. |
Elektryczność wodna | 715 | 960 | 1000 | 1,036 | 1,071 | 1,095 | 1114 | 1,135 | 1150 |
Moc wiatru | 48 | 283 | 318 | 370 | 433 | 487 | 539 | 591 | 651 |
Ogniwo fotowoltaniczne | 2,6 | 100 | 139 | 177 | 228 | 303 | 402 | 512 | 627 |
Solarna termodynamiczna | 0,4 | 2,5 | 3.4 | 4,3 | 4,7 | 4,8 | 4,9 | 5,6 | 6,2 |
Biomasa | <36 | 83 | 88 | 101 | 106 | 114 | 122 | 131 | 139 |
Geotermalna | 8,9 | 11,5 | 12 | 12,9 | 13 | 12,1 | 12,8 | 13.2 | 13,9 |
Razem EnR | 800 | 1440 | 1560 | 1,701 | 1856 | 2017 | 2 195 | 2 387 | 2,588 |
Szacuje się, że światowa produkcja hydroelektryczna w 2019 r. wyniesie 4306 TWh , co oznacza wzrost o 2,3%, co stanowi 15,9% światowej produkcji energii elektrycznej; W 2019 r. oddano do użytku 15,6 GW , co zwiększyło globalną moc zainstalowaną do około 1150 GW (+1,4%); postęp ten spowalnia od kilku lat; Sumy te wykluczają 150 GW z elektrowni szczytowo-pompowych elektrowni roślin , uznawanych nieodnawialne. Globalna moc zainstalowana w elektrowniach wodnych została w 2019 r. podzielona między Chiny (28%), Brazylię (9%), Kanadę (7%), Stany Zjednoczone (7%), Rosję (4%), Indie (4%), Norwegię (3 %), Turcja (3%) i 35% dla reszty świata. Po raz pierwszy od 2004 roku Chiny straciły pierwsze miejsce w rankingu nowych instalacji, wyprzedzając Brazylię, która oddała do użytku 4,95 GW , czyli prawie jedną trzecią światowych, w tym ostatnie sześć turbin o mocy 611 MW z elektrowni Belo Monte ; W Chinach oddano do użytku 3,87 GW , co zwiększyło moc zainstalowaną do 326,1 GW, a produkcję do 1 302 TWh ; pozostałe kraje, które uruchomiły duże elektrownie to Laos (+1,9 GW ), Bhutan (+0,7 GW ), Tadżykistan (+0,6 GW ) i Rosja (+0,5 GW ).
Energia morskaChociaż potencjał energii morskiej jest ogromny, techniki jego wykorzystania wciąż znajdują się we wstępnym stadium rozwoju. Instalacje z 2019 roku, czyli około 3 MW , podnoszą łączną moc zainstalowaną do 535 MW , z czego ponad 90% reprezentują dwie elektrownie pływowe : Sihwa w Korei Południowej (254 MW ) i La Rance we Francji (240 MW ). Energia prądów pływowych wyprodukowała ponad 45 GWh w 2019 r., w tym 15 GWh w Europie, co stanowi wzrost o 50%. Energia fal jest wciąż na etapie koncepcyjnym, podobnie jak konwersja energii cieplnej oceanu i gradient zasolenia.
BiomasaMoc elektrowni na biomasę wzrosła w 2019 roku o 8 GW do 139 GW (+6%), produkując 591 TWh (+9%), w tym produkcję energii elektrycznej w elektrociepłowniach . Azja wyprodukowała 225 TWh (+17%), z czego prawie połowa w Chinach, Europie 200 TWh (+5%) i Ameryce Północnej 76 TWh (-2%). Moc zainstalowana w Chinach wzrosła o 26% do 22,5 GW w 2019 roku, a produkcja o 23% do 111 TWh ; wzrost ten koncentruje się na instalacjach kogeneracyjnych wykorzystujących stałą biomasę i odpady miejskie. W Japonii moc zainstalowana wzrosła o 8% do 4,3 GW, a produkcja o 18% do 24 TWh . W Unii Europejskiej moc zainstalowana wzrosła o 4% do 44 GW, a produkcja o 5% do 200 TWh . Moc zainstalowana biomasy w USA utrzymała się na poziomie 16 GW, a produkcja spadła o 6% do 64 TWh . W Brazylii moc zainstalowana wzrosła o 2% do 15 GW, a produkcja o 2% do 55 TWh .
GeotermalnaMoc zainstalowana elektrowni geotermalnych wzrosła o około 0,7 GW w 2019 r., z czego 32% w Turcji (+232 MW po +219 MW w 2018 r.), 25% w Indonezji (+182 MW po +140 MW w 2018 r.) i 22 w Kenii (+160 MW ), zwiększając globalną flotę do 13,9 GW , w tym 2,5 GW w Stanach Zjednoczonych (+14,8 MW w 2019 r.), 2,1 GW w Indonezji, 1,9 GW na Filipinach, 1,5 GW w Turcji.
Ogniwo fotowoltaniczneMoc fotowoltaicznego parku słonecznego wzrosła o 12% w 2017 r.: do parku dodano około 115 GWp (103 GWp w 2018 r.), pomimo znacznego spadku w Chinach, do 627 GWp wobec niespełna 23 GWp dziesięć lat wcześniej; Chiny odpowiadały za 26% tego wzrostu: +30,1 GWp (spadek o 32%, po spadku o 15% w 2018 r.), podnosząc moc zainstalowaną do 204,7 GWp i produkcję do 224 TWh (+26%), czyli 3% produkcja energii elektrycznej w kraju. Na drugim miejscu są Stany Zjednoczone: +13,3 GWp (+ 23%), flota: 76 GWp, produkcja: 104 TWh . Na trzecim miejscu Indie: +9,9 GWp, flota: 42,8 GWp, produkcja: + 27%. Na czwartym miejscu Japonia: +7 GWp (stale spada od szczytu 2015 r.), flota: 63 GWp. Na koniec 2019 r. udział fotowoltaiki przekracza 3% w 22 krajach i 5% w 12 krajach; osiągnął w całym 2019 r. 10,7% w Hondurasie, 8,6% we Włoszech, 8,3% w Grecji, 8,2% w Niemczech, 8,1% w Chile, 7, 8% w Australii, 7,4% w Japonii.
Solarna termodynamicznaEnergia termodynamiczna wzrosła o 600 MW (wobec 700 MW w 2018 r.) do 6,2 GW (11% wobec średniego wzrostu 24% w ciągu 10 lat); projekty w budowie osiągają 1,1 GW , z czego ponad 60% w Zjednoczonych Emiratach Arabskich. Pięć krajów uruchomiło nowe elektrownie: Izrael (242 MW , w tym wieża słoneczna Megalim o mocy 121 MW i paraboliczna elektrownia lustrzana Negev o mocy 121 MW ), Chiny (200 MW : cztery elektrownie o mocy 50 MW : lustrzana elektrownia Dacheng Dunhuang Fresnel i Qinghai Gonghe, CPECC Hami i wieże fotowoltaiczne Luneng Haixi), RPA (100 MW : fabryka luster parabolicznych Kathu), Kuwejt (50 MW : fabryka luster parabolicznych Shagaya, pierwsza w kraju) i Francja (9 MW : fabryka eLLO z lustrami Fresnela, pierwszy we Francji). Zdolność magazynowania energii cieplnej pracujących elektrowni sięga 21 GWh w postaci stopionych soli. Hiszpania (2,3 GW ) i Stany Zjednoczone (1,7 GW ) stanowią prawie 70% floty, a rynek nadal przesuwa się w kierunku krajów wschodzących i tych o wysokim poziomie nasłonecznienia, w szczególności regionu Bliskiego Wschodu i Afryki Północnej, które 15 elektrowni o łącznej mocy 1,8 GW pracowało na koniec 2019 r., czyli prawie 30% globalnej całości; inne projekty są w trakcie realizacji w Chinach, Indiach i Chile.
Moc wiatruZainstalowana moc wiatrowa wzrosła o około 60 GW w 2019 r., osiągając 651 GW (+ 10%), z czego 30 GW na morzu; jest to największy wzrost po roku 2015 (63,8 GW ), po trzech latach spadku; jest o 19% wyższy niż w 2018 r. Przyspieszenie to wynika głównie z ponownego wzrostu w Chinach, Stanach Zjednoczonych i Europie, z wyjątkiem Niemiec. Nowe farmy wiatrowe zostały oddane do użytku w co najmniej 55 krajach w 2018 roku, w porównaniu z 47 w 2018 roku. Na koniec 2019 roku farmy wiatrowe posiadały 102 kraje, z których 35 przekracza 1 GW w eksploatacji.
Azja pozostaje do 11 -tego rzędu, największym rynkiem, co stanowi 50% zlecenie, następnie w Europie (24%), Ameryki Północnej (16%) i Ameryki Łacińskiej (6%). Prym wiodą Chiny, które zainstalowały 26,8 GW , za nimi plasują się Stany Zjednoczone: +9,1 GW , Wielka Brytania: 2,4 GW , Indie: +2,4 GW , Hiszpania: +2,3 GW , Niemcy: +2,1 GW .
Wiatr pokrył około 47% zapotrzebowania na energię elektryczną w Danii i odpowiada za prawie 57% jej produkcji. Jego udział w produkcji energii elektrycznej osiągnął 32% w Irlandii, 29,5% w Urugwaju, 26,4% w Portugalii, 21,8% w Niemczech, 20,9% w Hiszpanii. Na koniec 2019 r. zainstalowana energia wiatrowa wystarczała do zaspokojenia 5,9% produkcji energii elektrycznej.
Chiny oddały do użytku 26,8 GW (+22%), w tym 24,3 GW na lądzie i 2,5 GW na morzu, zwiększając swoją flotę do 136,3 GW ; rynek indyjski wzrósł o 8,5%, zwiększając swoją flotę do 37,5 GW ; w Unii Europejskiej zainstalowano łącznie 14,7 GW , czyli o 34% więcej niż w 2018 r., zwiększając swoją flotę do 196,8 GW , z czego 192,2 GW w Unii Europejskiej na 28 (EU28), z czego 22 , 1 GW na morzu; 19 krajów UE-28 zainstalowało nowe floty, w porównaniu do 16 w 2018 r. Pięć krajów stanowi trzy czwarte rynku: Wielka Brytania, Hiszpania, Niemcy, Szwecja i Francja. Jednak oddania do eksploatacji spadły w Niemczech (od 2017 r., kiedy wprowadzono system przetargowy, spadły one o 84% w przypadku lądowej energetyki wiatrowej) i we Francji. Produkcja energii wiatrowej w Niemczech wzrosła jednak o 12% na lądzie io 27% na morzu, osiągając 126 TWh , czyli 21,8% krajowej produkcji energii elektrycznej. W całej Unii Europejskiej energetyka wiatrowa na lądzie stanowi około 12,2% produkcji energii elektrycznej, a wiatr na morzu 2,3%.
Morska energetyka wiatrowa silnie wzrosła: 6,1 GW instalacji, czyli o 35,5% więcej niż w 2018 r., w tym ponad 3,6 GW w Europie (59%), w szczególności 1,8 GW w Wielkiej Brytanii i 1,1 GW w Niemczech oraz 2,4 GW w Chinach , zwiększając globalną flotę do ponad 29 GW , z czego 22,1 GW w Europie i 6,8 GW w Chinach. Na koniec 2019 r. morska energetyka wiatrowa działała w 18 krajach (12 w Europie, 5 w Azji i 1 w Ameryce Północnej); Na czele pozostaje Wielka Brytania z 9,9 GW , za nią plasują się Niemcy (7,5 GW ), Chiny (6,8 GW ), Dania (1,7 GW ) i Belgia (1,6 GW ) ).
W 2018 r. odnawialne źródła energii stanowiły 18% końcowego zużycia energii w Unii Europejskiej. W 2019 r. odnawialne źródła energii dostarczały 35% energii elektrycznej w UE. Dwanaście krajów europejskich osiągnęło już cele rozwoju energii odnawialnej na 2020 r., podczas gdy dwa najbardziej opóźnione w harmonogramie to Holandia i Francja.
Rozwój energetyki odnawialnej jest jednym z ważnych elementów polityki energetycznej Unii Europejskiej. 1997 Biała księga ustawić cel 12% udziału energii odnawialnej do obrotu na terytorium Unii w 2010. Następnie dyrektyw zostały określone, aby określić ten cel:
W 2018 r. Komisja, Rada i Parlament (dyrektywa 2018/2001) wyznaczyły cel 32% udziału energii ze źródeł odnawialnych w końcowym zużyciu brutto w UE do 2030 r., a także 14% energii ze źródeł odnawialnych w transporcie 2030; biopaliwa pierwszej generacji zostaną zamrożone na poziomie produkcji z 2020 r., a te oparte na oleju palmowym będą musiały zniknąć do 2030 r., a aby rozpocząć ich import zostanie zamrożony na poziomie osiągniętym w 2019 r.; udział zaawansowanych biopaliw i biogazu powinien wynosić co najmniej 1% do 2025 r. i co najmniej 3,5% do 2030 r.
Austria The Grecja i Niemcy są liderami w dziedzinie produkcji ciepła słonecznego. Hiszpania doświadczyła boomu dzięki rozszerzeniu do całego terytorium Rozporządzenie Solar Barcelona (obowiązku instalacji słonecznej do podgrzewania wody na wszystkich nowych konstrukcji zbiorowych mieszkaniu lub w trakcie remontu). Sukcesy tych krajów częściowo opierają się na ich przewagach geograficznych, chociaż Niemcy nie mają wyjątkowych zasobów w zakresie słońca czy wiatru (dużo gorszych dla wiatru np. niż Anglia ).
Pomoc stymuluje rozwój energii odnawialnej:
W 2014 roku wyrok Trybunału Sprawiedliwości Unii Europejskiej potwierdził prawo państw do zastrzegania pomocy krajowej na energię odnawialną dla instalacji zlokalizowanych na ich terytorium. Energie odnawialne byłyby jednak lepiej wykorzystywane, gdyby były eksploatowane w regionach, w których warunki pogodowe są najkorzystniejsze; Niemcy mają pięciokrotnie większą powierzchnię paneli słonecznych niż Hiszpania czy Grecja, a energetyka wiatrowa zainstalowana w Hiszpanii jest dwukrotnie większa niż w Wielkiej Brytanii, która jest jeszcze bardziej wietrzna. Ale każdy kraj chce swojej pomocy w tworzeniu miejsc pracy na swoim terytorium, nie biorąc pod uwagę bardzo wysokich kosztów tworzenia miejsc pracy.
NiemcyW 2018 r. odnawialne źródła energii stanowiły 16,7% energii końcowej w Niemczech. Energia odnawialna wyprodukowała 40% energii elektrycznej w Niemczech w 2019 roku; Stanowi to 43% niemieckiego popytu, ale rozwój lądowych instalacji turbin wiatrowych znacznie zwolnił.
Austria32,6% energii wyprodukowanej ze źródeł odnawialnych wchodzi do ostatecznego zużycia brutto w Austrii w 2017 r.
DaniaDania była pionierem energii wiatrowej i jest krajem, który produkuje najwięcej energii z wiatru na mieszkańca. W 2019 r. udział odnawialnych źródeł energii w miksie elektroenergetycznym osiągnął 75% (47% wiatr, 3% energia słoneczna, 25% biomasa). Dania jest pierwszym krajem w Europie, który połowę swojej energii elektrycznej wytwarza z nieciągłych źródeł energii, wykorzystując m.in. podmorskie kable międzysystemowe, które łączą kraj z magazynami hydroenergetycznymi zlokalizowanymi w Norwegii i Szwecji, dzięki czemu możliwe jest zrekompensowanie nieciągłej produkcji. Dane opublikowane przez Międzynarodową Agencję Energetyczną (IEA) pokazują, że w 2010 r. węgiel, gaz i ropa nadal wytwarzały 66,1% energii elektrycznej w Danii. Jednak w 2018 r. te paliwa kopalne odegrały rolę w miksie elektroenergetycznym tylko na poziomie 28,4%. Spadek o prawie 40%, głównie z powodu boomu na odnawialne źródła energii, ponieważ Duńczycy zawsze rezygnowali z energii jądrowej. W 2017 r. udział energii wyprodukowanej ze źródeł odnawialnych osiągnął 35,8% w końcowym zużyciu brutto Danii.
SzkocjaNa czele w dziedzinie morskiej energii wiatrowej i morskiej oraz dzięki korzystnym cechom demograficznym i geograficznym (regularne wiatry, fasady morskie) oraz politycznej woli rozwoju energii odnawialnej, Szkocja produkuje 80% energii elektrycznej z tych dwóch zasobów , a prywatna firma Scottish Power ogłosiła utworzenie farmy składającej się z 215 turbin wiatrowych o mocy 539 MW i zaopatrywaniu w energię elektryczną 300 000 domów lub całego Glasgow; Szkocja chce zatem osiągnąć 100% produkcję odnawialną w 2020 roku.
HiszpaniaW 2019 r. udział odnawialnych źródeł energii w hiszpańskim miksie elektroenergetycznym osiągnął 36,8%. Hiszpania znajdowała się w 2017 roku 6 th na świecie do produkcji energii wiatrowej, w 9 th na świecie do produkcji fotowoltaicznej energii słonecznej i 1 st na świecie do produkcji energii solarnej.
FinlandiaW Finlandii 41% energii wyprodukowanej ze źródeł odnawialnych weszło do końcowego zużycia brutto w 2017 r.
FrancjaW 2017 r. udział energii odnawialnej w miksie energetycznym Francji wyniósł 10,7%.
Zgodnie z celami Grenelle de l'Environnement , odnawialne źródła energii powinny wytwarzać 23% końcowego zużycia energii we Francji do 2020 roku. Energia wiatrowa powinna produkować 10% energii elektrycznej we Francji w 2020 roku. Wieloletnie inwestycje programowe w produkcję ciepła wyznaczyły cele dla energii geotermalnej: 6-krotny wzrost produkcji ciepła z energii geotermalnej w latach 2006-2020.
Rozwój ten jest finansowany ze składek na rzecz publicznej usługi elektroenergetycznej . We Francji energię fotowoltaiczną wytwarza wielu operatorów (osoby fizyczne, właściciele budynków przemysłowych lub rolniczych itp. ), którzy sprzedają energię elektryczną wytworzoną przez ich instalację dostawcom energii elektrycznej podlegającym obowiązkowi zakupu, na warunkach taryfowych regulowanych przez prawo. Taryfy zakupowe ustala Minister Energii po zasięgnięciu opinii Komisji Regulacji Energetyki , tak aby stymulować inwestycje tych operatorów przy jednoczesnym ograniczeniu „efektów nadzwyczajnych”; dodatkowym kosztem wynikającym z tych taryf zakupu obciąża się konsumentów energii elektrycznej poprzez składkę do publicznej usługi energii elektrycznej .
CRE został opublikowany w kwietniu 2014 roku raport na temat kosztów i opłacalności energii odnawialnej; raport ten zaleca dla energetyki wiatrowej:
W przypadku fotowoltaiki zaleca uogólnienie przetargów na wszystkie dojrzałe sektory oraz utrzymywanie dynamicznych cen zakupu (aktualizowanych co kwartał zgodnie ze skumulowaną mocą wniosków o przyłączenie odnotowanych w poprzednim kwartale).
W przypadku sektora biomasy zwrócił uwagę na dużą różnorodność instalacji i wysoki wskaźnik porzucania (60%) zwycięskich projektów w przetargach, w szczególności z powodu utraty źródła ciepła; jednak nadal preferuje zaproszenia do składania ofert, zalecając uwzględnienie regionalnego wymiaru projektów; zregionalizowana taryfa zakupowa, zawierająca wiążące klauzule w szczególności w zakresie kontroli planów dostaw instalacji, również mogłaby stanowić odpowiednie rozwiązanie, ale konstrukcja grafików taryfowych byłaby bardzo złożona.
22 października 2015 r., ADEME opublikował opracowanie prezentujące 14 scenariuszy na rok 2050 z odnawialnych źródeł energii (RE) akcji w zakresie od 40% do 100%:
Aby uzyskać te wyniki, autorzy badania założyli, że koszt energii jądrowej spadnie do 80 euro/MWh w porównaniu z 42 euro/MWh w 2015 r., a koszt energii odnawialnej gwałtownie spadnie: 60 euro/MWh dla energii naziemnej. oparte na energii słonecznej, 107 € / MWh dla pływających morskich turbin wiatrowych. Zakłada się, że zużycie energii elektrycznej spadnie z 465 TWh w 2014 r. do 422 TWh w 2050 r. Zarządzanie przerwami w dostawach energii odnawialnej można rozwiązać kilkoma sposobami: inteligencją systemów (na przykład: ładowanie urządzeń elektrycznych, gdy świeci słońce), intraday magazynowanie za pomocą baterii lub środków hydraulicznych ( pompowane stacje przesyłu energii ) oraz magazynowanie międzysezonowe z wykorzystaniem energii na gaz (przemiana energii elektrycznej na gaz).
W 2013 r. energia odnawialna wyprodukowała 8,8% pierwotnej energii zużywanej we Francji (drewno 3,9%, energia wodna 1,9%, agropaliwa 1%, energia wiatrowa 0,5%, odnawialne odpady miejskie 0,4%, różne 1%) oraz 18,6% wyprodukowanej energii elektrycznej we Francji (energia wodna: 13,8%; energia wiatrowa: 2,9%; energia słoneczna: 0,8%; inne źródła energii odnawialnej: 1,1%). W końcowym zużyciu energii w 2012 r. odnawialne źródła energii cieplnej stanowiły 9%, a energia elektryczna 23,9%, z czego 18,6% odnawialne; udział energii odnawialnej w zużyciu końcowym osiąga zatem 13,4%. Według Komisji Regulacji Energetyki szacowane na 2013 r. dodatkowe koszty związane z odnawialnymi źródłami energii wynoszą 3018,8 mln euro, z czego 2106,8 mln euro przypada na fotowoltaikę, tj. 70%; w 2014 r. wzrosną one do 3 722,5 mln euro , z czego 2 393 mln euro to fotowoltaika, czyli 62%.
IslandiaIslandia ma 100% odnawialnej energii elektrycznej: 30% pochodzi z energii geotermalnej, a 70% z zapór hydroelektrycznych w 2018 r. Pod względem końcowego zużycia wszystkich energii, udział energii elektrycznej stanowi 51 , 8%, sieci ciepłowniczej , 97% nadchodzi z energii geotermalnej wynosi 21,7%, a udział paliw kopalnych wynosi 23%; udział OZE wynosi 77%.
WłochyW 2017 r. udział OZE w finalnym zużyciu energii wyniósł 17,4%, w sektorze elektroenergetycznym OZE wyprodukowały 35% krajowej produkcji energii elektrycznej.
Łotwa39% energii wyprodukowanej ze źródeł odnawialnych wchodzi do ostatecznego zużycia brutto na Łotwie w 2017 roku.
PortugaliaW 2005 r. 16% energii elektrycznej w Portugalii pochodziło ze źródeł odnawialnych. Próg 50% został przekroczony w 2010 r., aw 2014 r. Portugalia osiągnęła 63% RE.
Wielka BrytaniaW Wielkiej Brytanii jest 3 e wiatr producentem energii w Europie i 1 st świat dla wiatru na morzu. Dla czterech miesiącach 2019 roku, energia użyta w Wielkiej Brytanii pochodzi z zasobów odnawialnych źródeł energii więcej niż paliwa kopalne.
SzwecjaZ 54,5% energii produkowanej ze źródeł odnawialnych w końcowym zużyciu brutto w 2017 r. Szwecja jest krajem w Unii Europejskiej, w którym udział ten jest najwyższy.
szwajcarskiSzwajcaria, dzięki licznym rzekom i tamom, głównie alpejskim, wytwarza dużą część energii elektrycznej w sposób odnawialny. W 2017 roku 59,6% produkcji energii elektrycznej pochodziło z hydroelektrowni . Ponadto 4,0% innych odnawialnych źródeł energii, głównie fotowoltaiki słonecznej lub ze spalania odpadów z gospodarstw domowych; wkład innych odnawialnych źródeł energii (wiatr, energia geotermalna itp. ) jest marginalny.
Kilka sieci działa lub planuje wykorzystywać ciepło z jezior do lokalnego ogrzewania lub zdalnego chłodzenia za pomocą pomp ciepła.
W 2012 roku odnawialne źródła energii stanowiły 82,7% całkowitej produkcji energii elektrycznej.
Kanada ChileW 2019 r. 43% produkcji energii elektrycznej pochodzi z odnawialnych źródeł energii.
Stany ZjednoczoneW 2007 r. odnawialne źródła energii stanowiły 9,6% całkowitej „produkcji” energii pierwotnej wprowadzonej na rynek w Stanach Zjednoczonych, wobec 11,7% w przypadku energii jądrowej. W 2008 roku Stany Zjednoczone zajęły pierwsze miejsce na świecie pod względem inwestycji w odnawialne źródła energii (24 miliardy dolarów).
ParagwajOd 2000 roku prawie 100% produkcji energii elektrycznej w Paragwaju pochodzi z odnawialnych źródeł energii.
Chiny są największym producentem energii odnawialnej na świecie; jest również wiodącym producentem odnawialnej energii elektrycznej w każdej kategorii: hydroelektryczność, wiatr, słońce i biomasa. W 2017 r. udział energii odnawialnej w zużyciu energii pierwotnej w Chinach wyniósł 9,2% (3,7% biomasa i odpady, 3,2% hydrauliczne i 2,3% wiatrowe i słoneczne). W 2017 r. chiński rząd inwestuje dodatkowe 361 miliardów dolarów w rozwój energii odnawialnej i zmniejszenie zależności od węgla.
IndieW 2017 r. udział energii odnawialnej w zużyciu energii pierwotnej w Indiach wyniósł 23,4% (21,2% biomasy i odpadów, 1,4% hydrauliki oraz 0,8% energii słonecznej i wiatrowej).
JaponiaW 2018 r. 20,3% produkcji energii elektrycznej pochodziło ze źródeł odnawialnych (8,8% z wody, 1,9% z biomasy, 2% z odpadów, 6,6% z energii słonecznej, 0,7% z wiatru, 0,2% z energii geotermalnej).
W 2016 r. udział energii odnawialnej w zużyciu energii pierwotnej krajów afrykańskich był bliski 50%, ze względu na wysokie zużycie energii z drewna w połączeniu z niskim zużyciem energii. W 2016 r. inwestycje osiągnęłyby 5,8 mld euro. Kenia powinien obsługiwać 1,4 GW odnawialnych; Etiopia zainstalować 570 MW z energii geotermalnej oraz energii wiatrowej pomiędzy 2014 i 2016; RPA należy zainstalować 3,9 GW w 2015-16, szczególnie wiatrowej i słonecznej, a także zapewnia 17,8 GW w 2030 r.
Na dużą skalę Fundacja Desertec buduje na Saharze skoncentrowane słoneczne elektrownie cieplne. Według inżynierów, „pustynie planecie otrzymują co sześć godzin przed słońcem równowartość co ludzkość zużywa każdego roku” i kilkaset km na południowy 2 powierzchni pustyni w stanie zaspokoić wszystkie potrzeby energetyczne. Planety.
AlgieriaAlgieria uruchomiła 3 lutego 2011 r. Narodowy Program Rozwoju Nowych i Odnawialnych Energii oraz Efektywności Energetycznej. Program ten, realizowany od 2011 do 2013 roku, miał na celu wyprodukowanie 22 000 MW energii elektrycznej z energii słonecznej i wiatrowej, w tym 10 000 MW na eksport.
Pod koniec lutego 2015 r. rząd Algierii przyjął program rozwoju energii odnawialnej na lata 2015-2030. Pierwsza faza programu, rozpoczęta w 2011 r., umożliwiła przeprowadzenie projektów pilotażowych i badań potencjału krajowego. Nowy program określa cele instalacji do 2030 roku:
Suma wynosi zatem 22 GW , z czego ponad 4,5 GW musi zostać osiągnięte do 2020 roku.
Afryka Południowa KongoW 2015 r. energia odnawialna stanowiła około 95,8% całkowitego rzeczywistego zużycia w Demokratycznej Republice Konga.
MarokoMaroko jest przedstawiane przez marokańskie media jako „lider energii odnawialnej w Afryce” . Jednak w 2018 r. udział odnawialnych źródeł energii w produkcji energii elektrycznej wyniósł tylko 19% (wiatr: 11,3%; hydrauliczny: 5%; słoneczna: 2,8%) wobec 18% w 2010 r., a ich udział w zużyciu energii pierwotnej spadł z 10,9% w 2010 r. do 8,8% w 2017 roku.
Działa na rzecz zwiększenia swojego potencjału słonecznego (około 3000 godzin słonecznych rocznie). Na koniec 2019 r. w Maroku zainstalowano 700 MW energii słonecznej, z czego 2700 MW zostało zaangażowanych.
Maroko rozpoczęło również proces zwiększania swojego potencjału w zakresie energii wiatrowej . Na koniec 2019 r. Maroko miało zainstalowaną moc 1207 MW i deklarowaną moc 1320 MW .
Maroko posiada również elektrownie wodne . Jego wodnej produkcja osiągnęła 2,17 TWh w 2018 roku do 17 th największego w Afryce z 1,6% produkcji afrykańskiej, za Mozambik: 14,4 TWh , Zambia: 13,65 TWh i Egipcie: 13,1 TWh . Zaczęło się w latach 60-tych od budowy zapór: zbudowano 148 zapór, w tym ponad 24 elektrownie wodne i 1 elektrownię szczytowo-pompową (STEP). Jego celem jest osiągnięcie do 2020 r. miksu energii elektrycznej, z którego 14% pochodzi z źródeł hydraulicznych. W przygotowaniu są dwie nowe oczyszczalnie ścieków. Na koniec 2019 roku Maroko posiada moc zainstalowaną prawie 1770 MW pochodzenia hydraulicznego. W budowie jest oczyszczalnia o mocy 350 MW .
Istnieje rosnący konsensus w sprawie odnawialnych źródeł energii.
We Francji w 2010 r. 97% Francuzów opowiedziało się za rozwojem odnawialnych źródeł energii, preferując energię słoneczną (61% wobec 68% w 2009 r.), energię wiatrową (53% wobec 43% w 2009 r.). energii wodnej (20%) i energii geotermalnej (20%). Wzrosła ogólna akceptacja (74% ankietowanych w 2010 r. opowiedziało się za instalacją turbin wiatrowych w regionie (-3 punkty w porównaniu z 2009 r.)), ale kryteria estetyczne wymieniło 67% ankietowanych i obawy przed hałasem (59%) jako hamulec w ich rozwoju, chyba że znajdują się w odległości większej niż 1 km od domu. Wykorzystywanie własnego domu do produkcji energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych wydaje się interesujące dla 44% ankietowanych i bardzo interesujące dla 28% z nich. W 2010 roku, w szczególności dzięki pomocy publicznej, energia słoneczna zyskała +13%, a pompy ciepła (+5%). Ogólna akceptacja odnawialnych źródeł energii rośnie, 75% Francuzów opowiada się za ich instalacją. ADEME odnotowała jednak spadek akceptacji projektów instalowanych „na jej dachu”, instalację sprzętu uważaną za zbyt skomplikowaną dla osób fizycznych (dla 44% respondentów, +8% w porównaniu z 2009 r.) i ponownie początkowo zbyt kosztowną (dla 45% respondentów, czyli +11% w porównaniu z 2009 r.) lub ze zbyt długim zwrotem z inwestycji. Zasada zewnętrznego inwestora walczy o rozwój dla małych projektów we Francji, a spadek kosztów odkupu zelektryfikowanej fotowoltaiki prawdopodobnie przyczynił się do spowolnienia tego sektora, który silnie rozwija się w innych krajach.
Międzynarodowej Agencji Energii Odnawialnej (IRENA) powstała po spotkaniu przygotowawczym w sprawie26 stycznia 2009w Bonn (konferencja założycielska Agencji); zaczął działać w dniu4 kwietnia 2011.
Na koniec 2012 roku w Europie Dwudziestu Siedmiu całkowity rynek energii odnawialnej obejmował prawie 1,2 miliona miejsc pracy (przede wszystkim w fotowoltaice, biomasie stałej i energetyce wiatrowej, przy skumulowanym obrocie (łącznie wszystkie energie odnawialne) o wartości powyżej ponad 137 miliardów euro.)
Według stanu na maj 2014 r. liczy 131 państw członkowskich i 37 innych kandydatów do członkostwa.
Celem „Ligi Mistrzów OZE” jest stworzenie konkurencji między europejskimi miastami w zakresie ich produkcji energii odnawialnej. Ten konkurs ma dwa rankingi, jeden dla energii słonecznej, a drugi dla biomasy. Istnieją krajowe ligi RE dla Niemiec, Bułgarii, Francji, Węgier, Włoch, Polski i Czech.
We Francji dwa główne stowarzyszenia reprezentujące sektor energii odnawialnej to:
Wyraźny trend w reorientacji w kierunku odnawialnych źródeł energii jest obserwowany od końca XX -go wieku, w odpowiedzi do wczesnego wyczerpania oleju , klimatu i negatywnych skutków zdrowotnych energii węgla , na niebezpieczeństwa związane z energią jądrową i trudności w leczeniu jego marnotrawstwa lub jego mniejszej akceptowalności po katastrofach w Czarnobylu i Fukushimie .
Koncepcje powietrznych turbin wiatrowych są analizowane w celu uzyskania wyższych, silniejszych i bardziej regularnych wiatrów: Magenn, Kite Gen i Skywindpower zaprojektowanych do wznoszenia się z 300 do 5000 m z nadzieją na wytworzenie znacznie większej ilości energii elektrycznej niż w przypadku turbiny wiatrowej na lądzie, ponieważ moc strumieni jest od 20 do 30 razy większa niż wiatrów na niskich poziomach.
Według Statkraft globalny potencjał techniczny energii osmotycznej wynosiłby 1600 TWh/rok , czyli 50% produkcji energii elektrycznej w Unii Europejskiej. Statkraft opracuje prototyp o mocy 3 kW, który ma przetestować niezawodność procesu i poprawić jego wydajność, mając na celu osiągnięcie 25 MW w 2015 r. Od tego czasu w Japonii zbudowano elektrownię; inny jest w budowie w Stanach Zjednoczonych.
Zmodyfikowane cyjanobakterie mogą przekształcać energię słoneczną w paliwo i zużywać CO 2. Ta technika i zastosowanie tego paliwa zrównoważyłyby produkcję i zużycie CO 2. Firma stworzyła tę technikę za pomocą inżynierii genetycznej i stopniowo ją ulepsza.
Według Jean-Marca Jancoviciego rozwój odnawialnych źródeł energii nie wystarczy, aby uniknąć znacznego zmniejszenia zużycia energii: „pomimo odnawialnych źródeł energii wydaje mu się konieczna zmiana naszego stylu życia”.
Myślących Jeremy Rifkin ogłasza na początku XXI E wieku możliwe „ trzeciej rewolucji przemysłowej ” wynikającego z konwergencji sektora energii i przetwarzania danych. Rozwój nieregularnych systemów magazynowania energii ( poprzez na wodór lub pojazdów elektrycznych stosowanych w bateriach telefonów), a wśród inteligentnych sieci umożliwiają łączenie i dzielenie milionów rozproszonych źródeł energii (słonecznej, wiatrowej, morskich, energia geotermalna, wodna, z biomasy i odpady itp .). Jeremy Rifkin uważa, że ta rewolucja jest pilna; musi zostać wdrożony przed 2050 r. i szeroko rozpoczęty w 2020 r., jeśli ludzkość ma odpowiedzieć na wyzwania związane ze zmianą klimatu , kryzysem naftowym oraz kryzysami gospodarczymi i ekologicznymi.
Od lat 70. pojawiły się i zostały zorganizowane kursy szkoleniowe dotyczące energii odnawialnej. Ewoluują one regularnie w celu uwzględnienia pojawiających się technologii i energii (w tym inteligentnych sieci elektroenergetycznych , itp ) i nowymi przepisami.
W 2015 roku wymieniono 215 kursów szkoleniowych (w tym 16 na poziomie CAP na poziomie BAC pro, 13 na poziomie Bac+2, 30 na poziomie Bac+3, 34 na poziomie Bac+5 i 24 prowadzone przez przemysłowców, a także około 100 na poziomie kształcenie ustawiczne ). Ostatnie otwarte szkolenie odbyło się w 2016 r. pod nazwą Sup'EnR (trzyletni kurs otwarty do Bac + 2) na Uniwersytecie w Perpignan na temat słonecznego, lądowego i pływającego wiatru, biomasy, hydrauliki i energii geotermalnej), zapewniając szkolenia w zakresie energetyka stosowana w przemyśle i budownictwie, z dostępem do pieca słonecznego Odeillo i elektrowni słonecznej Thémis .
Inne referencje: