Разновидности возобновляемой энергии

Возобновляемая энергия в миреЭнергетические системы во всем мире претерпевают значительные изменения, многие из которых связаны с целевой политикой правительств, направленной на переход на энергетические источники с низким содержанием углерода, уменьшение загрязнения воздуха, обеспечение энергетической независимости и безопасности, снижение издержек и повышение энергоэффективности. Другие изменения продиктованы внешними факторами, в том числе расширением и глобализацией мирового энергетического рынка и глубокой социальной трансформацией в связи распространением информационных и коммуникационных технологий в повседневной жизни.

В течение многих лет в мире идет постоянное и резкое увеличение количества мощностей возобновляемой энергетики. Специалисты выделяют пять основных причин для интенсивного развития этого сектора:

  • нацеленность множества стран на переход к экологически чистой энергетике, в том числе обязательства по сокращению выработки парниковых газов для предотвращения дальнейшего потепления климата;
  • растущая потребность в электроэнергии по всему миру, в первую очередь в развивающихся странах, где идет активный рост промышленного производства, а также обеспокоенность правительств этих стран по поводу экологической обстановки и недостаток собственных традиционных ископаемых ресурсов;
  • стремление многих небольших стран к независимости от импорта энергоносителей;
  • увеличение цен на традиционные ископаемые виды топлива;
  • постоянно снижающаяся стоимость производства энергии из экологически чистых источников.

Мировой рынок возобновляемой энергетики

В соответствии со статистическим отчетом, выпущенным IRENA в 2017 году, общая установленная мощность объектов возобновляемой энергетики в мире составила 991 ГВт в 2007 году, 1225 ГВт в 2010 году и 2008 ГВт в 2016 году.

По данным доклада МЭА по оценке успехов в области внедрения технологий возобновляемой энергетики в мире Tracking Clean Energy Progress 2017, мировое производство энергии из возобновляемых источников выросло на 30% в 2010-2015 гг. В 2016 году выработка энергии из возобновляемых источников увеличилась на 6% до 24% всей энергогенерации в мире. Гидроэнергетика по-прежнему остается основным источником возобновляемой энергии с долей около 70%, доля ветрогенерации составила 16%, биоэнергетики — 9%, а фотоэлектрической солнечной энергетики — 5%.

В докладе BNEF «Глобальные тенденции инвестирования в развитие ВИЭ в 2017 году» говорится, что в 2016 году было введено 138,5 ГВт новых объектов возобновляемой энергетики, что на 9% больше, чем в предыдущем году, а доля электроэнергии, поступающей от ВИЭ, за исключением крупных гидроэлектростанций, возросла с 10,3 до 11,3%, что помогло предотвратить выброс приблизительно 1,7 гигатонн CO2.

Мировые инвестиции в экологически чистую энергетику снизились в 2018 году на 8% по сравнению с предыдущим годом до 332,1 млрд долл США, и это был пятый подряд год, когда инвестиции в эту область превысили порог 300 млрд долл. По предыдущим годам, инвестиции составляли $61.7 млрд в 2004, $88 млрд в 2005, $129.2 млрд в 2006, $182.2 млрд в 2007, $205.2 млрд в 2008, $206.8 млрд в 2009, $276.1 млрд в 2010, $324 млрд в 2011, $290.7 млрд в 2012, $268.6 млрд в 2013, $321.3 млрд в 2014, $360.3 млрд в 2015, $330.1 млрд в 2016, $361.7 млрд в 2017 и $332.1 млрд в 2018.

К 2016 году почти 70 стран мира использовали схемы аукционов или тендеров для поддержки развития возобновляемой энергетики, для сравнения в 2010 году их количество составляло меньше 20. Первыми подобный механизм использовали развивающиеся страны, такие как ЮАР или Бразилия, затем эта тенденция распространилась на рынки развитых стран, такие как ЕС или Япония. Конкурсные схемы со временем превратились в наиболее предпочтительный политический механизм, поскольку они сочетают в себе ценовую конкуренцию, контроль над объемами и способны поддержать самый экономичный вариант введения мощностей возобновляемой энергетики, благодаря чему за последние годы удалось достичь рекордно низких цен на энергию из экологически чистых источников.

По данным доклада МЭА по оценке успехов в области внедрения технологий возобновляемой энергетики в мире Tracking Clean Energy Progress 2017, в 2016 году цены на солнечную энергию по долгосрочным контрактам на будущие проекты в Чили и Арабских Эмиратах уже опустились до уровня ниже 30 долл США за мегаватт-час (МВт/ч), что является самым низким показателем в мире. В Мексике цены на контракты по строительству фотоэлектрических солнечных и наземных ветряных электростанций составили 28-55 долл США за МВт/ч. В области прибрежной ветряной энергетики рекордно низкие цены были достигнуты в Нидерландах (55-73 долл США за МВт/ч) и Дании (65 долл США за МВт/ч).

Корпорации выкупили в 2018 году 13,4 ГВт возобновляемой энергии посредством долгосрочных контрактов на поставку электроэнергии, увеличив цифру предыдущего года более чем в два раза. Всего в сделках участвовали 121 компаний из 21 стран. С 2008 года корпорации подписали контракты на покупку более 32 ГВт экологически чистой энергии, при этом 86% приходится на годы после 2015, а на один лишь 2018 год — 40% от общего объема.

Перспективы возобновляемой энергетики в мире

В 2015-2021 гг производство энергии из возобновляемых источников вырастет на 36% (самый высокий темп роста в мире) до 7650 ТВт/ч.

К 2050 году ветряная и солнечная энергетика могут достичь 50% мирового энергопортфеля благодаря стремительному удешевлению технологий хранения энергии.

Глобальные инвестиции в выработку энергии составят в 2018-2050 гг 11,5 трлн долл США, из которых 8,4 трлн будет потрачено на разработку солнечных и ветряных ресурсов, а 1,5 трлн — на все остальные виды источников неуглеводородной энергии, в том числе гидроэнергетику и ядерную энергетику.

Виды возобновляемой энергетики

Энергия солнечного светаСолнечная энергетика

Солнце — источник большого количества неиссякаемой и экологически чистой энергии, именно поэтому со временем и по мере удешевления технологий солнечная генерация вполне способна полностью покрыть мировую потребностью в электричестве, заменив собой традиционные источники энергии. Уже сейчас рынок солнечной энергетики предоставляет выбор из нескольких технологический решений, и эта отрасль постоянно и очень быстро развивается. Многие страны внесли развитие этого сегмента в список своих приоритетов уже в ближайшие годы, инвестиции в развитие области солнечной энергетике постоянно растут.

Ветряная энергетика

Энергия ветра является одним из самых рентабельных и распространенных видов возобновляемой энергии. Сила ветра может быть использована практически в любой точке нашей планеты для получения электричества без загрязнения окружающей среды с использованием площадей как на суше, так и в прибрежных зонах морей.

 

Геотермальная электростанция MaibararaГеотермальная энергия

Также как гидравлические, ветряные или солнечные ресурсы, геотермальные источники энергии являются чистыми, безопасными и возобновляемыми. Геотермальная энергия отвечает современным потребностям в защите окружающей среды и устойчивом развитии, это источник энергии, который работает бесперебойно с использованием естественного тепла из глубин земной коры. Пока что человечество научилось преобразовывать в электроэнергию не все тепло, а лишь то, которое сконцентрировано в особых областях, где расплавленные массы магмы находятся очень близко к поверхности.

Биомассовое топливоИнновационное неископаемое топливо

На данный момент в мире исследуется, разрабатывается и используется множество видов топлива, которые являются альтернативой традиционному ископаемому топливу. Существует масса классификаций видов новых видов топлива, наиболее общим образом их можно разделить на твердые, жидкие и газообразные. По способу получения инновационное топливо делится на синтезируемое из органического сырья (биотопливо) и синтезируемое из неорганических материалов.

Гидроэнергетика

Идея гидроэнергетики состоит в преобразовании энергии водяных потоков в полезную энергию для человека. В 20 веке многие страны активно и успешно развивали крупные объекты гидрогенерации мощностью в несколько гигаватт, поэтому этот сегмент до сих пор занимает существенную долю всей возобновляемой энергетики в мире. В последнее время все больше внимания уделяется развитию так называемой малой гидрогенерации.

 

Морская энергетика

Морская энергетика основывается на применении различных технологий, в том числе использовании энергии волн, морских течений и приливов, а также разности температур и солености в различных слоях воды. Пока что этот сегмент возобновляемой энергетики развит слабо и в большей части стран, занимающихся его изучением, проходит тестирование на небольших объектах, однако существуют и образцы промышленного применения некоторых таких технологий. По оценке компании Atlantis Resources, потенциальные мировые ресурсы морской энергетики составляют 120 ГВт.

Новые виды транспорта

Транспорт потребляет порядка 30% всей вырабатываемой в мире энергии и ответственен за выработку четверти всего углекислого газа на планете и значительную часть вредных выбросов, при этом доля участия возобновляемой энергетики в этом секторе по-прежнему очень мала. До 2030 года ежегодный рост энергопотребления транспортного сектора в мире будет составлять около 1%.

 

Системы хранения энергииЭнергоэффективность и хранение энергии

Повсеместное распространение возобновляемых источников энергии, в том числе в частном и коммерческом секторе, ведет к тому, что проблема сохранения излишков энергии, полученных в часы пикового производства, становится все более актуальной. Различные производители предлагают разнообразные пути решения этой задачи, в том числе стандартное хранение с использование аккумуляторов или переработку излишков энергии в водородное топливо.

Очистка и деминерализация водыОчистка и опреснение воды

Разработка и распространение технологий в сфере повторного использования и деминерализации воды постепенно становится одной из важнейших мировых задач, потому что ситуация с дефицитом пресной воды усугубляется с каждым годом на фоне растущих промышленных нужд и потребностей населения, а также катастрофической нехваткой станций глубокой очистки.

 

Переработки мусора и возобновляемые ресурсные технологииПреобразование мусора в энергию и переработка отходов

Переработка бытового мусора и промышленных отходов, в том числе для получения энергии, является одним из перспективных направлений благодаря практически нулевой стоимости сырья и стремительно развивающимся технологиям в этой сфере.

 

Изменение климата и устойчивое развитие

Экосистема нашей планеты находится под угрозой, это доказывают многочисленные научные исследования. Естественные механизмы, которые управляют климатом Земли, а также существование всех видов живых существ все сильнее разбалансируются. Наша планета переживает беспрецедентное глобальное потепление, на что однозначно указывает множество исследований, проведенных в последние 25 лет несколькими всемирно известными уважаемыми организациями, такими как IPCC.