Ülemaailmne taastuvenergiale üleminek: põhjalik teejuht

Maailm on läbimas põhjalikku muutust selles, kuidas ta energiat toodab ja tarbib. See üleminek, mida ajendab kasvav mure kliimamuutuste, energiajulgeoleku ja õhusaaste pärast, on keskendunud fossiilkütustest loobumisele ja taastuvate energiaallikate kasutuselevõtule. See teejuht uurib peamisi tõukejõude, tehnoloogiaid, suundumusi, väljakutseid ja võimalusi, mis on seotud selle ülemaailmse energiamuutusega.

Mis on taastuvenergiale üleminek?

Taastuvenergiale üleminek viitab globaalse energiasüsteemi fundamentaalsele ümberkujundamisele süsteemist, kus domineerivad fossiilkütused (kivisüsi, nafta ja maagaas), süsteemile, mis põhineb peamiselt taastuvatel energiaallikatel nagu päike, tuul, vesi, maapõuesoojus ja biomass. See ei hõlma mitte ainult taastuvate energiaallikate osakaalu suurendamist energiaallikate kogumis, vaid ka energiataristu moderniseerimist, uute tehnoloogiate arendamist ja toetavate poliitikate rakendamist.

Ülemineku peamised aspektid:

• Dekarboniseerimine: süsinikuheidete vähendamine energiasektorist, mis on suurim kasvuhoonegaaside allikas.
• Mitmekesistamine: eemaldumine sõltuvusest mõnest kütuseliigist mitmekesisema ja vastupidavama energiaportfelli suunas.
• Detsentraliseerimine: üleminek suurtest tsentraliseeritud elektrijaamadest väiksematele, hajutatud tootmisallikatele, nagu katusepäikesepaneelid ja kogukondlikud tuulepargid.
• Elektrifitseerimine: elektrienergia kasutamise suurendamine sellistes sektorites nagu transport ja küte, koos elektritootmise dekarboniseerimisega.
• Moderniseerimine: energiataristu, sealhulgas võrkude, salvestussüsteemide ja nutikate tehnoloogiate uuendamine taastuvenergia mahutamiseks.

Taastuvenergiale ülemineku tõukejõud

Mitmed tegurid kiirendavad üleminekut taastuvenergiale:

1. Kliimamuutuste leevendamine

Kiire vajadus tegeleda kliimamuutustega on peamine tõukejõud. Teaduslik konsensus on selge: jätkuv sõltuvus fossiilkütustest toob kaasa katastroofilisi tagajärgi, sealhulgas merepinna tõusu, äärmuslikke ilmastikunähtusi ja ökosüsteemide häireid. Taastuvenergia pakub elujõulist teed kasvuhoonegaaside heitkoguste oluliseks vähendamiseks ja globaalse soojenemise piiramiseks.

Näide: Pariisi kokkulepe, märgilise tähtsusega rahvusvaheline leping, kohustab riike piirama globaalset soojenemist tunduvalt alla 2 kraadi Celsiuse võrra võrreldes tööstusajastu eelse tasemega ja eelistatavalt 1,5 kraadini Celsiuse järgi. Nende eesmärkide saavutamine nõuab kiiret ja laialdast taastuvenergia kasutuselevõttu.

2. Taastuvenergia tehnoloogiate langevad kulud

Taastuvenergia tehnoloogiate, eriti päikese- ja tuuleenergia, maksumus on viimastel aastatel järsult langenud. See kulude vähenemine on muutnud taastuvad energiaallikad fossiilkütustega üha konkurentsivõimelisemaks, paljudes piirkondades isegi ilma toetusteta.

Näide: Päikese fotogalvaaniliste (PV) ja maismaatuuleenergia tasandatud maksumus (LCOE) on viimase kümnendi jooksul dramaatiliselt langenud, muutes need paljudes maailma paikades kõige odavamateks uue elektritootmise allikateks. Rahvusvahelise Taastuvenergia Agentuuri (IRENA) andmetel langes 2021. aastal tellitud uute päikeseenergia projektide globaalne kaalutud keskmine LCOE 88% võrreldes 2010. aastaga.

3. Energiajulgeolek

Paljud riigid püüavad vähendada oma sõltuvust imporditud fossiilkütustest, et suurendada energiajulgeolekut. Taastuvad energiaallikad, mis on sageli kodumaiselt kättesaadavad, suudavad pakkuda usaldusväärset ja turvalist energiavarustust, vähendades haavatavust geopoliitilise ebastabiilsuse ja hinnakõikumiste suhtes.

Näide: Saksamaa Energiewende (energiaülemineku) poliitika eesmärk on vähendada sõltuvust imporditud fossiilkütustest, edendades taastuvenergiat ja energiatõhusust. Sarnaselt investeerib Hiina massiliselt taastuvenergiasse, et vähendada oma sõltuvust kivisöest ning imporditud naftast ja gaasist.

4. Õhusaaste ja rahvatervis

Fossiilkütuste põletamine on peamine õhusaaste allikas, mis põhjustab igal aastal miljoneid enneaegseid surmasid. Taastuvad energiaallikad, mis toodavad vähe või üldse mitte õhusaastet, võivad oluliselt parandada õhukvaliteeti ja kaitsta rahvatervist.

Näide: Linnad nagu Peking ja Delhi, mis kannatavad tõsise õhusaaste all, rakendavad poliitikaid elektrisõidukite ja taastuvenergia edendamiseks, et parandada õhukvaliteeti ja kaitsta oma kodanike tervist.

5. Tehnoloogiline innovatsioon

Pidev tehnoloogiline areng parandab jätkuvalt taastuvenergia tehnoloogiate jõudlust ja tõhusust. Uuendused energiasalvestuses, võrguhalduses ja nutikates tehnoloogiates kiirendavad üleminekut veelgi.

Näide: Akutehnoloogia edusammud võimaldavad salvestada taastuvenergiat kasutamiseks siis, kui päike ei paista või tuul ei puhu. Nutivõrgud võimaldavad hajutatud taastuvenergiaallikate integreerimist ja parandavad võrgu stabiilsust.

6. Poliitiline toetus

Valitsuse poliitikal on taastuvenergiale ülemineku edendamisel otsustav roll. Need poliitikad hõlmavad:

• Taastuvenergia eesmärgid: kohustuslike eesmärkide seadmine taastuvenergia osakaalule energiaallikate kogumis.
• Toidutariifid: fikseeritud hinna tagamine taastuvatest allikatest toodetud elektrile.
• Maksusoodustused: maksukrediitide või mahaarvamiste pakkumine investeeringuteks taastuvenergia projektidesse.
• Süsiniku maksustamine: süsinikumaksude või heitkogustega kauplemise süsteemide rakendamine, et muuta fossiilkütused kallimaks.
• Regulatsioonid: energiatõhususe ja taastuvenergia kasutuselevõtu standardite seadmine.

Näide: Euroopa Liit on seadnud oma liikmesriikidele ambitsioonikad taastuvenergia eesmärgid ja rakendab poliitikaid taastuvenergia kasutuselevõtu edendamiseks kogu blokis. Ameerika Ühendriigid pakuvad föderaalseid maksukrediite päikeseenergia investeeringutele ning paljudes osariikides on taastuvenergia portfelli standardid, mis nõuavad, et kommunaalettevõtted toodaksid teatud protsendi oma elektrist taastuvatest allikatest.

Peamised taastuvenergia tehnoloogiad

Mitmekesine valik taastuvenergia tehnoloogiaid aitab kaasa ülemaailmsele energiaüleminekule:

1. Päikeseenergia

Päikeseenergia muundab päikesevalguse elektriks, kasutades fotogalvaanilisi (PV) elemente või kontsentreeritud päikeseenergia (CSP) süsteeme. Päikese PV on kõige kiiremini kasvav taastuvenergia tehnoloogia, mille rakendused ulatuvad katusepaneelidest kuni suuremahuliste päikeseparkideni.

Päikeseenergia tüübid:

• Fotogalvaaniline (PV): muundab päikesevalguse otse elektriks, kasutades pooljuhtmaterjale.
• Kontsentreeritud päikeseenergia (CSP): kasutab peegleid või läätsi päikesevalguse kontsentreerimiseks vastuvõtjale, mis soojendab vedelikku, mis käitab turbiini elektri tootmiseks.

Globaalsed näited:

• Hiina: Tenggeri kõrbe päikesepark, üks maailma suurimaid päikese PV-jaamu.
• India: Bhadla päikesepark, veel üks massiivne päikese PV-installatsioon.
• Ameerika Ühendriigid: Ivanpah' päikeseenergia tootmissüsteem, CSP-jaam Californias.

2. Tuuleenergia

Tuuleenergia kasutab tuule kineetilist energiat elektri tootmiseks tuuleturbiinide abil. Tuuleenergia on teine suur taastuvenergia allikas, kus nii maismaa- kui ka avamere tuulepargid muutuvad üha tavalisemaks.

Tuuleenergia tüübid:

• Maismaatuul: maal asuvad tuuleturbiinid.
• Avameretuul: ookeanis, tavaliselt madalates vetes asuvad tuuleturbiinid.

Globaalsed näited:

• Euroopa: Arvukad avamere tuulepargid Põhjameres, sealhulgas Hornsea tuulepark Ühendkuningriigis.
• Ameerika Ühendriigid: Alta tuuleenergia keskus Californias, üks maailma suurimaid maismaa tuuleparke.
• Taani: tuuleenergia liider, kelle elektrist suur osa toodetakse tuulest.

3. Hüdroenergia

Hüdroenergia kasutab voolava vee energiat elektri tootmiseks hüdroelektrijaamade tammide abil. Hüdroenergia on küps taastuvenergia tehnoloogia, kuid uued projektid on sageli vastuolulised oma keskkonnamõjude tõttu.

Hüdroenergia tüübid:

• Suur hüdroenergia: suured tammid, mis loovad veehoidlaid.
• Väike hüdroenergia: väiksemad tammid või jõe voolul põhinevad projektid, millel on väiksem keskkonnajalajälg.
• Pumphüdroelektrijaam: kasutab liigset elektrit vee pumpamiseks ülesmäge reservuaari, mida saab seejärel vabastada elektri tootmiseks, kui seda vajatakse.

Globaalsed näited:

• Hiina: Kolme Kuru tamm, maailma suurim hüdroelektrijaam.
• Brasiilia: Itaipu tamm, suur elektriallikas Brasiiliale ja Paraguayle.
• Norra: riik, kus väga suur osa elektrist toodetakse hüdroenergiast.

4. Geotermiline energia

Geotermiline energia kasutab Maa sisemist soojust elektri tootmiseks või otsekütte pakkumiseks. Geotermiline energia on usaldusväärne ja pidev taastuvenergia allikas, kuid see on geograafiliselt piiratud piirkondadega, kus on kättesaadavad geotermilised ressursid.

Geotermilise energia tüübid:

• Geotermilised elektrijaamad: kasutavad maa-alustest reservuaaridest pärit auru või kuuma vett turbiinide käitamiseks ja elektri tootmiseks.
• Geotermilised soojuspumbad: kasutavad Maa püsivat temperatuuri hoonete kütmiseks ja jahutamiseks.
• Geotermilise energia otsekasutus: kasutab geotermilist soojust mitmesugusteks rakendusteks, näiteks ruumide kütmiseks, tööstusprotsessideks ja põllumajanduses.

Globaalsed näited:

• Island: geotermilise energia liider, kus suur osa elektrist ja küttest saadakse geotermilistest ressurssidest.
• Ameerika Ühendriigid: The Geysers, suur geotermiline elektrijaam Californias.
• Uus-Meremaa: teine riik, millel on märkimisväärsed geotermilised ressursid ja hästi arenenud geotermiline tööstus.

5. Biomassienergia

Biomassienergia kasutab orgaanilist ainet, nagu puit, põllukultuurid ja jäätmed, elektri, soojuse või biokütuste tootmiseks. Biomassienergia võib olla taastuvenergia allikas, kui seda majandatakse säästvalt ja biomass asendatakse samas tempos, kui seda tarbitakse.

Biomassienergia tüübid:

• Põletamine: biomassi põletamine soojuse ja elektri tootmiseks.
• Gaasistamine: biomassi muutmine gaasiks, mida saab põletada elektri tootmiseks või kasutada kütusena.
• Anaeroobne kääritamine: biomassi lagundamine hapniku puudumisel biogaasi tootmiseks, mida saab põletada elektri tootmiseks või kasutada kütusena.
• Biokütused: biomassi muutmine vedelkütusteks, nagu etanool ja biodiisel.

Globaalsed näited:

• Brasiilia: suur suhkruroost etanooli tootja.
• Rootsi: riik, mis kasutab biomassi olulise osa oma kütte ja elektri jaoks.
• Ameerika Ühendriigid: suur biodiisli tootja sojaubadest ja muudest põllukultuuridest.

Globaalsed suundumused taastuvenergias

Taastuvenergiale üleminek kogub hoogu kogu maailmas, kusjuures taastuvenergia võimsus ja investeeringud kasvavad märkimisväärselt.

1. Kiire kasv taastuvenergia võimsuses

Paigaldatud taastuvenergia võimsus on viimastel aastatel kiiresti kasvanud. Päikese- ja tuuleenergia on näidanud kõige olulisemat kasvu, mida on ajendanud langevad kulud ja toetav poliitika.

Näide: IRENA andmetel kasvas ülemaailmne taastuvenergia võimsus 2021. aastal üle 257 gigavati, kusjuures enamiku uuest võimsusest moodustasid päike ja tuul. See kasv peaks jätkuma ka lähiaastatel, ajendatuna kasvavast nõudlusest puhta energia järele ja langevatest kuludest.

2. Kasvavad investeeringud taastuvenergiasse

Globaalsed investeeringud taastuvenergiasse on pidevalt kasvanud, hoolimata fossiilkütuste hindade kõikumisest. Seda investeeringut ajendab kasvav arusaam taastuvenergia majanduslikest ja keskkonnaalastest eelistest.

Näide: BloombergNEF-i andmetel saavutasid ülemaailmsed investeeringud taastuvenergiasse 2021. aastal rekordilise 366 miljardi dollari taseme. See investeeringute maht peaks lähiaastatel jätkuvalt kasvama, ajendatuna kasvavast nõudlusest puhta energia järele ja toetavast poliitikast.

3. Transpordi ja kütte elektrifitseerimine

Transpordi ja kütte elektrifitseerimine on taastuvenergiale ülemineku võtmesuund. Elektrisõidukid (EV-d) ja elektrilised soojuspumbad võivad oluliselt vähendada kasvuhoonegaaside heitkoguseid, kui need töötavad taastuvenergial.

Näide: Elektrisõidukite müük kasvab kogu maailmas kiiresti, mida ajendavad langevad akuhinnad ja valitsuse stiimulid. Paljud riigid edendavad ka elektriliste soojuspumpade kasutamist hoonete kütmiseks ja jahutamiseks.

4. Energiasalvestustehnoloogiate arendamine

Energiasalvestustehnoloogiad, nagu akud ja pumphüdroakumulatsioon, muutuvad üha olulisemaks muutuvate taastuvenergiaallikate, nagu päike ja tuul, integreerimisel võrku. Energiasalvestus aitab tasandada nende allikate katkendlikkust ja tagada usaldusväärse elektrivarustuse.

Näide: Hornsdale'i elektrivaru Lõuna-Austraalias, üks maailma suurimaid akusalvestusprojekte, on demonstreerinud akusalvestuse võimet stabiliseerida võrku ja pakkuda kiire reageerimisega teenuseid.

5. Nutivõrgu tehnoloogiad

Nutivõrgu tehnoloogiad, nagu täiustatud mõõtmistaristu (AMI) ja tarbimiskaja programmid, võimaldavad elektrivõrgu tõhusamat ja usaldusväärsemat haldamist. Nutivõrgud aitavad integreerida hajutatud taastuvenergiaallikaid ja parandada võrgu stabiilsust.

Näide: Paljud riigid investeerivad nutivõrgu taristusse, et parandada võrgu tõhusust ja usaldusväärsust. Nutivõrgud võimaldavad ka tarbijatel oma energiatarbimist tõhusamalt hallata ja osaleda tarbimiskaja programmides.

Taastuvenergiale ülemineku väljakutsed

Kuigi taastuvenergiale üleminek pakub olulisi eeliseid, kaasneb sellega ka mitmeid väljakutseid:

1. Taastuvate energiaallikate katkendlikkus

Päikese- ja tuuleenergia on katkendlikud energiaallikad, mis tähendab, et nende toodang varieerub sõltuvalt ilmastikutingimustest. See katkendlikkus võib tekitada väljakutseid võrgu stabiilsusele ja usaldusväärsusele.

Lahendused: Energiasalvestustehnoloogiad, nutivõrgud ja geograafiliselt mitmekesised taastuvenergiaallikad aitavad leevendada taastuvenergia katkendlikkust.

2. Võrgu integreerimise väljakutsed

Suurte taastuvenergia koguste integreerimine olemasolevasse elektrivõrku võib olla keeruline, eriti vananenud taristuga piirkondades. Võrku tuleb uuendada, et see mahutaks taastuvate energiaallikate muutuvat toodangut ja tagaks usaldusväärse elektrivarustuse.

Lahendused: Investeerimine võrgu uuendustesse, nutivõrgu tehnoloogiate kasutuselevõtt ja uute võrguhaldusstrateegiate arendamine aitavad lahendada võrgu integreerimise väljakutseid.

3. Maakasutuse kaalutlused

Suuremahulised taastuvenergia projektid, nagu päikesepargid ja tuulepargid, võivad nõuda märkimisväärses koguses maad. See võib tekitada konflikte muude maakasutusviisidega, nagu põllumajandus ja looduskaitse.

Lahendused: Taastuvenergia projektide hoolikas asukohavalik, olemasoleva taristu kasutamine ja uuenduslike maakasutusstrateegiate arendamine aitavad minimeerida maakasutuse konflikte.

4. Tarneahela probleemid

Taastuvenergiatööstus sõltub ülemaailmsest tarneahelast selliste komponentide osas nagu päikesepaneelid, tuuleturbiinid ja akud. Häired tarneahelas, näiteks kaubandusvaidluste või loodusõnnetuste tõttu, võivad mõjutada taastuvenergia tehnoloogiate maksumust ja kättesaadavust.

Lahendused: Tarneahela mitmekesistamine, taastuvenergia komponentide kodumaise tootmise edendamine ja vastupidavate tarneahela strateegiate arendamine aitavad leevendada tarneahela riske.

5. Sotsiaalsed ja majanduslikud mõjud

Taastuvenergiale üleminekul võivad olla nii positiivsed kui ka negatiivsed sotsiaalsed ja majanduslikud mõjud. Kuigi see võib luua uusi töökohti taastuvenergiasektoris, võib see kaasa tuua ka töökohtade kaotuse fossiilkütuste tööstuses. On oluline neid mõjusid hoolikalt hallata, et tagada õiglane ja võrdne üleminek.

Lahendused: Ümberõppe ja toetuse pakkumine fossiilkütuste tööstuse töötajatele, uute töövõimaluste loomine taastuvenergiasektoris ja taastuvenergiale ülemineku eeliste õiglase jaotamise tagamine aitavad leevendada sotsiaalseid ja majanduslikke mõjusid.

Taastuvenergiale ülemineku võimalused

Taastuvenergiale üleminek pakub arvukalt võimalusi majanduskasvuks, töökohtade loomiseks ja säästvaks arenguks:

1. Majanduskasv ja töökohtade loomine

Taastuvenergiasektor on kiiresti kasvav tööstusharu, mis loob uusi töökohti tootmises, paigalduses, hoolduses ja teadusuuringutes. Investeerimine taastuvenergiasse võib stimuleerida majanduskasvu ja luua uusi võimalusi ettevõtetele ja töötajatele.

Näide: IRENA andmetel andis taastuvenergiasektor 2020. aastal maailmas tööd enam kui 12 miljonile inimesele. See arv peaks taastuvenergiale ülemineku kiirenedes jätkuvalt kasvama.

2. Energiasõltumatus ja -julgeolek

Taastuvad energiaallikad on sageli kodumaiselt kättesaadavad, vähendades sõltuvust imporditud fossiilkütustest ja suurendades energiajulgeolekut. See võib kaitsta riike geopoliitilise ebastabiilsuse ja hinnakõikumiste eest.

3. Vähenenud õhusaaste ja parem rahvatervis

Taastuvad energiaallikad toodavad vähe või üldse mitte õhusaastet, parandades õhukvaliteeti ja kaitstes rahvatervist. See võib vähendada tervishoiukulusid ja parandada inimeste elukvaliteeti kogu maailmas.

4. Säästev areng

Taastuvenergiale üleminek on oluline säästva arengu eesmärkide saavutamiseks, nagu kasvuhoonegaaside heitkoguste vähendamine, energia kättesaadavuse parandamine ja majanduskasvu edendamine. Taastuvenergia aitab luua kõigile jätkusuutlikuma ja õiglasema tuleviku.

5. Tehnoloogiline innovatsioon

Taastuvenergiale üleminek juhib tehnoloogilist innovatsiooni sellistes valdkondades nagu energiasalvestus, nutivõrgud ja täiustatud materjalid. See innovatsioon võib viia uute toodete ja teenusteni, mis toovad kasu kogu ühiskonnale.

Tee edasi

Taastuvenergiale üleminek on keeruline ja mitmetahuline protsess, mis nõuab valitsuste, ettevõtete ja üksikisikute kooskõlastatud pingutusi. Ülemineku kiirendamiseks on oluline:

• Seada ambitsioonikaid taastuvenergia eesmärke: Valitsused peaksid seadma selged ja ambitsioonikad eesmärgid taastuvenergia osakaalule energiaallikate kogumis.
• Rakendada toetavaid poliitikaid: Valitsused peaksid rakendama poliitikaid, mis edendavad taastuvenergia kasutuselevõttu, nagu toidutariifid, maksusoodustused ja süsiniku maksustamine.
• Investeerida võrgu taristusse: On vaja märkimisväärseid investeeringuid elektrivõrgu uuendamiseks, et see mahutaks taastuvate energiaallikate muutuvat toodangut.
• Edendada energiasalvestustehnoloogiaid: Energiasalvestus on ülioluline muutuvate taastuvenergiaallikate integreerimisel võrku.
• Julgustada innovatsiooni: Jätkuv investeering teadus- ja arendustegevusse on vajalik taastuvenergia tehnoloogiate jõudluse ja tõhususe parandamiseks.
• Tõsta teadlikkust: Avalikkuse harimine taastuvenergia eelistest on oluline üleminekule toetuse loomiseks.
• Edendada rahvusvahelist koostööd: Rahvusvaheline koostöö on vajalik parimate tavade jagamiseks, ühiste standardite väljatöötamiseks ja rahaliste vahendite kaasamiseks taastuvenergiale üleminekuks.

Kokkuvõte

Ülemaailmne taastuvenergiale üleminek on käimas, ajendatuna murest kliimamuutuste, energiajulgeoleku ja õhusaaste pärast. Kuigi väljakutsed püsivad, loovad taastuvenergia tehnoloogiate langevad kulud, energiasalvestuse kasvav kättesaadavus ja kasvav toetus säästvale arengule enneolematuid võimalusi puhtama, turvalisema ja õiglasema energiatuleviku jaoks. Taastuvenergiat omaks võttes ja toetavaid poliitikaid rakendades saab maailm üle minna säästvale energiasüsteemile, mis toob kasu kõigile.