Globalna tranzicija na obnovljivu energiju: Sveobuhvatan vodič

Svijet prolazi kroz duboku promjenu u načinu na koji proizvodi i troši energiju. Ova tranzicija, potaknuta rastućom zabrinutošću zbog klimatskih promjena, energetske sigurnosti i zagađenja zraka, usmjerena je na odmak od fosilnih goriva i prihvaćanje obnovljivih izvora energije. Ovaj vodič istražuje ključne pokretače, tehnologije, trendove, izazove i prilike povezane s ovom globalnom energetskom transformacijom.

Što je tranzicija na obnovljivu energiju?

Tranzicija na obnovljivu energiju odnosi se na temeljnu transformaciju globalnog energetskog sustava iz onog kojim dominiraju fosilna goriva (ugljen, nafta i prirodni plin) u onaj koji se prvenstveno napaja iz obnovljivih izvora energije poput sunca, vjetra, vode, geotermalne energije i biomase. To ne uključuje samo povećanje udjela obnovljivih izvora u energetskom miksu, već i modernizaciju energetske infrastrukture, razvoj novih tehnologija i provedbu poticajnih politika.

Ključni aspekti tranzicije:

• Dekarbonizacija: Smanjenje emisija ugljika iz energetskog sektora, najvećeg doprinositelja stakleničkim plinovima.
• Diversifikacija: Odmak od oslanjanja na nekoliko izvora goriva prema raznolikijem i otpornijem energetskom portfelju.
• Decentralizacija: Prelazak s velikih, centraliziranih elektrana na manje, distribuirane izvore proizvodnje, kao što su krovni solarni paneli i vjetroelektrane u vlasništvu zajednice.
• Elektrifikacija: Povećanje korištenja električne energije u sektorima poput prometa i grijanja, zajedno s dekarbonizacijom proizvodnje električne energije.
• Modernizacija: Nadogradnja energetske infrastrukture, uključujući mreže, sustave za pohranu i pametne tehnologije, kako bi se prilagodila obnovljivoj energiji.

Pokretači tranzicije na obnovljivu energiju

Nekoliko čimbenika ubrzava prijelaz na obnovljivu energiju:

1. Ublažavanje klimatskih promjena

Hitnost rješavanja problema klimatskih promjena primarni je pokretač. Znanstveni konsenzus je jasan: kontinuirano oslanjanje na fosilna goriva dovest će do katastrofalnih posljedica, uključujući porast razine mora, ekstremne vremenske prilike i poremećaje u ekosustavima. Obnovljiva energija nudi održiv put za značajno smanjenje emisija stakleničkih plinova i ograničavanje globalnog zatopljenja.

Primjer: Pariški sporazum, značajan međunarodni dogovor, obvezuje nacije da ograniče globalno zatopljenje na znatno ispod 2 stupnja Celzijusa iznad predindustrijskih razina, a po mogućnosti na 1,5 stupnjeva Celzijusa. Postizanje tih ciljeva zahtijeva brzu i široko rasprostranjenu primjenu obnovljive energije.

2. Pad troškova tehnologija obnovljivih izvora energije

Troškovi tehnologija obnovljivih izvora energije, posebno solarne energije i energije vjetra, naglo su pali posljednjih godina. Ovo smanjenje troškova učinilo je obnovljive izvore sve konkurentnijima fosilnim gorivima, čak i bez subvencija u mnogim regijama.

Primjer: Izravnani trošak energije (LCOE) za solarne fotonaponske (PV) sustave i vjetroelektrane na kopnu dramatično se smanjio tijekom proteklog desetljeća, čineći ih jednim od najjeftinijih izvora nove proizvodnje električne energije u mnogim dijelovima svijeta. Prema Međunarodnoj agenciji za obnovljivu energiju (IRENA), globalni ponderirani prosjek LCOE-a novih solarnih PV projekata puštenih u pogon 2021. godine pao je za 88% u usporedbi s 2010. godinom.

3. Energetska sigurnost

Mnoge zemlje nastoje smanjiti svoju ovisnost o uvezenim fosilnim gorivima kako bi poboljšale energetsku sigurnost. Obnovljivi izvori energije, koji su često dostupni na domaćem tržištu, mogu osigurati pouzdanu i sigurnu opskrbu energijom, smanjujući osjetljivost na geopolitičku nestabilnost i volatilnost cijena.

Primjer: Njemačka politika Energiewende (energetska tranzicija) ima za cilj smanjenje ovisnosti o uvezenim fosilnim gorivima promicanjem obnovljive energije i energetske učinkovitosti. Slično tome, Kina ulaže velika sredstva u obnovljivu energiju kako bi smanjila svoju ovisnost o ugljenu te uvezenoj nafti i plinu.

4. Zagađenje zraka i javno zdravlje

Izgaranje fosilnih goriva glavni je izvor zagađenja zraka, koje uzrokuje milijune preranih smrti svake godine. Obnovljivi izvori energije, koji proizvode malo ili nimalo zagađenja zraka, mogu značajno poboljšati kvalitetu zraka i zaštititi javno zdravlje.

Primjer: Gradovi poput Pekinga i Delhija, koji pate od teškog zagađenja zraka, provode politike za promicanje električnih vozila i obnovljive energije kako bi poboljšali kvalitetu zraka i zaštitili zdravlje svojih građana.

5. Tehnološke inovacije

Stalni tehnološki napredak kontinuirano poboljšava performanse i učinkovitost tehnologija obnovljivih izvora energije. Inovacije u skladištenju energije, upravljanju mrežom i pametnim tehnologijama dodatno ubrzavaju tranziciju.

Primjer: Napredak u tehnologiji baterija omogućuje pohranu obnovljive energije za korištenje kada sunce ne sija ili vjetar ne puše. Pametne mreže omogućuju integraciju distribuiranih obnovljivih izvora energije i poboljšavaju stabilnost mreže.

6. Politička podrška

Vladine politike igraju ključnu ulogu u pokretanju tranzicije na obnovljivu energiju. Te politike uključuju:

• Ciljevi za obnovljivu energiju: Postavljanje obveznih ciljeva za udio obnovljive energije u energetskom miksu.
• Feed-in tarife: Jamčenje fiksne cijene za električnu energiju proizvedenu iz obnovljivih izvora.
• Porezni poticaji: Pružanje poreznih olakšica ili odbitaka za ulaganja u projekte obnovljivih izvora energije.
• Cijene ugljika: Uvođenje poreza na ugljik ili sustava trgovanja emisijama kako bi fosilna goriva postala skuplja.
• Regulacije: Postavljanje standarda za energetsku učinkovitost i primjenu obnovljive energije.

Primjer: Europska unija postavila je ambiciozne ciljeve za obnovljivu energiju za svoje države članice i provodi politike za promicanje primjene obnovljive energije diljem bloka. Sjedinjene Američke Države nude savezne porezne olakšice za ulaganja u solarnu energiju, a mnoge države imaju standarde za portfelj obnovljivih izvora koji zahtijevaju od komunalnih poduzeća da generiraju određeni postotak svoje električne energije iz obnovljivih izvora.

Ključne tehnologije obnovljivih izvora energije

Raznolik raspon tehnologija obnovljivih izvora energije doprinosi globalnoj energetskoj tranziciji:

1. Solarna energija

Solarna energija pretvara sunčevu svjetlost u električnu energiju pomoću fotonaponskih (PV) ćelija ili sustava koncentrirane solarne energije (CSP). Solarna fotonaponska tehnologija je najbrže rastuća tehnologija obnovljivih izvora energije, s primjenama koje sežu od krovnih solarnih panela do velikih solarnih farmi.

Vrste solarne energije:

• Fotonaponska (PV): Izravno pretvara sunčevu svjetlost u električnu energiju pomoću poluvodičkih materijala.
• Koncentrirana solarna energija (CSP): Koristi zrcala ili leće za koncentriranje sunčeve svjetlosti na prijemnik, koji zagrijava fluid koji pokreće turbinu za proizvodnju električne energije.

Globalni primjeri:

• Kina: Solarni park u pustinji Tengger, jedna od najvećih solarnih PV elektrana na svijetu.
• Indija: Solarni park Bhadla, još jedna masivna solarna PV instalacija.
• Sjedinjene Američke Države: Ivanpah Solar Electric Generating System, CSP elektrana u Kaliforniji.

2. Energija vjetra

Energija vjetra koristi kinetičku energiju vjetra za proizvodnju električne energije pomoću vjetroturbina. Energija vjetra je još jedan veliki obnovljivi izvor energije, s vjetroelektranama na kopnu i na moru koje postaju sve češće.

Vrste energije vjetra:

• Vjetroelektrane na kopnu: Vjetroturbine smještene na kopnu.
• Vjetroelektrane na moru: Vjetroturbine smještene u oceanu, obično u plitkim vodama.

Globalni primjeri:

• Europa: Brojne vjetroelektrane na moru u Sjevernom moru, uključujući vjetroelektranu Hornsea u Velikoj Britaniji.
• Sjedinjene Američke Države: Alta Wind Energy Center u Kaliforniji, jedna od najvećih vjetroelektrana na kopnu na svijetu.
• Danska: Lider u energiji vjetra, s visokim postotkom električne energije proizvedene iz vjetra.

3. Hidroenergija

Hidroenergija koristi energiju tekuće vode za proizvodnju električne energije pomoću hidroelektrana. Hidroenergija je zrela tehnologija obnovljivih izvora energije, ali novi projekti su često kontroverzni zbog njihovih utjecaja na okoliš.

Vrste hidroenergije:

• Velike hidroelektrane: Velike brane koje stvaraju akumulacijska jezera.
• Male hidroelektrane: Manje brane ili protočni projekti koji imaju manji utjecaj na okoliš.
• Pumpno-akumulacijske hidroelektrane: Koriste višak električne energije za pumpanje vode uzbrdo u rezervoar, koja se zatim može ispustiti za proizvodnju električne energije po potrebi.

Globalni primjeri:

• Kina: Brana Tri klanca, najveća hidroelektrana na svijetu.
• Brazil: Brana Itaipu, glavni izvor električne energije za Brazil i Paragvaj.
• Norveška: Zemlja s vrlo visokim postotkom električne energije proizvedene iz hidroenergije.

4. Geotermalna energija

Geotermalna energija koristi unutarnju toplinu Zemlje za proizvodnju električne energije ili pružanje izravnog grijanja. Geotermalna energija je pouzdan i stalan obnovljivi izvor energije, ali je geografski ograničena na područja s dostupnim geotermalnim resursima.

Vrste geotermalne energije:

• Geotermalne elektrane: Koriste paru ili vruću vodu iz podzemnih rezervoara za pokretanje turbina i proizvodnju električne energije.
• Geotermalne dizalice topline: Koriste stalnu temperaturu Zemlje za grijanje i hlađenje zgrada.
• Izravno korištenje geotermalne energije: Koristi geotermalnu toplinu za različite primjene, kao što su grijanje prostora, industrijski procesi i poljoprivreda.

Globalni primjeri:

• Island: Lider u geotermalnoj energiji, s visokim postotkom električne energije i grijanja osiguranim iz geotermalnih izvora.
• Sjedinjene Američke Države: The Geysers, velika geotermalna elektrana u Kaliforniji.
• Novi Zeland: Još jedna zemlja sa značajnim geotermalnim resursima i dobro razvijenom geotermalnom industrijom.

5. Energija biomase

Energija biomase koristi organsku tvar, poput drva, usjeva i otpada, za proizvodnju električne energije, topline ili biogoriva. Energija biomase može biti obnovljivi izvor energije ako se njome održivo upravlja i ako se biomasa zamjenjuje istom brzinom kojom se troši.

Vrste energije biomase:

• Izgaranje: Spaljivanje biomase za proizvodnju topline i električne energije.
• Gasifikacija: Pretvaranje biomase u plin koji se može spaliti za proizvodnju električne energije ili koristiti kao gorivo.
• Anaerobna digestija: Razgradnja biomase u nedostatku kisika za proizvodnju bioplina, koji se može spaliti za proizvodnju električne energije ili koristiti kao gorivo.
• Biogoriva: Pretvaranje biomase u tekuća goriva, poput etanola i biodizela.

Globalni primjeri:

• Brazil: Glavni proizvođač etanola iz šećerne trske.
• Švedska: Zemlja koja koristi biomasu za značajan dio svog grijanja i električne energije.
• Sjedinjene Američke Države: Veliki proizvođač biodizela iz soje i drugih usjeva.

Globalni trendovi u obnovljivoj energiji

Tranzicija na obnovljivu energiju dobiva na zamahu diljem svijeta, sa značajnim rastom kapaciteta i ulaganja u obnovljivu energiju.

1. Brzi rast kapaciteta obnovljive energije

Instalirani kapacitet obnovljive energije brzo raste posljednjih godina. Solarna energija i energija vjetra zabilježile su najznačajniji rast, potaknut padom troškova i poticajnim politikama.

Primjer: Prema IRENA-i, globalni kapacitet obnovljive energije povećao se za više od 257 gigavata u 2021. godini, pri čemu su solarna energija i energija vjetra činile većinu novih kapaciteta. Očekuje se da će se taj rast nastaviti i u nadolazećim godinama, potaknut sve većom potražnjom za čistom energijom i padom troškova.

2. Povećanje ulaganja u obnovljivu energiju

Globalna ulaganja u obnovljivu energiju stalno rastu, unatoč fluktuacijama cijena fosilnih goriva. Ta ulaganja potaknuta su sve većim prepoznavanjem ekonomskih i ekoloških prednosti obnovljive energije.

Primjer: Prema BloombergNEF-u, globalna ulaganja u obnovljivu energiju dosegnula su rekordnih 366 milijardi dolara u 2021. godini. Očekuje se da će ta ulaganja nastaviti rasti i u nadolazećim godinama, potaknuta sve većom potražnjom za čistom energijom i poticajnim politikama.

3. Elektrifikacija prometa i grijanja

Elektrifikacija prometa i grijanja ključni je trend u tranziciji na obnovljivu energiju. Električna vozila (EV) i električne dizalice topline mogu značajno smanjiti emisije stakleničkih plinova kada se napajaju obnovljivom energijom.

Primjer: Prodaja električnih vozila brzo raste diljem svijeta, potaknuta padom troškova baterija i vladinim poticajima. Mnoge zemlje također promiču korištenje električnih dizalica topline za grijanje i hlađenje zgrada.

4. Razvoj tehnologija za skladištenje energije

Tehnologije za skladištenje energije, poput baterija i pumpno-akumulacijskih hidroelektrana, postaju sve važnije za integraciju promjenjivih obnovljivih izvora energije poput sunca i vjetra u mrežu. Skladištenje energije može pomoći u izglađivanju nestalnosti tih izvora i osigurati pouzdanu opskrbu električnom energijom.

Primjer: Hornsdale Power Reserve u Južnoj Australiji, jedan od najvećih svjetskih projekata za skladištenje baterija, pokazao je sposobnost skladištenja baterija da stabilizira mrežu i pruži usluge brzog odziva.

5. Tehnologije pametnih mreža

Tehnologije pametnih mreža, poput napredne mjerne infrastrukture (AMI) i programa odgovora na potražnju, omogućuju učinkovitije i pouzdanije upravljanje električnom mrežom. Pametne mreže mogu pomoći u integraciji distribuiranih obnovljivih izvora energije i poboljšati stabilnost mreže.

Primjer: Mnoge zemlje ulažu u infrastrukturu pametnih mreža kako bi poboljšale učinkovitost i pouzdanost mreže. Pametne mreže također mogu omogućiti potrošačima da učinkovitije upravljaju svojom potrošnjom energije i sudjeluju u programima odgovora na potražnju.

Izazovi tranzicije na obnovljivu energiju

Iako tranzicija na obnovljivu energiju nudi značajne prednosti, ona također predstavlja nekoliko izazova:

1. Nestalnost obnovljivih izvora energije

Solarna energija i energija vjetra su nestalni izvori energije, što znači da njihova proizvodnja varira ovisno o vremenskim uvjetima. Ta nestalnost može predstavljati izazove za stabilnost i pouzdanost mreže.

Rješenja: Tehnologije za skladištenje energije, pametne mreže i geografski raznoliki obnovljivi izvori energije mogu pomoći u ublažavanju nestalnosti obnovljive energije.

2. Izazovi integracije u mrežu

Integracija velikih količina obnovljive energije u postojeću električnu mrežu može biti izazovna, posebno u područjima sa zastarjelom infrastrukturom. Mrežu je potrebno nadograditi kako bi se prilagodila promjenjivoj proizvodnji obnovljivih izvora energije i osigurala pouzdana isporuka električne energije.

Rješenja: Ulaganje u nadogradnju mreže, primjena tehnologija pametnih mreža i razvoj novih strategija upravljanja mrežom mogu pomoći u rješavanju izazova integracije u mrežu.

3. Razmatranja o korištenju zemljišta

Veliki projekti obnovljivih izvora energije, poput solarnih farmi i vjetroelektrana, mogu zahtijevati značajne količine zemljišta. To može dovesti do sukoba s drugim namjenama zemljišta, poput poljoprivrede i zaštite prirode.

Rješenja: Pažljivo lociranje projekata obnovljivih izvora energije, korištenje postojeće infrastrukture i razvoj inovativnih strategija korištenja zemljišta mogu pomoći u smanjenju sukoba oko korištenja zemljišta.

4. Problemi u lancu opskrbe

Industrija obnovljivih izvora energije oslanja se na globalni lanac opskrbe za komponente poput solarnih panela, vjetroturbina i baterija. Poremećaji u lancu opskrbe, poput onih uzrokovanih trgovinskim sporovima ili prirodnim katastrofama, mogu utjecati na cijenu i dostupnost tehnologija obnovljivih izvora energije.

Rješenja: Diversifikacija lanca opskrbe, promicanje domaće proizvodnje komponenti za obnovljivu energiju i razvoj otpornih strategija lanca opskrbe mogu pomoći u ublažavanju rizika u lancu opskrbe.

5. Društveni i ekonomski utjecaji

Tranzicija na obnovljivu energiju može imati i pozitivne i negativne društvene i ekonomske utjecaje. Iako može stvoriti nova radna mjesta u sektoru obnovljive energije, također može dovesti do gubitka radnih mjesta u industriji fosilnih goriva. Važno je pažljivo upravljati tim utjecajima kako bi se osigurala pravedna i pravična tranzicija.

Rješenja: Pružanje prekvalifikacije i podrške radnicima u industriji fosilnih goriva, stvaranje novih prilika za zapošljavanje u sektoru obnovljive energije i osiguravanje da se koristi tranzicije na obnovljivu energiju pravedno dijele mogu pomoći u ublažavanju društvenih i ekonomskih utjecaja.

Prilike tranzicije na obnovljivu energiju

Tranzicija na obnovljivu energiju predstavlja brojne prilike za gospodarski rast, stvaranje radnih mjesta i održivi razvoj:

1. Gospodarski rast i stvaranje radnih mjesta

Sektor obnovljive energije je brzorastuća industrija koja stvara nova radna mjesta u proizvodnji, instalaciji, održavanju i istraživanju. Ulaganje u obnovljivu energiju može potaknuti gospodarski rast i stvoriti nove prilike za tvrtke i radnike.

Primjer: Prema IRENA-i, sektor obnovljive energije zapošljavao je više od 12 milijuna ljudi diljem svijeta u 2020. godini. Očekuje se da će taj broj nastaviti rasti kako se tranzicija na obnovljivu energiju ubrzava.

2. Energetska neovisnost i sigurnost

Obnovljivi izvori energije često su dostupni na domaćem tržištu, smanjujući ovisnost o uvezenim fosilnim gorivima i poboljšavajući energetsku sigurnost. To može zaštititi zemlje od geopolitičke nestabilnosti i volatilnosti cijena.

3. Smanjeno zagađenje zraka i poboljšano javno zdravlje

Obnovljivi izvori energije proizvode malo ili nimalo zagađenja zraka, poboljšavajući kvalitetu zraka i štiteći javno zdravlje. To može smanjiti troškove zdravstvene skrbi i poboljšati kvalitetu života ljudi diljem svijeta.

4. Održivi razvoj

Tranzicija na obnovljivu energiju ključna je za postizanje ciljeva održivog razvoja, kao što su smanjenje emisija stakleničkih plinova, poboljšanje pristupa energiji i promicanje gospodarskog rasta. Obnovljiva energija može pomoći u stvaranju održivije i pravednije budućnosti za sve.

5. Tehnološke inovacije

Tranzicija na obnovljivu energiju pokreće tehnološke inovacije u područjima kao što su skladištenje energije, pametne mreže i napredni materijali. Ta inovacija može dovesti do novih proizvoda i usluga od kojih koristi ima cijelo društvo.

Put naprijed

Tranzicija na obnovljivu energiju je složen i višestruk proces koji zahtijeva koordinirani napor vlada, tvrtki i pojedinaca. Kako bi se ubrzala tranzicija, ključno je:

• Postaviti ambiciozne ciljeve za obnovljivu energiju: Vlade bi trebale postaviti jasne i ambiciozne ciljeve za udio obnovljive energije u energetskom miksu.
• Provesti poticajne politike: Vlade bi trebale provoditi politike koje promiču primjenu obnovljive energije, kao što su feed-in tarife, porezni poticaji i cijene ugljika.
• Ulagati u mrežnu infrastrukturu: Potrebna su značajna ulaganja za nadogradnju električne mreže kako bi se prilagodila promjenjivoj proizvodnji obnovljivih izvora energije.
• Promicati tehnologije za skladištenje energije: Skladištenje energije ključno je za integraciju promjenjivih obnovljivih izvora energije u mrežu.
• Poticati inovacije: Potrebna su stalna ulaganja u istraživanje i razvoj kako bi se poboljšale performanse i učinkovitost tehnologija obnovljivih izvora energije.
• Podizati svijest: Edukacija javnosti o prednostima obnovljive energije ključna je za izgradnju podrške tranziciji.
• Poticati međunarodnu suradnju: Međunarodna suradnja potrebna je za razmjenu najboljih praksi, razvoj zajedničkih standarda i mobilizaciju financijskih sredstava za tranziciju na obnovljivu energiju.

Zaključak

Globalna tranzicija na obnovljivu energiju je u tijeku, potaknuta zabrinutošću zbog klimatskih promjena, energetske sigurnosti i zagađenja zraka. Iako izazovi ostaju, pad troškova tehnologija obnovljivih izvora energije, sve veća dostupnost skladištenja energije i rastuća podrška održivom razvoju stvaraju neviđene prilike za čišću, sigurniju i pravedniju energetsku budućnost. Prihvaćanjem obnovljive energije i provedbom poticajnih politika, svijet može prijeći na održivi energetski sustav od kojeg svi imaju koristi.