Odnawialne źródła energii

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
(Przekierowano z Energia odnawialna)
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Wiatr, promieniowanie słoneczne i biomasa są przykładami odnawialnych źródeł energii.
Energia odnawialna
Wind Turbine
Energia wodna
Energia geotermalna
Energia prądów morskich, pływów i falowania
Energia słoneczna
Energia wiatru
Biopaliwo
Biomasa
Biogaz
Energia cieplna oceanu

Odnawialne źródła energii – źródła energii, których wykorzystywanie nie wiąże się z długotrwałym ich deficytem, ponieważ ich zasób odnawia się w krótkim czasie. Takimi źródłami są między innymi wiatr, promieniowanie słoneczne, opady, pływy morskie, fale morskie i geotermia. Przeciwieństwem ich są nieodnawialne źródła energii, czyli źródła, których zasoby odtwarzają się bardzo powoli bądź wcale: ropa naftowa, węgiel, gaz ziemny i uran.

Odnawialne źródła energii zaspokajały w 2013 roku 8,9% zapotrzebowania ludzkości na energię według BP[1], a według EIA – 11%[2], podczas gdy zgodnie z metodologią REN21, uwzględniającą dodatkowo ok. 9% użycia przez tradycyjne opalanie drewnem i innego typu biomasą, wskaźnik ten wyniósł 19%[3]. Od początku XXI wieku światowe inwestycje w odnawialne źródła energii rosną w sposób wykładniczy. Jest to spowodowane z jednej strony spadkiem ich cen, a z drugiej strony dopłatami wprowadzanymi przez wiele państw. Inwestycje te są przedmiotem toczącej się debaty. Zwolennicy odnawialnych źródeł energii wskazują na problemy związane ze spalaniem paliw kopalnych, stanowiących źródło ponad 85% energii dla ludzkości: zanieczyszczenie środowiska, globalne ocieplenie i wyczerpywanie się zasobów. Ich przeciwnicy wskazują na wysokie koszty, niestabilność produkowanej energii, dodatkowe koszty ekologiczne i wątpliwy wpływ na zużycie paliw kopalnych.

W Polsce odnawialne źródła energii zaspokajają około 4,2% zapotrzebowania na energię. Głównymi źródłami są: biomasa (2%), wiatr (1,4%) oraz hydroenergetyka (0,6%)[1].

Najważniejsze źródła[edytuj | edytuj kod]

Wykorzystanie różnych źródeł energii przez ludzkość w latach 2000-2013 w Mtoe (przedstawione w skali logarytmicznej) i wykres trendu do roku 2020[1].

     Ropa naftowa

     Hydroenergetyka

     Biopaliwa

     Węgiel

     Energia jądrowa

     Energia słoneczna

     Gaz ziemny

     Energia wiatrowa

     Energia geotermiczna

Najintensywniej wykorzystywanym odnawialnym źródłem energii jest energia grawitacyjna wody. W 2013 roku odpowiadała ona za 71% energii z odnawialnych źródeł. Kolejne źródła to energia wiatru (12%), biomasa i biopaliwa (7,7%), energia słoneczna (2,4%)[1] oraz energia geotermalna (1,4%). Obecne trendy wskazują, że do 2020 roku energia wiatrowa i słoneczna będą produkowały podobną ilość energii co hydroenergetyka, a udział energii odnawialnej przekroczy 20%[1].

Poniższa tabela przedstawia światowe zużycie energii z różnych źródeł w Mtoe (metodologia BP)[1].

Źródło energii 2010 2011 2012 2013 Procent
całości
Zmiana
2013/2012
Ropa naftowa 4031,9 4081,4 4138,9 4185,1 32,9% +1,1%
Węgiel 3532,0 3628,8 3723,7 3826,7 30,1% +2,8%
Gaz ziemny 2843,1 2914,2 2986,3 3020,4 23,7% +1,1%
Energia jądrowa 626,3 600,4 559,9 563,2 4,4% +0,6%
Energia wodna 778,9 794,7 833,6 855,8 6,7% +2,7%
Pozostałe źródła odnawialne 165,5 205,6 240,8 279,3 2,2% +16,0%
Całkowite zużycie 11977,8 12225,0 12483,2 12730,4 100% +2,0%
Wykres w skali logarytmicznej pokazujący wykładniczy wzrost wykorzystania energii wiatrowej i słonecznej na świecie w latach 1996-2012. Zainstalowana moc podana jest w GW. Energia wiatrowa zaznaczona na niebiesko, słoneczna na żółto, geotermiczna na czerwono.

W ostatnich latach intensywnie rośnie wykorzystanie energii wiatrowej i słonecznej. Poniższa tabela przedstawia całkowitą moc elektrowni wykorzystujących odnawialne źródła energii w GW[1][4][5]:

Typ elektrowni 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 Wzrost
2013/2012
Elektrownie wiatrowe 74,1 94,2 122,2 160,0 197,7 239,0 284,5 319,9 12,4%
Elektrownie słoneczne 6,6 9,3 16,2 24,3 41,3 71,2 102,1 139,6 36,8%
Elektrownie geotermiczne 9,5 9,9 10,4 10,7 10,9 11,1 11,4 11,7 3,1%

Dostępność[edytuj | edytuj kod]

Teoretycznie dostępna energia źródeł odnawialnych w porównaniu z aktualnym światowym zapotrzebowaniem[6].

Najobfitszym źródłem energii odnawialnej jest energia słoneczna. Do powierzchni Ziemi dociera 89 petawatów mocy, czyli około 6000 razy więcej niż wynosi zapotrzebowanie ludzkości (około 15 terawatów). Około 1% tej mocy zamienia się w moc wiatrów, co oznacza sumaryczna moc wiatrów sięga 900 terawatów (60 razy więcej niż zapotrzebowanie ludzkości). Część mocy wywołuje parowanie wody, która następnie spada na Ziemię w postaci opadów i tworzy rzeki. Moc rzek którą można wykorzystać do generowania energii jest szacowana na 7,2 terawata (około 50% światowego zapotrzebowania). Energia geotermalna ma inne źródło − jest generowana przez rozpad radioaktywnych izotopów we wnętrzu Ziemi. Jej moc szacowana jest na około 46 TW.

Duży wpływ na wykorzystanie odnawialnych źródeł energii ma ich koncentracja. Choć najobfitszym źródłem energii jest energia słoneczna, jest ona też najbardziej rozproszona. 1m² oświetlony słońcem w zenicie może otrzymać maksymalnie około 1 kilowata. Energia wiatru może być bardziej skoncentrowana: pojedyncza turbina wiatrowa może mieć moc kilku megawatów. Elektrownie wodne, wykorzystujące wodę spływającą z dużego obszaru mogą wytwarzać moc rzędu gigawatów.

Inwestycje[edytuj | edytuj kod]

Poniższa tabela przedstawia inwestycje w odnawialne źródła energii w wybranych regionach w miliardach dolarów rocznie[7]:

Kraj/Region 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 Zmiana
2013/2012
 Stany Zjednoczone 5,5 11,7 28,2 33,6 35,9 23,5 34,7 53,4 39,7 35,8 -10%
 Unia Europejska 19,7 29,4 39,1 61,8 73,4 75,3 102,4 114,8 86,4 48,4 -44%
 Chiny 2,4 5,8 10,1 15,8 24,9 37,1 36,7 51,9 59,6 56,3 -5%
 Indie 2,5 2,9 4,4 6,3 5,4 4,2 8,7 12,6 7,2 6,1 -15%
 świat 39,5 64,5 99,6 145,9 171,2 168,4 226,7 279,4 249,5 214,4 -14%

Koszty[edytuj | edytuj kod]

Mimo że odnawialne źródła energii takie, jak woda, wiatr czy słońce, są dostępne do wykorzystania za darmo, do końca XX wieku wykorzystanie ich było znacznie droższe od spalania paliw kopalnych. Rozwój technologii i zwiększenie skali ich wykorzystania spowodowało jednak stopniowy spadek cen. Od początku XXI wieku wiele państw zaczęło wprowadzać subwencje na energetykę odnawialną, co przyczyniło się do gwałtownego rozwoju tej branży i dalszego spadku cen[8][9].

Określenie opłacalności energetyki odnawialnej oraz energetyki opartej na nieodnawialnych źródłach jest skomplikowane, ponieważ każdy typ energii jest obecnie dotowany na różne sposoby. Dopłaty do energetyki paliw kopalnych na świecie w 2010 roku były 6 razy wyższe od dopłat do energii odnawialnej[10], jednak te drugie dostarczają 15-krotnie mniej energii[11]. Zwolennicy odnawialnych źródeł wskazują, że przy analizie kosztów energii odnawialnej należy także uwzględniać korzyści środowiskowe i zdrowotne wynikające z ich zastosowania (np. w postaci ograniczenia emisji zanieczyszczeń) w stosunku do pozyskiwania energii z paliw kopalnych.

W 2013 roku w Niemczech dotacje dla energetyki odnawialnej wyniosą ok. 20 mld euro. Obciążenie gospodarstwa domowego wyniesie z tego tytułu ok. 15-20 euro miesięcznie, przy czym z tej kwoty 6,5 euro/mies. to koszty wsparcia producentów "zielonej" energii. Kwoty te są wielokrotnie wyższe od uprzednio prognozowanych przez rząd - co wynika z bardziej dynamicznego rozwoju energetyki solarnej w tym kraju a ten wynika m.in. ze spadku cen paneli słonecznych (więcej paneli=więcej dopłat)[12][13]. Konsekwencją jest m.in. wzrost wykorzystania kominków do ogrzewania domów[14]. Oficjalne wyliczenia m.in. rządowej Agencji ds. Energii Odnawialnych RFN wskazują, że poziom publicznego wsparcia dla OZE jest znacząco niższy od korzyści (finansowych czy zdrowotnych i ekologicznych) dzięki nim uzyskanych. W sensie ekonomicznym publiczny program wsparcia OZE nie jest zatem jego subwencjonowaniem a inwestycją publiczną w produkcję czystej energii, poprawiającą stan zdrowia ludzi i stan środowiska[15]. Wynika to z faktu, że każda wyprodukowana kilowatogodzina czy kilodżul energii z OZE zastępująca energię z nieodnawialnych źródeł energii poprawia m.in. stan zdrowia społeczeństwa oraz zmniejsza poziom kosztownych zanieczyszczeń środowiska.

Kontrowersje[edytuj | edytuj kod]

Rozwój energetyki odnawialnej wzbudza szereg kontrowersji. Krytycy wskazują na wysokie koszty inwestycji, konieczność wspierania elektrowni wiatrowych i słonecznych przez tradycyjne elektrownie, zagrożenia ekologiczne i zdrowotne oraz wątpliwy wpływ na całkowitą emisję CO2[16][14][17]. Jednak analizy CBA wskazują na liczne korzyści przewyższające koszty początkowego wsparcia rozwoju OZE[18] (stopniowo obniżanego w przeliczeniu na jednostkę wyprodukowanej energii), np. zdrowotne czy ekologiczne (m.in. ograniczenie zanieczyszczeń)[19] oraz ekonomiczne (m.in. ograniczenie importu surowców energetycznych, tworzenie milionów nowych miejsc pracy)[20][21][22] oraz ograniczanie emisji gazów cieplarnianych[23].

Współspalanie - drewno jako biomasa[edytuj | edytuj kod]

W Unii Europejskiej najintensywniej wykorzystywanym biopaliwem jest drewno dodawane do węgla w elektrowniach węglowych, należących głównie do największych koncernów energetycznych: w niektórych krajach (Polska, Finlandia) stanowi ponad 80% energii odnawialnej. Współspalanie jest intensywnie krytykowane przez sektor OZE[24], organizacje ekologiczne[25][26] oraz partie: Zielonych i Twój Ruch[27][28]. Biomasa do współspalania jest w większości importowana spoza Europy, co budzi krytykę ze względu na wysokie koszty oraz emisje CO2[17].

Energia jądrowa a odnawialne źródła energii[edytuj | edytuj kod]

Energia jądrowa nie jest zaliczana do odnawialnych źródeł energii przez instytucje publiczne m.in. przez Międzynarodową Agencję Energii, Unię Europejską[29][30][31]. Rozróżnienie to nie jest jednak ścisłe. Przykładowo korporacyjny Amerykański Instytut Naftowy opisuje reaktory powielające, które produkują więcej paliwa niż zużywają, jako uważane za odnawialne źródło energii[32]. Podobnie Komisja Brundtland w raporcie opublikowanym w 1987 roku zaliczyła reaktory powielające oraz przyszłe reaktory fuzyjne do odnawialnych źródeł[33].

Zaliczenie to wynika z faktu, że podobnie jak przy innych odnawialnych źródłach energii, wykorzystywanie reaktorów powielających (takich jak działający od 1980 roku BN-600 w elektrowni w Biełojarsku[34]) nie spowodowałoby wyczerpania się zasobów nawet w ciągu milionów lat[35]. Ponadto faktycznym źródłem energii odnawialnych jest synteza termojądrowa (zachodząca w Słońcu), bądź rozpady radioaktywne (zachodzące we wnętrzu Ziemi). Rozróżnienie na energię jądrową i odnawialną nie może być więc ścisłe[36][37], choć taki precyzyjny podział, wskazujący, że energetyka jądrowa jest nieodnawialnym źródłem energii, obowiązuje w systemach prawnych m.in. Polski i Unii Europejskiej oraz krajów należących do Międzynarodowej Agencji Energetycznej.

Odnawialne źródła energii w Polsce[edytuj | edytuj kod]

W Ustawie Prawo energetyczne odnawialne źródła energii zdefiniowano jako „źródła wykorzystujące w procesie przetwarzania energię wiatru, promieniowania słonecznego, geotermalną, fal, prądów i pływów morskich, spadku rzek oraz energię pozyskiwaną z biomasy, biogazu wysypiskowego, a także z biogazu powstałego w procesach odprowadzania lub oczyszczania ścieków albo rozkładu składowanych szczątek roślinnych i zwierzęcych”.

W Polsce nałożono obowiązek zakupu energii z odnawialnych źródeł energii o czym mówi rozporządzenie ministra gospodarki z dnia 19 grudnia 2005 r. (Dz.U. z 2005 nr 261 poz. 2187)[38]. W rozporządzeniu podane zostały wielkości wzrostu udziału energii ze źródeł odnawialnych w zakresie od 2,65% w 2003 r. do 9% w 2010 roku. W 2006 r. przyjęto nowelizację ustawy, ustalając nowy poziom 10,4% w 2010 r (Dz.U. 2006 nr 205 poz. 1510)[39].

W 2010 r. przyjęto nowelizację ustawy prawo energetyczne (Dz.U. 2010 nr 21, poz. 104)[40] oraz nowe rozporządzenie (Dz.U. z 2010 nr 34, poz. 182)[41].

27 lipca 2012 ogłoszona została trzecia wersja prawa o OZE, która całościowo ma regulować sprawy związane z energetyką odnawialną w Polsce. Ustawa wychodzi naprzeciw przepisom unijnym dotyczącym zielonej energetyki i obliguje Polskę do większego wsparcia tej gałęzi przemysłu. Planowano wejście w życie ustawy 1 stycznia 2013.[42] Termin ten nie został jednak dotrzymany.

26 listopada 2012 w Sejmie odbyło się wysłuchanie obywatelskie na temat wdrożenia dyrektywy UE dotyczącej odnawialnych źródeł energii. Udział wzięli parlamentarzyści, eksperci i przedsiębiorcy związani z sektorem OZE[43].

Od połowy 2013 roku prowadzone są prace nad kolejną wersją ustawy o odnawialnych źródłach energii, która zawierać ma nowy system wsparcia w postaci aukcji OZE (przetargów w formie aukcji holenderskich, w których wyłaniany jest inwestor otrzymujący wsparcie)[44].

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Wikiquote-logo.svg
Zobacz w Wikicytatach kolekcję cytatów
o odnawialnych źródłach energii

Przypisy

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 BP Statistical World Energy Review 2014. , 16 czerwca 2014. koncern British Petroleum (ang.). [dostęp 16 czerwca 2014]. 
  2. How much of world energy consumption and electricity generation is from renewable energy? (ang.). U.S. Energy Information Administration, 13 czerwca 2014. [dostęp 22 października 2014].
  3. Renewables 2014 Global Status Report (ang.). Renewable Energy Policy Network for the 21st Century. [dostęp 22 października 2014].
  4. WWEC2014: Key Statistics of World Wind Energy Report published (ang.). 8 kwietnia 2014. [dostęp 3 czerwca 2014].
  5. EPIA: Market Report 2013 (ang.). [dostęp 3 czerwca 2014].
  6. Energy flow charts (ang.). Global Climate & Energy Project. [dostęp 9 lutego 2012].
  7. Global Trends in Renewable Energy Investment 2014 (ang.). 2014. [dostęp 20 października 2014].
  8. Energia będzie tanieć
  9. Pomimo zamieszania na rynku, panele wciąż tanieją
  10. Dopłaty do ropy wyższe niż do wiatraków
  11. World Consumption of Primary Energy by Energy Type and Selected Country Groups. (ang.). 
  12. Ile Niemcy rzeczywiście dopłacą do OZE w 2013 r.?
  13. Szok w Niemczech w związku z kosztami zielonej energii. WNP.pl, 2012.
  14. 14,0 14,1 Niemcy: zielona rewolucja okazała się za droga. Forsal, 2013.
  15. Volkswirtschaftlicher Nutzen, Deutschlands Informationsportal zu Erneuerbaren Energien
  16. Ruth Lea: Electricity Costs: The folly of wind-power (ang.). Civitas, 6 stycznia 2011. [dostęp 15 lutego 2012].
  17. 17,0 17,1 Drewno – paliwo przyszłości, naprawdę?. The Economist, 2013.
  18. Increasing Renewables: Costs and Benefits
  19. Renewable energies are good business
  20. Green jobs and social impacts
  21. Renewable Energies: 378,000 Jobs in 2012
  22. Stromerzeugung aus Solar- und Windenergie im Jahr 2013
  23. [1]
  24. G. Wiśniewski, IEO: współspalanie zniszczyło system wsparcia OZE
  25. Powiedz premierom Donaldowi Tuskowi i Waldemarowi Pawlakowi żeby przerwali oszustwo jakim jest współspalanie biomasy z węglem.
  26. Współspalanie, czyli pomieszanie z poplątaniem za nasze (BARDZO DUŻE) pieniądze
  27. Zieloni i Ruch Palikota: Stop współspalaniu, rządowa ustawa o OZE do kosza!
  28. Nabici w  biomasę
  29. Renewable Energy Basics (ang.). NREL. [dostęp 2013-06-28].
  30. Report from the commission to the European parliament, the council, the European economic and social committee and the committee of the regions (ang.). EUR-Lex. [dostęp 2013-09-02].
  31. Renewable energy (ang.). Międzynarodowa Agencja Energetyczna. [dostęp 2013-09-02].
  32. Key Characteristics of Nonrenewable Energy Resources (ang.).
  33. Gro Harlem Brundtland: Chapter 7: Energy: Choices for Environment and Development (ang.). W: Our Common Future: Report of the World Commission on Environment and Development [on-line]. 1987-03-20. [dostęp 2013-03-27].
  34. Beloyarsk Nuclear Power Plant (ang.). 2006-02-23. [dostęp 2013-11-15].
  35. Bernard L. Cohen. Breeder reactors: A renewable energy source. „American Journal of Physics”. 51 (1), s. 75–76, 1983-01. doi:10.1119/1.13440. Bibcode1983AmJPh..51...75C (ang.). [dostęp 2013-09-02]. 
  36. Our Energy Sources: The Sun (ang.). National Academies. [dostęp 2013-09-02].
  37. Rhett Allain: What Are the Sources of the Energy Sources? (ang.). Wired, 2011-09-05. [dostęp 2013-09-02].
  38. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 19 grudnia 2005 r. w sprawie szczegółowego zakresu obowiązków uzyskania i przedstawienia do umorzenia świadectw pochodzenia, uiszczenia opłaty zastępczej oraz zakupu energii elektrycznej i ciepła wytworzonych w odnawialnych źródłach energii (Dz. U. z 2005 r. Nr 261, poz. 2187)
  39. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 3 listopada 2006 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie szczegółowego zakresu obowiązków uzyskania i przedstawienia do umorzenia świadectw pochodzenia, uiszczenia opłaty zastępczej oraz zakupu energii elektrycznej i ciepła wytworzonych w odnawialnych źródłach energii (Dz. U. z 2006 r. Nr 205, poz. 1510)
  40. Ustawa z dnia 8 stycznia 2010 r. o zmianie ustawy - Prawo energetyczne oraz o zmianie niektórych innych ustaw (Dz. U. z 2010 r. Nr 21, poz. 104)
  41. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 23 lutego 2010 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie szczegółowego zakresu obowiązków uzyskania i przedstawienia do umorzenia świadectw pochodzenia, uiszczenia opłaty zastępczej, zakupu energii elektrycznej i ciepła wytworzonych w odnawialnych źródłach energii oraz obowiązku potwierdzania danych dotyczących ilości energii elektrycznej wytworzonej w odnawialnym źródle energii (Dz. U. z 2010 r. Nr 34, poz. 182)
  42. Dz. U. z 2012 r. Nr 0, poz. 1229
  43. Evenea: Wdrożenie dyrektywy UE dot. odnawialnych źródeł energii w Polsce. [dostęp 2013-09-02].
  44. Rząd przycina wsparcie "zielonej" energetyki

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

  • Joanna Krzeminska. Are Support Schemes for Renewable Energies Compatible with Competition Objectives? An Assessment of National and Community Rules. „Yearbook of European Environmental Law”. Volume VII, s. 125, November 2007. Oxford University Press. 

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]