Бъдеще, основано на възобновяема енергия

Войната в Украйна и последиците от нея за енергийните доставки в световен мащаб и особено в ЕС, както и засилващите се последици от изменението на климата доминираха в заглавията на новините по света през тази година. Прочетохме за нестабилността на световните цени на енергията, за опасенията от недостиг на енергия през зимата и за рекордните суши, които засягат селскостопанското производство в момент, когато цените на хранителните продукти вече се повишават.

Тези въпроси са свързани. Ако успеем да заменим изкопаемите горива с изобилие от възобновяема енергия, ще намалим цените на енергията, ще намалим емисиите и ще намалим бъдещите рискове от изменението на климата, включително въздействието върху производството на храни.

Отдалечаване от изкопаемото минало

Изкопаемите горива, като нефт, газ и въглища, се състоят от разложени растителни и животински остатъци, които в продължение на милиони години са се превръщали в сегашните си форми в земната кора и нейните слоеве. Изкопаемите горива съдържат химическа енергия, която се отделя заедно с различни замърсители при изгарянето им.

В сравнение с електроенергията, която може да се произвежда от възобновяеми източници, като слънчева и вятърна енергия, но която е доста трудна за съхранение, изкопаемите горива са по-лесни за съхранение и транспортиране до крайните потребители. Енергийната инфраструктура и технологии, разработени след индустриалната революция, се основават до голяма степен на използването на изкопаеми горива.

През последните години в политиките на ЕС бяха поставени амбициозни цели за ускоряване на прехода към устойчива енергия. Те вече дават резултат и все по-голяма част от енергийните нужди на Европа се задоволяват от възобновяеми енергийни източници.

През 2021 г. повече от 22 % от брутната крайна енергия, консумирана в ЕС, ще бъде от възобновяеми източници. Въпреки това делът на възобновяемите енергийни източници в енергийния микс в ЕС варира значително: в Швеция той е около 60 %, в Дания, Естония, Финландия и Латвия — над 40 %, а в Белгия, Унгария, Ирландия, Люксембург, Малта и Нидерландия — между 10 % и 15 %.

Инфографика: Електроенергия от възобновяеми източници

Източник: Евростат.

Безкраен потенциал за възобновяема енергия, но...

Природните източници — като слънчева, вятърна, приливна и геотермална енергия — имат потенциала да произвеждат много повече енергия, отколкото светът се нуждае в момента. Въпреки това този потенциал не съответства на това, което можем да постигнем в момента. Едно от предизвикателствата е да се създаде достатъчен капацитет за улавяне на енергията, например на слънчевата светлина или на вятъра, и да се преобразува в използваем формат, например в електричество. Друго предизвикателство е да може да се транспортира енергията до мястото, където е необходима, или да се съхранява за по-късна употреба.

Бъдещата енергийна система трябва да бъде устойчива и приспособима към неизбежните въздействия на изменението на климата, като суши, горещини и бури. Тъй като делът на вятърната и слънчевата енергия се увеличава, системата трябва да бъде достатъчно гъвкава, за да функционира добре дори когато вятърът не духа или слънцето не грее.

Гъвкавата енергийна система може да осигури стабилни доставки на енергия и да намали пиковото потребление. Освен чрез осигуряване на разнообразие на енергийните източници системата може да бъде подобрена например чрез подобряване на съхранението на енергия, интелигентно интегриране на отоплителния, транспортния и промишления сектор или преодоляване на пиковете в търсенето чрез динамично ценообразуване или интелигентни мрежи и уреди.

Инфографика: Каква част от енергията в ЕС се произвежда от възобновяеми източници?

Източник: Порталът на ЕАОС „Климат и енергетика в ЕС“.

Вятърни и слънчеви проекти в Европа

Много скорошни проекти в Европа започват да демонстрират огромния потенциал на възобновяемата енергия. През август 2022 г. Испания включва Iberdrola — най-голямата соларна електроцентрала в Европа с около 1,5 милиона соларни панела и капацитет от 590 мегавата, която ще произвежда достатъчно електроенергия за захранване на повече от 330 000 домакинства.

49-те вятърни турбини в датския офшорен вятърен парк Horns Reef 3 са с общ капацитет от 407 мегавата и се очаква да задоволят годишното потребление на електроенергия на около 425 000 датски домакинства.

Португалия инсталира най-големия плаващ соларен парк в Европа на язовира Алкева, състоящ се от 12 000 панела. През април Гърция откри 204-мегаватова соларна ферма с двулицеви панели, които могат да събират светлина и от двете страни.

Планът REPowerEU за ускоряване на прехода към възобновяема енергия и намаляване на зависимостта от руски изкопаеми горива има за цел да стимулира такива проекти. Стратегията на ЕС за слънчевата енергия предвижда удвояване на капацитета на слънчевата енергия до 2025 г., а европейската инициатива за фотоволтаични покриви ще въведе задължение за инсталиране на слънчеви панели на по-големи обществени и търговски сгради, а постепенно и на нови жилищни сгради. Процесът на получаване на разрешителни за големи проекти за възобновяеми енергийни източници също трябва да стане по-бърз.

Какво ще кажете за мрежата? А за съхранението?

Предизвикателството при преминаването към възобновяеми източници на енергия не е само производственият капацитет. Електроцентралите трябва да бъдат свързани към мрежа, която да може да поеме нарастващия производствен капацитет и да го достави на крайните потребители.

За да се осигури надеждно електроснабдяване, да се насърчи използването на възобновяеми енергийни източници и да се намалят разходите за пренос на електроенергия, някои региони насърчават например собствениците на жилища или предприятията да станат производители-потребители (prosumers) — да произвеждат електроенергия със слънчеви панели, да потребяват част от нея и да подават излишната енергия към мрежата.

В наскоро публикуван доклад на ЕАОС се посочва, че европейските потребители производители вече разполагат с много възможности, които могат да донесат ползи за собствените им домакинства, както и за обществото. Инвестирайки в производството или съхранението на енергия, потребителите производители могат да спестят от собствените си разходи за енергия, да ускорят енергийния преход в Европа и да намалят емисиите на парникови газове. Освен това може да се очаква, че тези възможности ще се увеличат през следващите години с по-добри и по-евтини технологии и с нови политики.

Много от доставчиците на електроенергия също започнаха да насърчават домакинствата да адаптират потреблението си на енергия към нивата на производство. Това е възможно благодарение на динамичното ценообразуване, което зависи от времето на деня и се променя от час на час. В моменти на свръхпроизводство потребителите могат да получат почти безплатна електроенергия, която може да се използва например за зареждане на електрически автомобили.

Използване на ресурсите в кръговата икономика

Производството на повече слънчеви панели или вятърни турбини също повдига някои трудни въпроси: можем ли да си набавим достатъчно минерали, използвани в слънчевите панели или вятърните турбини? Къде можем да инсталираме вятърни паркове? Как тези електроцентрали влияят на дивата природа? И как да гарантираме, че ресурсите, като например редкоземните минерали, използвани за производството им, ще останат на разположение?

Анализът на ЕАОС показа, че ръстът на възобновяемите енергийни източници е намалил много от натиска върху околната среда и климата в световен мащаб и че целенасочените действия могат да помогнат за свеждане до минимум на някои неблагоприятни последици, като например екотоксичността на сладководните басейни и заемането на земя. С нарастващия брой проекти за възобновяеми енергийни източници оценката на компромисите с местообитанията и екосистемите ще бъде от съществено значение.

Лабораторията за география на енергетиката и промишлеността, разработена от Съвместния изследователски център на Европейската комисия, е нов инструмент за решаване на някои от тези проблеми. Лабораторията може да бъде използвана за определяне на най-подходящите зони за проекти за вятърна и слънчева енергия, например места, които избягват защитени зони или известни миграционни пътища на птиците.

Увеличаването на доставките на екологично чиста електроенергия изисква нарастващ производствен капацитет и корекции в инфраструктурата. Това означава повече слънчеви панели и вятърни турбини от страна на доставчиците, както и по-добре свързана интелигентна мрежа и — което е жизненоважно — интелигентни потребители, които обръщат внимание на енергийната ефективност. Всички решения, които вземаме, трябва да отчитат тези съображения за дългосрочна устойчивост.