Przyszłość oparta na energii odnawialnej

Wojna w Ukrainie i jej konsekwencje dla dostaw energii na świecie, a zwłaszcza dla dostaw energii w UE, a także pogłębiające się skutki zmiany klimatu zdominowały tegoroczne nagłówki wiadomości na całym świecie. Czytaliśmy o wahaniach światowych cen energii, obawach o niedobory energii zimą i rekordowych suszach wpływających na produkcję rolną w czasie, gdy ceny żywności już rosły.

Kwestie te są ze sobą powiązane. Gdybyśmy mogli zastąpić paliwa kopalne dużą ilością energii ze źródeł odnawialnych, obniżylibyśmy ceny energii, zmniejszyliby emisje i przyszłe zagrożenia związane ze zmianą klimatu, w tym wpływ na produkcję żywności.

Odejście od przeszłości paliw kopalnych

Paliwa kopalne, takie jak ropa naftowa, gaz i węgiel, powstają z rozkładu roślin i pozostałości zwierzęcych, które w ciągu milionów lat w skorupie ziemskiej i jej warstwach przeobraziły się w obecne formy. Paliwa kopalne zawierają energię chemiczną, która podczas spalania uwalniana jest wraz z różnymi zanieczyszczeniami.

W porównaniu z energią elektryczną, która może być wytwarzana ze źródeł odnawialnych, takich jak energia słoneczna i wiatrowa, ale która jest dość trudna do magazynowania, paliwa kopalne są łatwiejsze do przechowywania i transportu do użytkowników końcowych. Infrastruktura energetyczna i technologia rozwijane od czasu rewolucji przemysłowej w dużej mierze opierają się na wykorzystaniu paliw kopalnych.

W ostatnich latach w polityce UE wyznaczono ambitne cele, aby przyspieszyć przejście na zrównoważoną energię. Zaczęły one przynosić efekty, a coraz większa część potrzeb energetycznych Europy jest zaspokajana dzięki odnawialnym źródłom energii.

W 2021 r. ponad 22% energii końcowej brutto zużywanej w UE pochodziło ze źródeł odnawialnych. Udział odnawialnych źródeł energii w koszyku energetycznym różni się jednak znacznie w poszczególnych państwach UE: w Szwecji wynosi on około 60%, w Danii, Estonii, Finlandii i na Łotwie – ponad 40%, a w Belgii, na Węgrzech, w Irlandii, Luksemburgu, na Malcie i w Niderlandach – od 10% do 15%.

Źródło: dane Eurostatu.

Niekończący się potencjał energii ze źródeł odnawialnych, ale…

Naturalne źródła, takie jak energia słoneczna, wiatrowa, energia pływów i energia geotermalna, mogą generować znacznie więcej energii niż obecnie potrzebujemy na świecie. Jednak ten potencjał nie pokrywa się z tym, co możemy obecnie osiągnąć. Jednym z wyzwań jest stworzenie wystarczającej zdolności do wychwytywania energii, na przykład światła słonecznego lub wiatru, i przekształcenia jej w możliwy do wykorzystania format, taki jak energia elektryczna. Kolejnym wyzwaniem jest możliwość transportu energii tam, gdzie jest ona potrzebna, lub magazynowania jej do późniejszego wykorzystania.

Przyszły system energetyczny musi być odporny i zdolny do przystosowania się do nieuniknionych skutków zmiany klimatu, takich jak susze, fale upałów i burze. Wraz ze wzrostem udziału energii wiatrowej i słonecznej system musi być również wystarczająco elastyczny, aby mógł dobrze funkcjonować nawet w przypadku braku wiatru lub słońca.

Elastyczny system elektroenergetyczny może zapewnić stałe dostawy energii i zmniejszyć obciążenie szczytowe. Oprócz zapewnienia różnorodności źródeł energii system ten można ulepszyć, na przykład poprzez poprawę magazynowania energii, inteligentną integrację sektorów grzewczych, transportowych i przemysłowych lub rozwiązanie problemu szczytowego zapotrzebowania dzięki dynamicznym cenom lub inteligentnym sieciom i urządzeniom.

Infografika: Ile energii w UE pochodzi ze źródeł odnawialnych?

Źródło: Portal EEA poświęcony klimatowi i energii w UE.

Projekty związane z energią wiatrową i słoneczną w całej Europie

Wiele niedawnych projektów w całej Europie zaczyna ukazywać ogromny potencjał energii ze źródeł odnawialnych. W sierpniu 2022 roku w Hiszpanii Iberdrolę uruchomiła największą elektrownię słoneczną w Europie z około 1,5 mln paneli słonecznych i o mocy 590 megawatów, która wyprodukuje wystarczającą ilość energii elektrycznej, aby zaopatrywać ponad 330 000 gospodarstw domowych.

49 turbin wiatrowych w duńskiej morskiej farmie wiatrowej Horns Reef 3 ma całkowitą moc 407 megawatów i szacuje się, że odpowiadają one rocznemu zużyciu energii elektrycznej przez około 425 000 duńskich gospodarstw domowych.

Portugalia instaluje największy w Europie pływający park słoneczny na zbiorniku Alqueva, składający się z 12 000 paneli. W kwietniu Grecja zainaugurowała farmę słoneczną o mocy 204 megawatów z panelami bifacjalnymi, które mogą zbierać światło z obu stron.

Plan REPowerEU mający na celu przyspieszenie przejścia na energię ze źródeł odnawialnych i zmniejszenie zależności od rosyjskich paliw kopalnych ma na celu wsparcie rozwoju takich projektów. Strategia UE na rzecz energii słonecznej ma podwoić moc energii słonecznej do 2025 r., a Europejska inicjatywa na rzecz dachowych paneli słonecznych wprowadziłaby obowiązek instalowania paneli fotowoltaicznych w większych budynkach publicznych i komercyjnych, a także stopniowo również w nowych budynkach mieszkalnych. Należy również przyspieszyć proces uzyskiwania zezwoleń na duże projekty w zakresie energii odnawialnej.

Co z siecią przesyłową? Co z magazynowaniem energii?

Przejście na odnawialne źródła energii to wyzwanie związane nie tylko z mocami produkcyjnymi. Elektrownie muszą być podłączone do sieci, która będzie w stanie uwzględnić rosnącą zdolność produkcyjną i dostarczyć energię użytkownikom końcowym.

Aby zapewnić niezawodną dostawę energii, promować wykorzystanie odnawialnych źródeł energii i obniżyć koszty przesyłu energii elektrycznej, w niektórych regionach zachęca się na przykład właścicieli domów lub przedsiębiorstw, by stali się producentami-konsumentami – prosumentami, którzy wywarzają energię elektryczną za pomocą paneli słonecznych, zużywają ją i zasilają sieć przesyłową.

W opublikowanym niedawno sprawozdaniu EEA stwierdzono, że europejscy prosumenci mają już wiele możliwości, które mogą przynieść korzyści ich gospodarstwom domowym, a także społeczeństwu. Dzięki inwestycji w produkcję lub magazynowanie energii prosumenci mogą zaoszczędzić własne koszty energii, przyspieszyć transformację energetyczną Europy i ograniczyć emisje gazów cieplarnianych. Ponadto można oczekiwać, że w nadchodzących latach możliwości te wzrosną dzięki lepszym i tańszym technologiom oraz nowym strategiom politycznym.

Wielu dostawców energii elektrycznej zaczęło również zachęcać gospodarstwa domowe do dostosowania zużycia energii do poziomów produkcji. Jest to możliwe w przypadku dynamicznego ustalania cen, które zależą od pory dnia i zmieniają się z godziny na godzinę. W czasach nadmiernej produkcji konsumenci mogą uzyskać prawie bezpłatną energię elektryczną, którą można wykorzystać na przykład do ładowania samochodów elektrycznych.

Czysta energia w gospodarce o obiegu zamkniętym

Produkcja większej liczby paneli słonecznych lub turbin wiatrowych nasuwa również pewne trudne pytania: czy będziemy w stanie uzyskać wystarczającą ilość minerałów wykorzystywanych w panelach słonecznych lub turbinach wiatrowych? Gdzie możemy instalować farmy wiatrowe? W jaki sposób elektrownie te wpływają na dziką faunę i florę? W jaki sposób możemy zapewnić dostępność zasobów, takich jak minerały ziem rzadkich, wykorzystywane do ich produkcji?

W analizie EEA wykazano, że wzrost odnawialnych źródeł energii złagodził wiele globalnych presji środowiskowych i klimatycznych oraz że ukierunkowane działania mogą pomóc w zminimalizowaniu pewnych negatywnych skutków, takich jak ekotoksyczność wody słodkiej i zagospodarowanie gruntów. W związku z rosnącą liczbą projektów w zakresie energii odnawialnej zasadnicze znaczenie będzie miała ocena kompromisów z siedliskami i ekosystemami.

Laboratorium Geografii Energetycznej i Przemysłowej, stworzone przez Wspólne Centrum Badawcze Komisji Europejskiej, jest nowym narzędziem służącym rozwianiu niektórych z tych obaw. Laboratorium można wykorzystać do określenia najbardziej odpowiednich obszarów docelowych dla projektów związanych z energią wiatrową i słoneczną, na przykład miejsc, na których nie ma obszarów chronionych lub znanych tras wędrówek ptaków.

Zwiększenie dostaw czystej energii elektrycznej wymaga zwiększenia mocy wytwórczych i dostosowań w infrastrukturze. Oznacza to większą liczbę paneli słonecznych i turbin wiatrowych po stronie podaży, a także lepiej połączoną inteligentną sieć i – co nader istotne – inteligentnych użytkowników, którzy zwracają uwagę na efektywność energetyczną. We wszelkich decyzjach, jakie podejmiemy, musimy wziąć pod uwagę te długoterminowe względy zrównoważonego rozwoju.