Odnawialne źródła energii
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 i gaz ziemny.
Odnawialne źródła energii zaspokajają około 8,5% zapotrzebowania ludzkości na energię[1], z czego 6,5% zaspokaja hydroenergetyka. 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% zapotrzebowania na energię. Głównymi źródłami są: biomasa (2%), wiatr (1,1%) oraz hydroenergetyka (0,5%)[1].
Najważniejsze źródła
Ropa naftowa | Hydroenergetyka | Biopaliwa |
Węgiel | Energia jądrowa | Energia słoneczna |
Gaz ziemny | Energia wiatrowa | Energia geotermiczna |
Odnawialne źródła energii zaspokajają obecnie (2012 rok) około 8,5% światowego zapotrzebowania na energię. Najintensywniej wykorzystywanym odnawialnym źródłem energii jest energia grawitacyjna wody. W 2012 roku odpowiadała ona za 75% energii z odnawialnych źródeł. Kolejne źródła to energia wiatru (11%), energia geotermalna (6%), biomasa i biopaliwa (5,5%) oraz energia słoneczna (2%)[1].
Poniższa tabela przedstawia światowe zużycie energii z różnych źródeł w Mtoe[1]:
| Źródło energii | 2010 | 2011 | 2012 | Procent całości |
Zmiana 2012/2011 |
|---|---|---|---|---|---|
| Ropa naftowa | 4031,9 | 4081,4 | 4130,5 | 33,1% | +1,2% |
| Gaz ziemny | 2843,1 | 2914,2 | 2987,1 | 23,9% | +2,5% |
| Węgiel | 3532,0 | 3628,8 | 3730,1 | 29,9% | +2,8% |
| Energia jądrowa | 626,3 | 600,4 | 560,4 | 4,5% | -6,6% |
| Energia wodna | 778,9 | 794,7 | 831,1 | 6,7% | +4,6% |
| Pozostałe źródła odnawialne | 165,5 | 205,6 | 237,4 | 1,9% | +15,5% |
| Całkowite zużycie | 11977,8 | 12225,0 | 12476,6 | 100% | +2,1% |
W ostatnich latach intensywnie rośnie wykorzystanie energii wiatrowej i słonecznej. Poniższa tabela przedstawia całkowitą moc elektrowni wykorzystujących odnawialne źródła energii w GW[1][2][3]:
| Typ elektrowni | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 | 2012 | Wzrost 2012/2011 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Elektrownie wiatrowe | 74,1 | 94,2 | 122,2 | 160,0 | 198,7 | 239,1 | 284,2 | 18,9% |
| Elektrownie słoneczne | 7,0 | 9,6 | 15,9 | 23,3 | 40,0 | 69,9 | 100,1 | 43,4% |
| Elektrownie geotermiczne | 9,5 | 9,9 | 10,4 | 10,7 | 10,9 | 11,1 | 11,4 | 2,6% |
Dostępność
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.
Kontrowersje
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[5][6][7].
Koszty
W Niemczech w 2013 roku dotacje dla energetyki odnawialnej wyniosą ok. 20 mld euro. Obciążenie gospodarstwa domowego wyniesie z tego tytułu ok. 20 euro miesięcznie. Kwoty te są wielokrotnie wyższe od uprzednio prognozowanych przez rząd[8]. Konsekwencją jest m.in. wzrost wykorzystania kominków do ogrzewania domów[6].
Dopłaty do energetyki paliw kopalnych są 6 razy większe od dopłat do energii odnawialnej[9], jednak te drugie dostarczają 15-krotnie mniej energii[10].
Drewno jako biomasa
W Unii Europejskiej najintensywniej wykorzystywanym biopaliwem jest drewno współspalane w elektrowniach: w niektórych krajach (Polska, Finlandia) stanowi ponad 80% biopaliw. Jest ona w większości importowana spoza Europy, co budzi krytykę ze względu na wysokie koszty oraz emisje CO2[7].
Energia jądrowa a odnawialne źródła energii
Energia jądrowa zwykle nie jest zaliczana do odnawialnych źródeł energii[11]. Rozróżnienie to nie jest jednak ścisłe. Przykładowo Amerykański Instytut Naftowy zalicza reaktory powielające, które produkują więcej paliwa niż zużywają, do odnawialnych źródeł energii[12]. Podobnie Komisja Brundtland w raporcie opublikowanym w 1987 roku zaliczyła reaktory powielające oraz przyszłe reaktory fuzyjne do odnawialnych źródeł[13].
Zaliczenie to wynika z faktu, że podobnie jak przy innych odnawialnych źródłach energii, wykorzystywanie reaktorów powielających nie spowodowałoby wyczerpania się zasobów nawet w ciągu milionów lat. 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.
Odnawialne źródła energii w Polsce
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.[14] 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)[15].
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.[16] 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[17].
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 [[Aukcja holenderska|aukcji holenderskich]], w których wyłaniany jest inwestor otrzymujący wsparcie).
Zobacz też
- Kolektor słoneczny
- Fotowoltaika
- Energia wodna - Elektrownia wodna - Mała elektrownia wodna - Derywacyjne elektrownie wodne
- Konwersja fotochemiczna - Sztuczna fotosynteza
- Elektrownia - Energetyka - Paliwa kopalne
- Elektrownie wiatrowe w Polsce
- Stowarzyszenie Energii Odnawialnej
- Peak Oil
- Zrównoważony rozwój
- ↑ a b c d e f BP Statistical World Energy Review 2013. , 2013. BP. [dostęp 2013-06-13].
- ↑ World Market recovers and sets a new record: 42 GW of new capacity in 2011, total at 239 GW. 7 lutego 2012. [dostęp 15 lutego 2012]. (ang.).
- ↑ GWEC Global Wind Statistics 2012. Global Wind Energy Commission. [dostęp 2013-03-01]. (ang.).
- ↑ Energy flow charts. Global Climate & Energy Project. [dostęp 9 lutego 2012]. (ang.).
- ↑ Ruth Lea: Electricity Costs: The folly of wind-power. Civitas, 6 stycznia 2011. [dostęp 15 lutego 2012]. (ang.).
- ↑ a b Niemcy: zielona rewolucja okazała się za droga. Forsal, 2013.
- ↑ a b Drewno – paliwo przyszłości, naprawdę?. The Economist, 2013.
- ↑ Szok w Niemczech w związku z kosztami zielonej energii. WNP.pl, 2012.
- ↑ Dopłaty do ropy wyższe niż do wiatraków
- ↑ http://www.eia.doe.gov/pub/international/iealf/table18.xls
- ↑ Renewable Energy Basics. NREL. [dostęp 2013-06-28]. (ang.).
- ↑ Key Characteristics of Nonrenewable Energy Resources. (ang.).
- ↑ Gro Harlem Brundtland: Chapter 7: Energy: Choices for Environment and Development. [w:] Our Common Future: Report of the World Commission on Environment and Development [on-line]. 1987-03-20. [dostęp 2013-03-27]. (ang.).
- ↑ Dz.U. z 2005 r. nr 261, poz. 2187
- ↑ Dz.U. z 2006 r. nr 205, poz. 1510
- ↑ Dz.U. z 2012 r. poz. 1229
- ↑ http://www.res.evenea.pl
Bibliografia
- 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.