mały|Logo OZE zaproponowane przez Melanie Maecker-Tursun Odnawialne źródła energii (OZE) – źródła energii, których wykorzystywanie nie wiąże się z długotrwałym ich deficytem, ponieważ ich zasób odnawia się w relatywnie krótkim czasie (surowce odnawialne). Takimi źródłami są słońce, wiatr, woda (rzeki, pływy i fale morskie), a także energia jądrowa w zamkniętym cyklu paliwowym, biomasa, biogaz, biopłyny oraz biopaliwaUstawa o odnawialnych źródłach energii (). Do energii odnawialnej zalicza się również ciepło pozyskane z ziemi (energia geotermalna), powietrza (energia aerotermalna), wody (energia hydrotermalna).
Przeciwieństwem źródeł odnawialnych są nieodnawialne źródła energii, czyli źródła, których zasoby odtwarzają się bardzo powoli bądź wcale: ropa naftowa, węgiel, gaz ziemny i uran pozyskiwany z kopalinW opracowaniu są metody pozyskiwania uranu z wody morskiej, co w połączeniu z cyklem uzupełniania uranu w tejże wodzie ze skał może spełniać kryteria odnawialności.. mały|Wiatr, promieniowanie słoneczne i biomasa są przykładami odnawialnych źródeł energii __SPIS__ Odnawialne źródła energii zaspokajały w 2019 roku 17,7% zapotrzebowania ludzkości na energię (według REN21, w tym uwzględniono 6,5% zużycia przez tradycyjne opalanie drewnem i innego typu biomasą, oraz 11,2% – nowoczesne technologie OZE), podczas gdy zgodnie z metodologią BP w 2018 roku wskaźnik ten wyniósł 10,9% (firma ta pomija tradycyjne opalanie drewnem i inną biomasą).
Na początku XXI wieku światowe inwestycje w odnawialne źródła energii rosły w sposób wykładniczy. Było 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 około 80% energii dla ludzkościWedług metodologii REN21 w 2019 roku 80,2%, według metodologii BP 84,7% w 2018 roku.: 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 w 2022 roku według GUS odnawialne źródła energii zaspokajały 16,81% zapotrzebowania na energię.
Najważniejsze źródła
Według metodologii BPBP pomija tradycyjne opalanie drewnem i inną biomasą. najintensywniej wykorzystywanym odnawialnym źródłem energii jest energia grawitacyjna wody. W 2018 roku odpowiadała ona za 62,8% energii z odnawialnych źródeł. Kolejne źródła to energia wiatru (19,0%), energia słoneczna (8,8%), biopaliwa (6,3%) oraz energia geotermalna. Według REN21 tradycyjne opalanie drewnem i innego typu biomasą dostarcza podobną ilość energii, co hydroenergetyka.
+ Światowe zużycie energii z różnych źródeł w Mtoe z pominięciem tradycyjnego opalania drewnem i podobnych (metodologia BP). Odnawialne źródła energii wyróżniono zielonym tłem Źródło energii 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2021 2022 Udziałw 2022 r. Ropa naftowa 4201,9 4245,7 4297,8 4350,3 4385,3 4465,8 4548,3 4607,0 4662,1 4610,5 4415 4555 31,5% Węgiel 3610,1 3782,5 3797,2 3867,0 3864,2 3769,0 3710,0 3718,4 3772,1 3770,0 3832 3857 26,7% Gaz ziemny 2714,3 2780,1 2852,6 2897,5 2917,1 2980,6 3052,6 3141,9 3309,4 3378,5 3497 3389 23,4% Energia jądrowa 626,2 600,0 559,5 563,8 574,9 582,8 591,8 597,1 611,3 595,3 605 576 4% Energia wodna 776,8 791,8 829,7 858,3 878,7 878,9 909,1 919,9 948,8 899,4 965 972 6,7% Pozostałe odnawialne 170,6 203,6 238,8 282,5 319,5 368,5 416,8 490,2 561,3 692,1 955 1079 7,5% Całkowite zużycie 12099,9 12403,7 12575,5 12819,4 12939,8 13045,6 13228,6 13474,6 13864,9 13946,0 14296 14427 100%
+ Całkowita moc elektrowni wykorzystujących odnawialne źródła energii w GW oraz moc termiczna instalacji konwersji fototermicznej (głównie kolektory słoneczne). Typelektrowni/ instalacji 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 Wiatrowe 198 238 283 319 370 433 488 540 591 650 743 824 899 Słonecznefotowoltaiczne (PV) 39 70 100 138 178 228 305 407 512 621 760 861 1023 Geotermalne 10,0 10,1 10,5 10,7 11,2 11,8 12,3 12,7 13,3 13,9 14,1 Fototermiczne(kolektory) 242 285 330 374 409 435 456 472 482 478 501 mały|upright|Teoretycznie dostępna energia źródeł odnawialnych w porównaniu ze światowym zapotrzebowaniem sprzed kilku lat, gdy wynosiło 15 TW
Dostępność Najobfitszym źródłem energii odnawialnej jest energia słoneczna. Do powierzchni Ziemi dociera 86 petawatów mocy, czyli około 5000 razy więcej, niż wynosi zapotrzebowanie ludzkości (około 18 terawatów [575 EJ/rok] w 2015 roku według U.S. Energy Information Administration). Około 1% tej mocy zamienia się w moc wiatrów, co oznacza, że sumaryczna moc wiatrów wynosi około 870 terawatów (prawie 50 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 40% światowego zapotrzebowania). Energia geotermalna ma inne źródło – jest generowana przez rozpad radioaktywnych izotopów we wnętrzu Ziemi. Jej moc szacowana jest na około 32 TW.
Duży wpływ na wykorzystanie odnawialnych źródeł energii ma ich koncentracja. Choć najobfitszym źródłem energii jest energia słoneczna, jest ona też najbardziej rozproszona. 1 m² 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 + Inwestycje w odnawialne źródła energii (bez dużej energetyki wodnej) w wybranych regionach w miliardach dolarów rocznie Kraj/Region 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 Europa 106,7 127,6 89,0 52,2 63,6 58,5 64,9 46,3 59,3 54,0 81,8 79,7 26,1 44,2 35,0 29,1 31,6 37,6 40,8 45,7 42,8 61,7 49,3 46,7 6,4 9,7 7,6 3,4 5,4 6,7 5,1 6,0 3,9 7,1 8,7 11,6 Ameryka Pn i Pdbez USA i Brazylii 11,1 9,1 10,0 12,0 14,6 11,5 6,6 13,1 9,8 13,5 9,1 9,7 34,8 39,5 53,9 60,6 86,2 115,8 100,7 140,9 94,4 95,0 83,6 137 6,3 11,2 6,4 4,7 6,1 7,5 12,9 13,5 10,7 9,7 6,2 11,3 Azja i Oceaniabez Chin i Indii 15,0 20,2 27,1 41,1 50,8 48,0 38,2 37,2 45,4 45,3 51,2 56,8 Afryka Północna i Bliski Wschód 2,2 2,1 3,3 2,2 5,6 6,0 5,2 8,3 10,0 8,9 10,9 12,8 Afryka Subsaharyjska 2,0 1,3 6,6 5,0 3,2 5,4 2,6 2,4 6,9 3,3 2,8 213 265 240 212 265 300 280 315 280 282 304 366
Koszty 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.
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 odnawialnejDopłaty do ropy wyższe niż do wiatraków., jednak te drugie dostarczały 15-krotnie mniej energii. 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 miały wynieść ok. 20 mld euro. Obciążenie gospodarstwa domowego z tego tytułu to 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). Konsekwencją jest m.in. wzrost wykorzystania kominków do ogrzewania domów. 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, ale inwestycją publiczną w produkcję czystej energii, poprawiającą stan zdrowia ludzi i stan środowiska. 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
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. Jednak analizy CBA wskazują na liczne korzyści przewyższające koszty początkowego wsparcia rozwoju OZEIncreasing Renewables: Costs and Benefits. (stopniowo obniżanego w przeliczeniu na jednostkę wyprodukowanej energii), np. zdrowotne czy ekologiczne (m.in. ograniczenie zanieczyszczeń) oraz ekonomiczne (m.in. ograniczenie importu surowców energetycznych, tworzenie milionów nowych miejsc pracy) oraz ograniczanie emisji gazów cieplarnianych.
Współspalanie – drewno jako biomasa 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 OZEG. Wiśniewski, IEO: współspalanie zniszczyło system wsparcia OZE., organizacje ekologicznePowiedz premierom Donaldowi Tuskowi i Waldemarowi Pawlakowi żeby przerwali oszustwo jakim jest współspalanie biomasy z węglem.Współspalanie, czyli pomieszanie z poplątaniem za nasze (BARDZO DUŻE) pieniądze. oraz partie: Zielonych i Twój Ruch. Biomasa do współspalania jest w większości importowana spoza Europy, co budzi krytykę ze względu na wysokie koszty oraz emisje CO2.
Energia jądrowa a odnawialne źródła energii Energia jądrowa, ze względu na wykorzystanie nieodnawialnego paliwa jakim jest uran, co do zasady nie jest formalnie klasyfikowana jako źródło odnawialne. Wyjątkiem jest energia jądrowa produkowana w zamkniętym cyklu paliwowym obejmującym recykling odpadów jądrowych w reaktorach typu FBR (reaktor prędki powielający). Obecnie w cyklu zamkniętym produkowana jest m.in. energia jądrowa w Rosji (reaktory BN-600 i BN-800). Energia jądrowa nie jest formalnie zaliczana do odnawialnych źródeł energii przez instytucje publiczne, m.in. przez Międzynarodową Agencję Energii, Unię Europejską. Wynika to z niewielkiego rozpowszechnienia technologii reaktorów powielających.
Energia jądrowa jest równocześnie źródłem niskoemisyjnym (mediana 12 gCO2eq/kWh wg IPCC) i charakteryzuje się bardzo wysoką gęstością energetyczną, co skutkuje niewielkim wykorzystaniem paliwa oraz powierzchni lądu. Opublikowany w 2021 roku raport Joint Research Centre Komisji Europejskiej na temat możliwości włączenia energii jądrowej do europejskiej taksonomii odnawialnych źródeł energii stwierdził: