Сучасні виклики, такі як загроза глобального потепління, вичерпність викопних палив та інші змушують країни світу суттєво змінювати структуру енергетичного сектору. Наразі можна спостерігати дві основні тенденції – заміну традиційних енергоносіїв відновлюваними джерелами енергії (ВДЕ) та скорочення загального енергоспоживання за рахунок впровадження енергоефективних технологій та заходів. Все більше країн розробляють і реалізують плани та стратегії для значного, в межах 50-100%, покриття своїх енергетичних потреб за рахунок відновлюваних джерел енергії.

Експертною думкою щодо світових енергостратегій з порталом «GREENenergyefficiency» поділились керівники Біоенергетичної асоціації України (БАУ)  Георгій Гелетуха та Тетяна Желєзна.

 

 

Сучасний стан та перспективи розвитку відновлюваної енергетики в світі

На сьогодні відновлювані джерела енергії забезпечують близько 19% кінцевого енергоспоживання в світі, зокрема традиційна біомаса – 9%, сучасні ВДЕ – більше 10% (виробництво теплової та електричної енергії, транспортний сектор). Загалом за рахунок біомаси (традиційної та сучасної) покривається близько 14% кінцевого споживання енергії. Термін «традиційна біомаса» означає безпосереднє використання біомаси для приготування їжі та для обігріву у країнах, що розвиваються. Поняття «сучасні ВДЕ/біомаса» стосується використання ВДЕ/біомаси в сучасних технологіях виробництва енергії.

 

КСК – концентруючі сонячні колектори, ФЕ – фотоелектричні елементи

Рис. 1. Встановлена електрична потужність ВДЕ у світі без врахування гідроенергії (2014 р.)

Внесок відновлюваних джерел енергії до загального виробництва електроенергії в світі становить майже 23%, при цьому левова частка припадає на гідроенергію – 16,6%. З інших ВДЕ найбільша частка у вітроенергії – 3,1%, за якою слідує біомаса – 1,8%. Найкрупнішими виробниками «зеленої» електроенергії є 7 країн, сумарні потужності яких складають 71,5% світових (470 ГВт, без врахування гідроенергії): Китай, США, Німеччина, Італія, Іспанія, Японія, Індія (рис. 1).

Теплова енергія становить близько половини кінцевого енергоспоживання в світі. Більше чверті потреби в тепловій енергії забезпечується за рахунок відновлюваних джерел, зокрема 17% дає традиційна біомаса, 7% – сучасна біомаса і лише 1% – інші сучасні ВДЕ.

Дорожня карта розвитку відновлюваних джерел

Міжнародне Агентство з відновлюваної енергетики розробило Дорожню Карту для досягнення подвоєння частки відновлюваних джерел енергії у світовому споживанні енергії у період 2010-2030 рр. (RЕmap 2030): з 18% ВДЕ у загальному кінцевому енергоспоживанні (2010 р.) до 36% (2030 р.). При цьому сучасні відновлювані джерела енергії мають поступово витісняти використання традиційної біомаси. Оскільки у 2010 р. з 18% ВДЕ половина припадала на традиційну біомасу, то у 2030 р. частка сучасних ВДЕ має більш ніж потроїтись (до 30%), залишаючи традиційному використанню біомаси лише 6%.

Цікаво порівняти Дорожню Карту RЕmap 2030 з прогнозом Світової Енергетичної Ради, яка розробила два сценарії розвитку світової енергетики до 2050 року. Сценарій 1 передбачає доволі повільний розвиток відновлюваної енергетики – 20% загального постачання первинної енергії (ЗППЕ) у 2050 році, та досить суттєве зростання ЗППЕ порівняно з 2010 роком – на 38% (з 546 ЕДж/рік у 2010 р. до 879 ЕДж/рік у 2050 р.). Цей сценарій видається малореалістичним, оскільки його ціль з ВДЕ досягнуто вже зараз. Сценарій 2 є більш реалістичним. Він передбачає переважний розвиток відновлюваної енергетики та зростання енергоефективності. Завдяки цьому у 2050 році частка ВДЕ має досягти близько 30% у ЗППЕ та 50% у виробництві електроенергії. При цьому загальне постачання енергії у період 2010-2050 рр. зросте лише на 22%.

Проекти по досягненню 100% споживання відновлюваної енергії

На сьогоднішній день в світі нараховується близько 150 запланованих та вже реалізованих проектів із повного переходу на відновлювану енергетику. Вони поділяються на декілька категорій: міські, регіональні, державні, проекти у житловому фонді та у бізнесі. Серед таких проектів по окремих країнах, містах та компаніях можна виділити наступні:

• Данія поставила за мету до 2035 р. досягти 100% виробництва теплової та електричної енергії з відновлюваних джерел та 100% енергії з ВДЕ в усіх секторах до 2050 р.
• В Ісландії вже досягнуто 100% виробництва електроенергії та 85% теплової енергії за рахунок ВДЕ.
• Шотландія: мета – 100% виробництва електроенергії та забезпечення 30% загальної потреби в енергії за рахунок ВДЕ до 2020 р.
• Мальдіви: мета – 100% енергії з ВДЕ до 2020 року.
• Коста-Ріка з початку 2015 року забезпечує потребу в електроенергії на 100% за рахунок ВДЕ. До 2020 року поставлено за мету досягти повної декарбонізації.
• Саудівська Аравія прийняла рішення до 2040 року повністю відмовитися від використання викопних палив й замінити їх відновлюваними джерелами енергії.
• Уряд Уругваю зробив офіційну заяву, що станом на грудень 2015 року 94,5% потреби країни в електроенергії забезпечується за рахунок відновлюваних джерел. До 2017 року планується знизити викиди вуглецю в атмосферу на 88% у порівнянні з середніми показниками 2009-2013 рр. й досягти повної декарбонізації до 2030 року.
• Три міста США (Аспен, Бурлінгтон, Вермонт) вже повністю перейшли на відновлювану енергетику. Міста Сан-Франциско, Пало-Альто, Сан-Дієго, Ітака, Грінсбург, Джорджтаун, Сан-Хосе також взяли за мету перехід на ВДЕ і вже мають прийняті відповідні програми.
• Ванкувер (Канада): у 2015 року були прийняті зобов’язання щодо переходу міста на 100% з ВДЕ.
• Франкфурт (Німеччина): запланована повна декарбонізація міста за рахунок ВДЕ та альтернативного автомобільного палива до 2050 року.
• Копенгаген (Данія): мета – до 2035 р. досягти 100% виробництва теплової та електричної енергії з відновлюваних джерел та 100% енергії з ВДЕ в усіх секторах до 2050 р. Повна декарбонізація міста запланована до 2025 року. Наразі вже 98% населення отримують теплову енергію з твердих побутових відходів та біомаси.
• Мюнхен (Німеччина): мета – 100% електроенергії з ВДЕ у житловому фонді до 2015 року та для всіх споживачів до 2025 року.
• Мальмо (Швеція): мета – 100% відновлюваної електроенергії до 2020 року.
• Сідней (Австралія): мета – 100% виробництва електроенергії, теплоти та холоду з ВДЕ до 2030 року.

До акції переходу на відновлювану енергетику підключились такі всесвітньо відомі бренди, як IKEA, Johnson & Johnson, Nike, Procter & Gamble, Starbucks, Voya Financial and Walmart, Google, Apple, Microsoft, Facebook, Virgin Group, RWE, E.ON та інші. За свою мету вони ставлять використання електроенергії виключно з відновлюваних джерел в усіх секторах своєї діяльності.

Енергетичні стратегії Європейського Союзу

В Європейському Союзі стан розвитку відновлюваної енергетики в цілому близький до загальносвітових показників. Внесок ВДЕ до кінцевого енергоспоживання складає 15% (табл. 1), в тому числі біомаси – близько 9%. Частка ВДЕ у виробництві електроенергії становить 25,4%, зокрема з біомаси отримується близько 5%. Більше 19% загального обсягу теплової енергії в ЄС виробляється з відновлюваних джерел, головним чином, з біомаси. Частки ВДЕ, досягнуті та заплановані, представлено у таблиці.

 Досягнуті та заплановані показники щодо частки ВДЕ у валовому кінцевому споживанні енергії в Євросоюзі (%)

Для досягнення мети 2020 року (20% ВДЕ у валовому кінцевому енергоспоживанні) країни ЄС мають не тільки нарощувати потужності відновлюваної енергетики, але й з скорочувати споживання первинної енергії – загалом по ЄС-28 приблизно на 5% до 2020 р. порівняно з 2013 р. (рис. 2).

Щоб дотриматись сценарію зміни клімату 2DS, у 2011 р. Євросоюз ще раз підтвердив свою офіційну мету по зниженню емісії парникових газів (декарбонізації) у 2050 році на 80-95% у порівнянні з показниками 1990 року. Оскільки сектор енергетики є одним з основних джерел викидів парникових газів, які пов’язані з діяльністю людини, то й головні резерви по зменшенню цих викидів мають бути знайдені і реалізовані саме в ньому. З огляду на це, Європейська Комісія розробила Дорожню Карту з енергетики до 2050 року, в якій проаналізувала, як саме можна досягти поставлених цілей по зниженню емісії парникових газів, забезпечуючи при цьому надійність та конкурентоспроможність систем енергопостачання.

 

Рис. 2. Динаміка споживання первинної енергії та ВВП в ЄС-28.

Сценарії декарбонізації

В Дорожній Карті ЄС розглянуто п’ять можливих сценаріїв розвитку енергетики (так звані сценарії декарбонізації). В основу кожного з них покладено одне з наступних припущень щодо того, яка саме тенденція буде превалювати в майбутньому в енергетичному секторі Європейського Союзу:

1. Суттєве підвищення енергоефективності та енергозбереження («сценарій енергоефективності»). Завдяки цьому потреба ЄС в енергії у 2050 році має знизитись приблизно на 40% порівняно з піком 2005-2006 років.

2. Суттєве підвищення частки відновлюваних джерел енергії в енергобалансі («сценарій ВДЕ»). В результаті цього частка ВДЕ в кінцевому енергоспоживанні має досягти 75%, а у споживанні електроенергії – 97% в 2050 році.

3. Диверсифікація джерел енергопостачання. В даному сценарії перевага не надається жодному джерелу енергії, всі вони конкурують між собою на ринкових засадах. Декарбонізація в даному випадку буде досягнута шляхом впровадження відповідної податкової політики щодо обсягів викидів вуглецю.

Розглянуто також дві варіації цього сценарію:

4. Диверсифікація джерел енергопостачання з відстроченим впровадженням технологій уловлювання і зберігання вуглецю.

5. Диверсифікація джерел енергопостачання за умови, що нові атомні блоки не будуть споруджуватись, окрім тих, що будуються вже зараз.

Варто зазначити, що «сценарій ВДЕ» непогано узгоджується з прогнозом перспектив розвитку енергетики ЄС, виконаного Європейською радою з ВДЕ. Цей прогноз показує реальну можливість покриття потреби ЄС в енергії у 2050 році майже на 100% за рахунок відновлюваних джерел, в тому числі біомаса – 34%, сонячна енергія – 26%, геотермальна енергія 17%, енергія вітру – 13%, решта (6%) – інші ВДЕ. При цьому кінцеве енергоспоживання у 2050 р. (1050 млн. т н.е.) має скоротитися на 12% у порівнянні з 2020 р. (1200 млн. т н.е.).

 

Продовження тут