Top 5 kereskedelmi megújuló energiaforrás

A megújuló energia jót tesz az üzletnek

2020 kétségtelenül az elsőségek éve volt. De tudta-e, hogy a tiszta energiaiparban is a példátlan sikerek éve volt?
Először fordult elő, hogy a megújulóenergia-termelés nem csak megelőzte a széntüzelésű energiatermelést, hanem szilárdan a legolcsóbb, méretarányos, bizonyítottan rendelkezésre álló energiaváltozatnak számított.
A növekedés nagy részét a vállalati és a környezetvédelmi, társadalmi és irányítási (ESG) befektetési alapok ösztönözték. Bizonyítva, hogy a megújuló energia jót tesz az üzletnek, a vállalati áramvásárlási megállapodások (PPA-k) ugrásszerűen megnőttek, miközben a vállalatok nyilvános kötelezettségvállalásai – mint például az RE100 – a 100%-ban megújuló energiaforrásokra való átállásra szintén meghaladták a piacot.
Mitől lesz egy energiaforrás megújuló, és miért olyan népszerű?

Mi a megújuló energia?

Az energiát két kulcsfontosságú tényező teszi megújulóvá. Először is, olyan természeti erőforrásokból állítják elő, amelyek könnyen újratermelődnek. Másodszor, a megújuló energia kevés vagy egyáltalán nem termel üvegházhatású gázkibocsátást (ÜHG).
A megújuló energiáról sokan azt gondolják, hogy valami új dolog. A valóságban a természeti erőforrásokon keresztül elérhető energiára az emberiség azóta támaszkodik, amióta megtanulták, hogyan kell fatűzön főzni, a szél erejével új helyekre hajózni, vagy az első gyárakat vízkerékkel hajtani.

A megújuló energia a legolcsóbb energiaforrás

A pénz beszél. És az a hír járja, hogy a különböző források kihasználásával a megújuló energia gyakran a legolcsóbb energiaváltozat – még kormányzati támogatások nélkül is.
A Nemzetközi Megújuló Energia Ügynökség (IRENA) 2020 májusában közzétett egy jelentést, amely szerint a közüzemi méretű napelemes fotovoltaikus – a ma a piacon legelterjedtebb, legsokoldalúbb és legköltséghatékonyabb napelemes technológia – vagy napelemes energia költségei 2010 óta 82%-kal csökkentek. Ugyanebben az időszakban a szárazföldi és tengeri szélenergia költségei 39%-kal, illetve 29%-kal csökkentek.
A villamosenergia-ágazat dekarbonizációja tehát nemcsak megvalósítható, hanem megfizethető is – ami megmagyarázza, hogy a megújuló energia miért váltja fel a fosszilis tüzelőanyagokat. Az amerikai energiahivatal szerint a megújuló energiaforrások 2019-ben az amerikai energiamix több mint 17%-át tették ki, ami majdnem kétszerese a 2000-es 9%-os aránynak. Konzervatív előrejelzések szerint a következő 10 évben, 2030-ra meghaladhatjuk a 30%-ot.
A kereskedelmi megújuló energiaforrások top5-ös listája a piaci részesedés és a növekedés alapján a következő:

1. Szél
2. Vízenergia
3. Napenergia
4. Geotermikus
5. Keletkező & Kibocsátásfokozók

#1: Szélenergia

“A szél egyelőre egy megzabolázatlan és hasznosítatlan erő; és valószínűleg az egyik legnagyobb felfedezés, amit a jövőben tenni fogunk, a szél megszelídítése és hasznosítása lesz.”
– Abraham Lincoln
A Wind Powers America 2019-es jelentésében az Amerikai Szélenergia Szövetség szerint a szél Amerika első számú megújuló, kibocsátásmentes energiaforrása.
A szélenergia adja az amerikai villamos energia 7%-át, 41 államban és két területen közel 60 000 nagyméretű szélturbina működik – tekintse meg az Egyesült Államok szélenergia-térképét, hogy megtudja, hol termelnek áramot az Ön közelében. A szélenergia magában foglalja a szárazföldi telephelyeken (mint például a 350 MW-os Frontier II Oklahomában és a 182 MW-os Maryneal Texasban), a hatalmas tengeri tornyokban, valamint a kereskedelmi ingatlanokon és azok között elhelyezett kisebb turbinákban termelt villamos energiát. Az Energy Information Administration előrejelzése szerint 2020-ban a szél lesz az első számú áramtermelő forrás, amely az összes új villamosenergia-termelő kapacitás 44%-át teszi majd ki.
Nem meglepő, hogy a szélenergia-termelés az első helyen áll, tekintve, hogy az emberiség már az első vitorlás hajók megjelenésekor, valamikor i. e. 3000 és 1500 között használta a szelet energiaként. Az iráni Nashtifan több mint 1000 éve működő szélmalmai a legrégebbiek közé tartoznak a világon, és akár óránként 74 mérföldes szelet is kibírtak. Akár közlekedési energiaként használják, akár mechanikai energiává alakítják át víz szivattyúzására, gabona őrlésére vagy gőzgépek működtetésére, a szélenergia tiszta, bőséges és világszerte elérhető.
Mi következik a szél számára? A szárazföldi teljesítmény terén elért jelentős előrelépéseknek és a hatalmas tengeri széltornyok létrehozásának köszönhetően a legnagyobb turbina jelenleg több mint 722 láb magas, és egyenként 9,5 MW villamos energiát termel. A jövő turbinái még magasabbak lehetnek, a levegőben szállíthatóak, és a katonai célú sárkányoktól a gyenge szélben működő mikrogenerátorokig, sőt még a lapát nélküli turbinákig terjedhetnek.

#2: Vízenergia

“Bevallom, a víz olyan jelenség, amely számomra folyamatosan új csodálatot ébreszt, ahányszor csak ránézek.”
– Michael Faraday, 1853 Az első elektromos generátor feltalálója.
A 2-es számú (korábban az 1-es számú, amíg a szél 2020-ban felül nem múlta) az életadó: a víz és annak energiatermelési alternatívája, a vízenergia. A National Hydropower Association szerint a mozgó vizek – folyók, patakok és óceáni árapályok – által termelt energia a teljes villamosenergia-termelés 7%-át teszi ki.

A vízenergia a bolygó egyik legrégebbi energiaforrása. Az ókori Görögország földművesei a mozgó vizet turbinák forgatására és olyan feladatok elvégzésére használták, mint a gabona őrlése. Az amerikai ipari forradalom idején a vízenergia biztosította a textíliák és más berendezések gyártásához szükséges mechanikai energiát. 1882-ben pedig a wisconsini Appletonban épült meg az első amerikai vízerőmű, amely egy papírgyár és több lakóház világítását látta el energiával. Az ország egyik legnagyobb kereskedelmi energiaholdingja, a Duke Energy (a Duke Energy Renewables anyavállalata) 1900-ban kezdte meg működését vízerőműként. A vállalat ma is 31 vízerőművet és két szivattyús víztároló létesítményt birtokol és üzemeltet.
Most 41 államban és két területen 2500 gát biztosít 78 gigawatt (GW) hagyományos és 22 GW szivattyús vízenergiát. Összehasonlításképpen, országszerte több mint 80 000 olyan gát van, amely nem termel villamos energiát. Bár nem mindegyik gát alkalmas energiatermelésre, az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának tanulmánya szerint csak 100 ilyen gát energiatermelő kapacitással való bővítése akár 8 GW új megújuló kapacitást is jelenthetne, ami elegendő lenne 3,2 millió otthon energiaellátásához, és 10%-kal növelné a meglévő hagyományos vízenergia-állományt.
Mint minden ember által létrehozott energiatermelő forrásnak, a vízenergiának is vannak jó és rossz oldalai. A halakra és a természetes ökoszisztémákra gyakorolt közismert negatív hatása miatt sok régebbi gátat lebontanak. Az egyik előrelépés az a lehetőség, hogy a vízenergiát energiatárolóként kombináljuk, hogy együtt működjön a napenergiával, amikor a nap nem süt, és/vagy a széllel, amikor a levegő csendes. A hibrid megújuló energiatermelésről bővebben a listánk 5. pontjában lesz szó.

#3: Napenergia

“Én a napra és a napenergiára tenném a pénzem. Micsoda energiaforrás! Remélem, nem kell megvárnunk, amíg elfogy az olaj és a szén, mielőtt ezzel foglalkozunk. Bárcsak több évem lenne még hátra!”
– Thomas Edison
A nap egy másik természetes energiaforrás, amely minden másodpercben annyi energiát bocsát ki, hogy több mint két órán keresztül kielégíti a globális energiaigényt. Így nem meglepő, hogy a napenergia-termelés, mint például a napelemes fotovoltaika, az egyik leggyorsabban növekvő kereskedelmi megújuló energiaforrás.
A napenergia-termelés bárhol működik, ahol a nap süt, az Egyesült Államok nyolc államában már az áram több mint 5%-át napenergiából állítják elő. Kalifornia áll az élen mintegy 19%-kal, Észak-Karolinában pedig, ahol a Duke Energy Renewables székhelye található, az energia 6%-a származik napenergiából. Az amerikai napenergia-piac 2021-ben várhatóan eléri a 3 millió, 2023-ban pedig a 4 millió létesítményt.

A napenergia hasznosítása ősi múltra tekint vissza, egészen Kr. e. 7-ig, amikor az emberek először használták tüzek gyújtására. Az első szilícium PV- és napelemeket, amelyek képesek voltak a nap energiáját a mindennapi elektromos berendezések működtetéséhez elegendő energiává alakítani, 1954-ben Daryl Chapin, Calvin Fuller és Gerald Pearson fejlesztette ki a Bell Labs-ben. A világ leghosszabb ideje működő naperőműve, a Solar Energy Generating Systems (SEGS) az 1980-as években kezdte meg a kereskedelmi méretű napenergia-termelést a Mojave-sivatagban.
Most a napenergia-termelés az ultrakönnyű és hordozható, hátizsákos utazásra alkalmas napelemes töltőktől az olyan nagyszabású napenergia-üzemekig terjed, mint az Amazon legnagyobb napelemes háztetője Coloradóban, valamint az egyetemeken és iskolákban működő napelemektől az olyan közüzemi méretű projektekig, mint a 200 MW-os Holstein Solar projekt Texasban. A kutatók becslése szerint a napenergia-technológiák összes fejlesztésével 2050-re (vagy hamarabb) 700%-os energiatermelési javulást érhetünk el.”

#4 Geotermikus

“A régi gazdaságban az energiát úgy állították elő, hogy elégettek valamit … Az új energiagazdaság a szélben rejlő energiát, a Napból származó energiát és magából a Földből származó hőt hasznosítja.”
– Lester R. Brown
A geotermikus energia (a Földből származó hő) a 4. helyen áll a kereskedelmi megújuló energiaforrások toplistáján. A forró víz a természetben különböző hőmérsékleten és mélységben létezik a Föld felszíne alatt. Nagyon mély, egy mérföldes vagy annál is mélyebb kutakat lehet fúrni ezekbe a földalatti tárolókba, hogy a gőzt megcsapolják és a felszínre hozzák, és különböző alkalmazásokban használják fel, többek között villamosenergia-termelésre, fűtésre és hűtésre, valamint más közvetlen felhasználásra. Az Egyesült Államokban a legtöbb geotermikus tározó a nyugati államokban található. A geotermikus erőművek legnagyobb csoportja a világon a The Geysersben található, egy geotermikus mező Észak-Kaliforniában, amely visszanyert szennyvizet is használ hozzáadott vízforrásként.
Az első geotermikus erőmű az olaszországi Toszkánában található, 1904-ben kezdte meg működését. Mindössze 10 kilowatt villamos energiát termelt, ami öt villanykörte működtetéséhez elegendő. A geotermikus energia nagy előnye, hogy nem igényel tüzelőanyagot, így immunis az üzemanyagárak ingadozására. A tőkeköltségek – elsősorban a fúrás költségei – azonban általában magasak. Az életképes geotermikus erőforrások felkutatásához magas pénzügyi kockázat is társul.

A geotermikus energia jövője a melléktermékekben rejlik – különösen az értékes lítium ásványban. A lítium az akkumulátoros energiatároló rendszerekben és az elektromos járművekben használt nagyméretű akkumulátortechnológiák kritikus összetevője. A keresett ásványi anyag új forrásainak megteremtése érdekében Kalifornia állam finanszíroz egy lítium-kitermelési projektet, hogy a meglévő geotermikus energiatermelésből jövedelmező, kibocsátásmentes mellékterméket hozzon létre.

#5 Feltörekvő megújuló energiaforrások & Kibocsátáscsökkentők

“Ha meg akarod találni az univerzum titkait, gondolkodj az energia, a frekvencia és a rezgés fogalmaiban.”
– Nikola Tesla
Listánk 5. helyén olyan feltörekvő megújuló energiaforrásokat, valamint olyan innovációkat találunk, amelyek önmagukban nem kifejezetten energiatermeléssel foglalkoznak. Ehelyett más megújuló energiaforrásokat egészítenek ki. Az “erősítők”, ahogyan nevezni fogjuk őket, mind a megújuló energiaforrások, például a szél- és napenergia időszakosságának leküzdésére, valamint a költségek és a kibocsátások csökkentésére irányulnak.

A megújuló energiaforrások erősítői közé tartoznak:

• Energiatárolás – Azáltal, hogy az egyszer megtermelt energiát rögzítik és egy másik időpontban történő felhasználásra tárolják, az energiatárolást kritikus eszköznek tekintik annak biztosítására, hogy az új energiaforrások ne vesszenek kárba (pl., a szél- és napenergia korlátozását, amikor túl sok energia van a hálózaton), és akkor is rendelkezésre állnak, amikor a források nem termelnek (pl. éjszaka, amikor a napelemek nem veszik fel a nap energiáját). Az akkumulátoros energiatároló rendszerek (BESS) messze a leggyorsabban növekvő és legszélesebb körben alkalmazott energiatároló rendszerek, amelyek nap- és szélerőművekkel párosítva rugalmasságot és jelentős költségmegtakarítást eredményeznek. Példa: a 36 MW-os Notrees akkumulátortároló projekt, Amerika legnagyobb akkumulátortároló projektje egy szélerőműparkban. További energiatároló rendszerek a szivattyús víztárolás (PSH) és a gravitációs energiatárolás, amely egy gyorsan fejlődő mechanikai rendszer, amelyből a jövőben még sokat fogunk látni.
• Üzemanyagcellák és zöld hidrogén – Az üzemanyagcellák úgy működnek, mint az akkumulátorok, de nem merülnek le, és nem kell őket újratölteni. Mindaddig termelnek áramot és hőt, amíg üzemanyagot szolgáltatnak. Ma ez az üzemanyag jellemzően a víz elektrolízisével, fosszilis tüzelőanyagok felhasználásával előállított hidrogén. A kibocsátásmentesség elérése érdekében a “zöld hidrogén” nevű üzemanyagforrás-változatot ugyanezzel az elektrolízis eljárással állítják elő, de azt kibocsátásmentes szél- és/vagy napenergiával táplálják. Az üzemanyagcellákat helyszíni, alapterhelésű energiaellátásra használják.
• Energiahatékonyság – Ahogy az épületek, járművek és eszközök egyre hatékonyabbá válnak, kevesebb energiát használnak fel vagy kell előállítani. Minél kevesebb energiát használnak fel, annál kevesebb termelésre van szükség. A magas szintű energiahatékonyság biztosítása csökkenti a szükségletet minden energiatermelő forrásra.
• Villamosítás – Ez egy gép vagy rendszer elektromos energiává alakítása. Az épületek fűtésétől és hűtésétől kezdve a személygépkocsikig, buszokig, teherautókig, hajókig és repülőgépekig, a villamosítás az energiaszükségletet tisztább energiaforrásokra helyezi át, és segít gyorsabban elérni a nettó nulla kibocsátást. Sokan az energia jövőjét a járművek szén-dioxid-mentesítésében és villamosításában látják. Ez az e-bike-októl kezdve a hatalmas, 45 tonnás dömperekig és bányászati teherautókig mindent jelent, amelyek akkorák, mint egy háromemeletes irodaház.

A következő megújuló energiaforrásokat kell figyelni:

• Dagályenergia – Az óceánok apályából és dagályából nyert megújuló energiaforrás. Legegyszerűbb formájában az óceán felszíne alatt lévő turbinák az árapály emelkedésével és süllyedésével forognak, hogy áramot termeljenek, amelyet aztán víz alatti kábeleken keresztül visszatáplálnak a partvonalra. Az árapály-energiát a folyókon – általában a folyótorkolat közelében, ahol az óceánba torkollik – épített nagyméretű építményekkel, úgynevezett duzzasztógátakkal is előállítják. Mivel még nem sikerült kitalálni, hogyan lehet korlátozni az érzékeny óceáni és tengerparti ökoszisztémákra gyakorolt negatív hatásokat, és a költségek továbbra is magasak, az Egyesült Államokban nincsenek nagyüzemi méretű árapályerőművek. Ázsiában elért sikerek és a sótalanító üzemekkel való kombináció iránti érdeklődés azonban megváltoztathatja ezt a nem is olyan távoli jövőben.
• Biogáz – A biogázt állati és növényi hulladékok anaerob bakteriális lebontásával állítják elő. Ez különbözik a biomasszától/biotüzelőanyagoktól, amelyeket egyesek megújulónak neveznek, mivel az olyan tüzelőanyagok, mint a fa vagy a cukornád regenerálódnak, de kihagytuk őket ebből a listából, mivel jelenleg “nagy kibocsátású” tüzelőanyag-forrásoknak számítanak. A baktériumok nem válogatósak. Ezek a mikroorganizmusok felfalják a mezőgazdasági hulladékot, trágyát, kommunális, szennyvíz, zöldhulladékot vagy élelmiszerhulladékot. A keletkező biogáz metán, más néven földgáz, amelyet aztán elégetnek vagy elégetnek, hogy villamos energiát termeljenek. A Duke Energy például együttműködik a szolgáltatási területén lévő tejüzemekkel, hogy a trágyából származó metánt a földgázvezetékeken keresztül a termelő létesítményekbe vezessék. Az olyan amerikai kapcsolt államok, mint Connecticut, szintén jelentős időt és befektetést fordítanak a napenergia, a szél és a biogáz kombinálására szeméttelepeken és más “barnamezős” helyszíneken, hogy következetes energiatermelési forrást biztosítsanak.
• Sugárzó energia – Mint hullámmozgásban, különösen elektromágneses hullámmozgásban (pl. mágnesek plusz mozgás) továbbított energia, ez a természetes energiaforma közvetlenül a környezetből gyűjthető, vagy a közönséges villamos energiából nyerhető ki az úgynevezett frakcionálás módszerével. Az egyik legkorábbi, sugárzási energián alapuló vezeték nélküli telefont Nikola Tesla találta fel még 1916-ban. Napjainkban a sugárzó energia felhasználásával a normál villamos energia költségeinek 99%-a megtakarítható. A sugárzási energiát hasznosító önjáró készülékeknek számos pilótája van. Nincs szükség erőműre. A végső megújuló energia az, ami magában a készülékben történik. Maradjon velünk!
• A jövő megújuló energiái – A világ laboratóriumaiban számos innovációt vizsgálnak. Néhány, mint például a levegőből előállított üzemanyag és a napelemek kapacitásának exponenciális fejlődése rendkívül ígéretesnek tűnik. Még nem tudni, mely jövőbeli megújuló energiaforrások érik el a világ villamosenergia-szükségleteinek kielégítéséhez szükséges méreteket, biztonságot és megbízhatóságot.

Melyik megújuló energiaforrás a legjobb az Ön számára?

A tiszta energia iránti igény még a bizonytalan időkben is folyamatosan növekszik. Az igazán jó hír az, hogy az elmúlt évtizedben a megújuló energiaforrásokkal kapcsolatos innováció kilépett az “alternatív energia” kategóriából és bekerült a főáramba, mivel nagyon megfizethető, egyre megbízhatóbb és általánosan elérhető a széles közönség számára. Jó móka lesz összehasonlítani a 2030-as listákat azzal, hogy 2020-ban melyek a legnépszerűbb megújuló energiaforrások. Alig várjuk, hogy akkor frissítést készíthessünk az Ön számára!

A Duke Energy Renewablesről

A megújuló energiaforrások alapjainak megismerése, beleértve a megújuló energiaforrások főbb típusait, az első lépés a fenntartható energiamegoldások kidolgozásában az Ön vállalkozása számára. Ugyanilyen fontos, hogy ezeket az információkat olyan megbízható forrásból szerezzük be, amely a megújuló energiával kapcsolatos szolgáltatások és megoldások nyújtásában már bizonyított.
Mi vagyunk a Duke Energy Renewables, és olyan nagyvállalatok fenntarthatósági szakembereivel dolgozunk együtt, mint a The Home Depot, a Sprint és a Ball Corporation, hogy fenntartható megoldásokat építsenek be működésükbe az energiamegtakarítás és a szén-dioxid-csökkentési célok elérése érdekében. Szakértők vagyunk abban, hogy az energiamegtakarításhoz, az energiafüggetlenséghez vezessük Önt, és azért vagyunk itt, hogy segítsünk.