Top 5 surse comerciale de energie regenerabilă

Energia regenerabilă este bună pentru afaceri

2020 a fost, fără îndoială, un an al premierelor. Dar știați că a marcat, de asemenea, un an de succese fără precedent în industria energiei nepoluante?
Pentru prima dată, producția de energie regenerabilă nu numai că a depășit producția de energie pe bază de cărbune, dar s-a plasat ferm ca fiind cea mai ieftină, la scară largă, opțiunea energetică dovedită disponibilă.
Fondurile de investiții corporative și de mediu, sociale și de guvernanță (ESG) au stimulat o mare parte din această creștere. Dovedind că energia regenerabilă este bună pentru afaceri, contractele de achiziție de energie (PPA) ale corporațiilor au crescut vertiginos, în timp ce angajamentele corporative publice, cum ar fi RE100, de a trece la 100% energie regenerabilă au depășit, de asemenea, piața.
Ce face ca o sursă de energie să fie regenerabilă și de ce sunt atât de populare?

Ce este energia regenerabilă?

Există doi factori cheie care fac ca energia să fie regenerabilă. În primul rând, aceasta este generată din resurse naturale care se refac cu ușurință. În al doilea rând, energia regenerabilă creează, de asemenea, puține sau deloc emisii de gaze cu efect de seră (GES).
Mulți oameni se gândesc la energia regenerabilă ca la ceva nou. În realitate, energia disponibilă prin intermediul resurselor naturale este ceva pe care omenirea s-a bazat încă de când a învățat să gătească la un foc de lemne, să navigheze spre locuri noi prin puterea vântului sau să alimenteze primele fabrici cu roți hidraulice.

Energia regenerabilă este cea mai ieftină opțiune energetică

Banii vorbesc. Și se spune că, prin valorificarea unei varietăți de surse, energia regenerabilă este adesea cea mai ieftină opțiune energetică – chiar și fără subvenții guvernamentale.
Agenția Internațională pentru Energii Regenerabile (IRENA) a publicat un raport în mai 2020 care arată că costul pentru energia solară fotovoltaică la scară utilitară – cea mai răspândită, versatilă și rentabilă tehnologie de panouri solare de pe piață în prezent – sau energia solară fotovoltaică a scăzut cu 82% din 2010. În aceeași perioadă de timp, costurile pentru energia eoliană onshore și offshore au scăzut cu 39% și, respectiv, 29%.
Atunci, decarbonizarea sectorului energetic nu este doar fezabilă, ci și accesibilă – ceea ce explică de ce energia regenerabilă înlocuiește combustibilii fosili. Potrivit Administrației americane pentru energie, energiile regenerabile au reprezentat peste 17% din mixul energetic al SUA în 2019 – aproape dublu față de cota de 9% din 2000. Conform proiecțiilor conservatoare, putem depăși 30% în următorii 10 ani, până în 2030.

Principalele 5 surse comerciale de energie regenerabilă, clasate în funcție de cota de piață și de creștere, sunt:

1. Eoliană
2. Hidroenergie
3. Solară
4. Geotermală
5. Emergent &Emputernicire pentru emisii

#1: Energia eoliană

„Deocamdată, vântul este o forță neîmblânzită și neîmblânzită; și este foarte posibil ca una dintre cele mai mari descoperiri care vor fi făcute în viitor să fie îmblânzirea și valorificarea lui.”
– Abraham Lincoln
În raportul său „Wind Powers America Report 2019”, Asociația americană pentru energie eoliană identifică vântul ca fiind principala sursă de energie regenerabilă și fără emisii din America.
Energia eoliană furnizează 7% din totalul energiei electrice din SUA, cu aproape 60.000 de turbine eoliene de mari dimensiuni care funcționează în 41 de state și două teritorii – consultați harta eoliană a SUA pentru a vedea unde este generată energia electrică în apropierea dumneavoastră. Energia eoliană include electricitatea generată de situri onshore (cum ar fi Frontier II de 350 MW în Oklahoma și Maryneal de 182 MW în Texas), turnuri masive offshore și turbine mai mici amplasate pe și între proprietăți comerciale. În 2020, Energy Information Administration preconizează că energia eoliană va deveni sursa de generare nr. 1, cuprinzând 44% din toate noile capacități de generare a energiei electrice.
Nu este surprinzător faptul că generarea de energie eoliană ocupă locul nr. 1, având în vedere că utilizarea vântului ca sursă de energie de către omenire datează încă de pe vremea primelor corăbii cu vele, undeva între anii 3000 și 1500 î.Hr. Funcționând de peste 1.000 de ani, morile de vânt din Nashtifan, Iran, sunt printre cele mai vechi din lume și au rezistat la vânturi de până la 74 de mile pe oră. Fie că este folosită ca energie pentru transport, fie că este convertită în energie mecanică pentru pomparea apei, măcinarea cerealelor sau alimentarea motoarelor cu aburi, energia eoliană este curată, abundentă și disponibilă în întreaga lume.
Ce urmează pentru vânt? Prin progrese majore în ceea ce privește performanța pe uscat și crearea de turnuri eoliene masive în larg, cea mai mare turbină are în prezent o înălțime de peste 722 de picioare și generează individual 9,5 MW de energie electrică. Turbinele viitorului ar putea fi și mai înalte, ar putea fi aeropurtate și ar putea include zmeie de calitate militară până la microgeneratoare care funcționează în medii cu vânt slab și chiar turbine fără palete.

#2: Energia hidroelectrică

„Apa este pentru mine, mărturisesc, un fenomen care trezește continuu noi sentimente de uimire ori de câte ori o privesc.”

– Michael Faraday, 1853 Inventator al primului generator electric.
Numărul 2 (anterior numărul 1 până când vântul l-a depășit în 2020) este acel dătător de viață: apa și alternativa sa de generare a energiei, energia hidroelectrică. Potrivit Asociației Naționale de Hidroenergie, energia produsă de apele în mișcare – râuri, cursuri de apă și maree oceanice – a reprezentat 7% din totalul generării de electricitate.
Hidroenergia este una dintre cele mai vechi surse de energie de pe planetă. Fermierii din Grecia antică foloseau apa în mișcare pentru a învârti turbine și a îndeplini sarcini precum măcinarea cerealelor. În timpul revoluției industriale americane, energia hidroelectrică a furnizat energia mecanică necesară pentru a produce textile și alte echipamente. Iar în 1882, în Appleton, Wis. a fost construită prima centrală hidroelectrică din SUA, care a alimentat iluminatul unei fabrici de hârtie și al mai multor locuințe. Unul dintre cele mai mari holdinguri energetice comerciale din țară, Duke Energy (compania mamă a Duke Energy Renewables), și-a început activitatea ca o companie hidroelectrică în 1900. Compania continuă să dețină și să opereze 31 de instalații hidroelectrice și două instalații de acumulare prin pompare.
În prezent, 2.500 de baraje din 41 de state și două teritorii furnizează 78 de gigawați (GW) de energie hidroelectrică convențională și 22 GW de energie hidroelectrică cu acumulare prin pompare. Prin comparație, există peste 80.000 de baraje la nivel național care nu produc energie electrică. Deși nu toate aceste baraje sunt potrivite pentru producerea de energie electrică, un studiu al Departamentului de Energie al SUA sugerează că adăugarea unei capacități de generare a energiei electrice la doar 100 dintre aceste baraje ar putea adăuga până la 8 GW de noi capacități regenerabile – suficientă energie pentru a alimenta aproximativ 3,2 milioane de locuințe și pentru a crește dimensiunea parcului hidroenergetic convențional existent cu 10%.
Ca orice sursă de generare a energiei creată de oameni, energia hidroenergetică are părți bune și părți rele. Impactul negativ bine-cunoscut asupra peștilor și a ecosistemelor naturale face ca multe baraje mai vechi să fie demolate. Un progres este potențialul de a combina energia hidroelectrică ca stocare de energie pentru a funcționa împreună cu energia solară atunci când soarele nu strălucește și/sau cu vântul atunci când aerul este liniștit. Generarea hibridă de energie regenerabilă este discutată mai mult la numărul 5 din lista noastră.

#3: Solar

„Aș miza pe soare și pe energia solară. Ce sursă de energie! Sper că nu trebuie să așteptăm să se termine petrolul și cărbunele ca să ne ocupăm de asta. Mi-aș dori să mai am mai mulți ani la dispoziție!”
– Thomas Edison
Soarele este o altă sursă naturală de energie, emițând suficientă energie în fiecare secundă pentru a satisface cererea globală de energie timp de peste două ore. Prin urmare, nu este surprinzător faptul că generarea de energie solară, cum ar fi energia solară fotovoltaică, este una dintre resursele de energie regenerabilă cu cea mai rapidă creștere comercială.
Generarea de energie solară funcționează oriunde strălucește soarele, opt state americane generând deja peste 5% din electricitatea lor din energie solară. California conduce detașat, cu aproximativ 19%, iar în Carolina de Nord, unde Duke Energy Renewables are sediul central, 6% din energie provine din energie solară. Se așteaptă ca piața americană de energie solară să atingă 3 milioane de instalații în 2021 și 4 milioane de instalații în 2023.
Captarea soarelui pentru energie are o istorie veche, datând încă din anul 7 î.Hr. când oamenii l-au folosit pentru prima dată pentru a aprinde focul. Primele celule fotovoltaice și solare din siliciu capabile să convertească suficientă energie solară în energie pentru a face să funcționeze echipamentele electrice de zi cu zi au fost dezvoltate în 1954 de Daryl Chapin, Calvin Fuller și Gerald Pearson în cadrul Bell Labs. Cea mai longevivă instalație solară în funcțiune din lume, Solar Energy Generating Systems (SEGS), a început să genereze energie solară la scară comercială în anii 1980 din deșertul Mojave.
Astăzi, generarea de energie solară variază de la încărcătoare solare ultraușoare și portabile, potrivite pentru rucsacuri, la operațiuni solare la scară largă, cum ar fi cel mai mare acoperiș solar al Amazon din Colorado, și de la energia solară în universități și școli la proiecte la scară utilitară, cum ar fi proiectul Holstein Solar de 200 MW din Texas. Cercetătorii estimează că, cu toate progresele înregistrate în tehnologiile solare, am putea obține o îmbunătățire cu 700% a producției de energie până în 2050 (sau mai devreme).

#4 Geotermală

„În vechea economie, energia era produsă prin arderea a ceva … Noua economie energetică valorifică energia din vânt, energia care vine de la soare și căldura din interiorul însuși al Pământului.”
– Lester R. Brown
Energia geotermală (căldura de pe Pământ) este numărul 4 pe lista noastră de top al principalelor surse comerciale de energie regenerabilă. Apa caldă există în mod natural la diferite temperaturi și adâncimi sub suprafața Pământului. În aceste rezervoare subterane pot fi forate puțuri foarte adânci, de o milă sau mai mult, pentru a exploata și a aduce aburul la suprafață pentru a fi utilizat într-o varietate de aplicații, inclusiv pentru producerea de energie electrică, încălzire și răcire și alte utilizări directe. În SUA, cele mai multe rezervoare geotermale sunt situate în statele din vestul țării. Cel mai mare grup de centrale electrice geotermale din lume se află la The Geysers, un câmp geotermal din nordul Californiei care utilizează, de asemenea, ape uzate recuperate ca sursă suplimentară de apă.

Prima centrală electrică geotermală situată în Toscana, Italia, a început să funcționeze în 1904. Aceasta a generat doar 10 kilowați de electricitate, suficient pentru a alimenta cinci becuri. Un avantaj major al energiei geotermale este că nu necesită combustibil, ceea ce o face imună la fluctuațiile costului combustibilului. Cu toate acestea, costurile de capital – în primul rând costul forajului – tind să fie ridicate. Există, de asemenea, un risc financiar ridicat asociat cu localizarea resurselor geotermale viabile.
Viitorul energiei geotermale ar putea fi reprezentat de subprodusele sale secundare – în special de litiul, un mineral valoros. Litiul este o componentă critică a tehnologiilor de baterii la scară largă utilizate în sistemele de stocare a energiei din baterii și în vehiculele electrice. Pentru a crea noi surse pentru acest mineral căutat, statul California finanțează un proiect de extracție a litiului pentru a crea un produs secundar profitabil, fără emisii, din producția existentă de energie geotermală.

#5 Energii regenerabile emergente & Reducători de emisii

„Dacă vreți să descoperiți secretele universului, gândiți în termeni de energie, frecvență și vibrație.”
– Nikola Tesla
Numărul 5 de pe lista noastră include tehnologii emergente de energie regenerabilă, precum și inovații care, prin ele însele, nu generează strict energie. În schimb, ele sporesc alte resurse de energie regenerabilă. „Boosterele”, așa cum le vom numi, au ca scop depășirea intermitenței surselor regenerabile de energie, cum ar fi energia eoliană și solară, și reducerea costurilor, precum și a emisiilor.

Bosterele de energie regenerabilă includ:

• Stocarea energiei – Prin captarea energiei produse la un moment dat și stocarea acesteia pentru a fi utilizată la un alt moment dat, stocarea energiei este văzută ca un mijloc esențial pentru a se asigura că noile surse de energie nu sunt irosite (de ex, restrângerea energiei eoliene și solare atunci când există prea multă energie în rețea) și sunt disponibile atunci când sursele nu produc (de exemplu, noaptea, când panourile solare nu captează energie de la soare). Sistemele de stocare a energiei în baterii (BESS) sunt, de departe, sistemele de stocare a energiei cu cea mai rapidă creștere și cu cea mai largă răspândire, adăugând reziliență energetică și economii semnificative de costuri atunci când sunt asociate cu proiecte solare și eoliene. Exemplu: Proiectul de stocare în baterii Notrees de 36 MW, cel mai mare proiect de stocare în baterii dintr-un parc eolian din America. Alte sisteme de stocare a energiei sunt energia hidroelectrică cu acumulare prin pompare (PSH) și stocarea energiei prin gravitație, care este un sistem mecanic cu apariție rapidă pe care îl veți vedea mult mai mult în viitor.
• Pile de combustie și hidrogenul verde – Pilele de combustie funcționează ca și bateriile, dar nu se epuizează și nu au nevoie de reîncărcare. Ele produc electricitate și căldură atâta timp cât se furnizează combustibil. În prezent, acel combustibil este, de obicei, hidrogenul obținut prin procesul de electroliză a apei folosind combustibili fosili. Pentru a obține emisii zero, o variantă de sursă de combustibil numită „hidrogen verde” este creată prin același proces de electroliză, dar este alimentată de energie eoliană și/sau solară fără emisii. Pilele de combustie sunt utilizate pentru a furniza la fața locului, energie de bază.
• Eficiență energetică – Pe măsură ce clădirile, vehiculele și dispozitivele devin toate mai eficiente, se utilizează sau este necesară producerea mai puțină energie. Cu cât se utilizează mai puțină energie, cu atât este nevoie de mai puțină producție. Asigurarea unor niveluri ridicate de eficiență energetică va reduce nevoia pentru fiecare sursă de generare a energiei.
• Electrificare – Aceasta este conversia unei mașini sau a unui sistem în energie electrică. De la încălzirea și răcirea clădirilor la mașini, autobuze, camioane, nave și avioane, electrificarea transferă nevoile de energie către surse de energie mai puțin poluante și ajută la obținerea mai rapidă a unor emisii nete zero. Mulți consideră că viitorul energiei este reprezentat de decarbonizarea și electrificarea vehiculelor. Acest lucru înseamnă totul, de la biciclete electronice până la camioanele uriașe de 45 de tone, basculante și de minerit, care sunt la fel de mari ca o clădire de birouri cu trei etaje.

Tehnologiile emergente de energie regenerabilă care trebuie urmărite includ:

• Energia mareelor – O sursă de energie regenerabilă extrasă din fluxul și refluxul oceanelor. În forma sa cea mai simplă, turbinele aflate sub suprafața oceanului se rotesc pe măsură ce mareele se ridică și coboară pentru a produce electricitate care este apoi trimisă înapoi la țărm prin cabluri subacvatice. Energia mareelor este, de asemenea, produsă prin intermediul unor structuri mari construite de-a lungul unui râu, de obicei în apropierea gurii sale de vărsare în ocean, numite baraje. Având în vedere că nu am reușit încă să ne dăm seama cum să limităm impactul negativ asupra ecosistemelor sensibile din oceane și de pe plaje, iar costurile rămân ridicate, în SUA nu există nicio centrală de producție de energie maremotrică la scară utilitară. Dar succesul din Asia și interesul pentru combinarea cu instalațiile de desalinizare pentru a crea apă dulce potabilă din apa de mare ar putea schimba această situație într-un viitor nu foarte îndepărtat.
• Biogaz – Biogazul este produs prin degradarea bacteriană anaerobă a deșeurilor animale și vegetale. Acesta diferă de biomasă/biocombustibili, pe care unii îi numesc regenerabili, deoarece combustibili precum lemnul sau trestia de zahăr se regenerează, dar care au fost omise din această listă deoarece în prezent sunt considerate surse de combustibil cu „emisii ridicate”. Bacteriile nu sunt pretențioase la mâncare. Aceste microorganisme devorează deșeurile agricole, gunoiul de grajd, deșeurile municipale, apele uzate, deșeurile verzi sau deșeurile alimentare. Biogazul rezultat este metanul, numit și gaz natural, care este apoi ars sau ars pentru a genera electricitate. Un exemplu este colaborarea dintre Duke Energy și fabricile de produse lactate din teritoriile pe care le deservește pentru a transporta metanul provenit din gunoiul de grajd prin conductele sale de gaze naturale către instalațiile de producție. De asemenea, state de bază din SUA, cum ar fi Connecticut, alocă timp și investiții semnificative pentru a combina energia solară, eoliană și biogazul la gropile de gunoi și în alte situri „brownfield” pentru a oferi o sursă consistentă de generare de energie.
• Energie radiantă – Ca energie transmisă în mișcarea undelor, în special mișcarea undelor electromagnetice (de exemplu, magneți plus mișcare), această formă de energie naturală poate fi colectată direct din mediul înconjurător sau extrasă din electricitatea obișnuită prin metoda numită fracționare. Unul dintre primele telefoane fără fir care s-a bazat pe energia radiantă a fost inventat de Nikola Tesla în 1916. În prezent, 99% din costul energiei electrice obișnuite poate fi economisit prin utilizarea energiei radiante. Există o serie de piloți de dispozitive cu funcționare autonomă care exploatează energia radiantă. Nu este nevoie de o centrală electrică. Energia regenerabilă supremă este cea care se produce în dispozitivul însuși. Rămâneți pe recepție!
• Future Renewables – În laboratoarele din întreaga lume, există multe inovații în curs de explorare. Unele, cum ar fi combustibilul din aer și îmbunătățirile exponențiale ale capacităților celulelor solare, par extrem de promițătoare. Rămâne de văzut care dintre viitoarele surse de energie regenerabilă vor atinge scara, siguranța și fiabilitatea necesare pentru a alimenta o lume cu nevoi de electricitate.

Ce sursă de energie regenerabilă este cea mai bună pentru dumneavoastră?

Inclusiv în vremuri incerte, cererea de energie curată continuă să crească. Vestea cu adevărat grozavă este că, în ultimul deceniu, inovația în domeniul energiei regenerabile a ieșit din categoria „energie alternativă” și a intrat în mainstream, fiind foarte accesibilă, din ce în ce mai fiabilă și, în general, disponibilă pentru un public larg. Va fi amuzant să comparăm listele din 2030 cu cele mai importante surse de energie regenerabilă din 2020. Așteptăm cu nerăbdare să facem o actualizare pentru dumneavoastră atunci!

Despre Duke Energy Renewables

Învățarea noțiunilor de bază ale energiei regenerabile, inclusiv a principalelor tipuri de energie regenerabilă, este primul pas în dezvoltarea de soluții energetice durabile pentru afacerea dumneavoastră. Obținerea acestor informații de la o sursă de încredere cu un istoric în furnizarea de servicii și soluții de energie regenerabilă este la fel de importantă.
Suntem Duke Energy Renewables și lucrăm cu profesioniști în domeniul sustenabilității în cadrul unor corporații importante, cum ar fi The Home Depot, Sprint și Ball Corporation, pentru a integra soluții sustenabile în operațiunile lor pentru a produce economii de energie și pentru a viza obiectivele de reducere a emisiilor de carbon. Suntem experți în a vă îndruma către economii de energie, independență energetică și suntem aici pentru a vă ajuta.
.