Obsah
- Úvod
- Historické využití obnovitelné energie v USA
- Mírné probuzení obnovitelné energie
- Vyšší ceny energie z fosilních paliv
- Zdroje fosilních paliv jsou vyčerpány
- Klimatická změna
- Vládní podpora obnovitelné energie
- Technologická vylepšení a nižší náklady
- Komercializace a infrastruktura
- Nedávné trendy v obnovitelné energii
- Trendy do budoucnosti
- Kde budou umístěny nové obnovitelné projekty?
Obnovitelné zdroje energie: Obnovitelné zdroje energie lze využít bez snížení množství, které lze v budoucnu vyrobit. Větrná a sluneční energie jsou příklady obnovitelných zdrojů energie. Autorské právo na obrázky iStockphoto / Fernando Alonso Herrero.
Úvod
„Obnovitelná energie“ je energie vyrobená ze zdroje, který není trvale vyčerpán. Sluneční světlo, vítr, tekoucí voda, geotermální teplo a rostliny jsou příklady obnovitelných zdrojů energie. Mohou být vyráběny dnes, aniž by tím byla narušena jejich schopnost být produkována v budoucnosti.
V posledním desetiletí se využívání obnovitelné energie stává pro lidi, průmysl a vlády stále důležitější. Proč? Obnovitelné zdroje energie nejsou vyčerpány, stávají se levnějšími a mají jemnější dopad na životní prostředí.
Statistika obnovitelných zdrojů energie: V roce 2009 představovala obnovitelná energie přibližně osm procent výroby / spotřeby energie ve Spojených státech. Z toho množství tvořilo sluneční, geotermální, větrná, vodní energie a biomasa alespoň 1% z celkové částky. Zdroj: Správa energetických informací.
Obnovitelná spotřeba energie: Trendy ve výrobě a spotřebě obnovitelné energie od roku 1950 do roku 2009. Množství energie vyrobené z obnovitelných zdrojů se postupem času neustále zvyšuje. Nejvýznamnější je rychlý růst biopaliv a větru během posledního desetiletí. Zdroj: Správa energetických informací.
Historické využití obnovitelné energie v USA
Ve Spojených státech byly vždy dva důležité zdroje obnovitelné energie energie ze dřeva a vody. Živočišná síla může být také považována za důležitý časný zdroj obnovitelné energie. Ty představovaly téměř veškerou energii vyrobenou ve Spojených státech, dokud těžba uhlí nezačala v polovině 17. století a těžba ropy a plynu nebyla zahájena v polovině 18. století.
Jakmile byla výroba fosilních paliv komercializována, dřevo a voda byly postupně nahrazovány jako primární paliva. Zásobování energetických potřeb domu nebo továrny z fosilních paliv než ze dřeva nebo vody bylo levnější a pohodlnější. Fosilní paliva se stala novým primárním palivem. Dnes - o více než 100 let později - jsou stále v tomto dominantním postavení.
Spotřeba obnovitelné energie podle odvětví: Trendy ve výrobě a spotřebě obnovitelné energie podle odvětví od roku 1950 do roku 2009. Využívání obnovitelné energie v elektroenergetickém a průmyslovém odvětví neustále roste. V posledním desetiletí došlo k explozi v odvětví dopravy. Zdroj: Správa energetických informací.
Agentura pro ochranu životního prostředí Spojených států připravila tuto mapu potenciálu výroby větrné energie na stupnici užitného měřítka. Nejtmavší modré oblasti mají potenciál wattů na metr čtvereční přes 800. Image EPA.
Mapa potenciálu sluneční energie: Národní laboratoř pro obnovitelnou energii zveřejnila řadu map potenciálu sluneční energie. Jihozápadní USA mají největší potenciál pro projekty sluneční energie. Podrobnější informace.
Mírné probuzení obnovitelné energie
Fosilní paliva umožňovala industrializaci Spojených států, ale jejich použití bylo hlavně seskupeno kolem dolů a studní, dokud nebyly vyvinuty účinné způsoby přepravy. V oblastech daleko od ložisek uhlí, ropy a zemního plynu pokračovala síla národa ve vodě, dřevu a někdy i větru.
Od roku 1970 poskytují obnovitelné zdroje energie ve Spojených státech pouze asi 5% až 7% spotřeby energie. V posledních deseti letech však byla obnovitelné energii věnována větší pozornost. Důvody této zvýšené pozornosti zahrnují:
Vyšší ceny energie z fosilních paliv
Ceny ropy, zemního plynu a uhlí neustále rostou a ceny fosilních paliv mohou být volatilní a nepředvídatelné. Ačkoli byla energie z obnovitelných zdrojů v minulosti dražší, rozdíl nákladů se s rostoucími cenami fosilních paliv snižuje.
Zdroje fosilních paliv jsou vyčerpány
Když těžba uhlí začala v polovině 17. století, byly uhelné sloje poblíž povrchu jako první využity. Postupem času se těžily nejjednodušší těžba a uhlí nejvyšší kvality. To, co zůstane dnes, je obvykle těžší těžit nebo má nižší kvalitu.
Průzkum ropy a zemního plynu rychle našel největší a nejhlubší ložiska. Cíle průzkumu jsou dnes často menší, hlubší a nacházejí se v obtížných prostředích, jako je hluboký oceán nebo Arktida.
Klimatická změna
Fosilní paliva jako ropa, zemní plyn a uhlí jsou bohatá ložiska uhlíku pohřbeného hluboko na Zemi. Tam se hromadili pomalu po stovky milionů let.
Při spalování fosilních paliv se jejich uhlík vrací do atmosféry ve formě oxidu uhličitého - skleníkového plynu, který přispívá ke globálnímu oteplování a změně klimatu. Asi za dvě stě let lidé vyprodukovali a spálili významnou část fosilních paliv Země, která je poslala do atmosféry téměř milionkrát rychleji, než byla odstraněna, aby vytvořila fosilní paliva.
Vládní podpora obnovitelné energie
Vlády na celém světě dnes akceptují skutečnost, že spalování fosilních paliv rychle mění atmosféru Země, což vede ke změně klimatu, která má mnoho nežádoucích dopadů. Ve snaze zpomalit uvolňování oxidu uhličitého do životního prostředí vlády nabízejí granty, daňové pobídky a další programy určené na podporu rozvoje obnovitelných zdrojů energie.
Technologická vylepšení a nižší náklady
Zatímco ceny fosilních paliv rostou, náklady na výrobu solárních panelů, geotermálních systémů, větrných turbín a dalších zařízení obnovitelné energie klesají na základě ceny za BTU. Zatímco náklady na energii z obnovitelných zdrojů jsou stále vysoké, cenový trend je příznivým směrem. Tehdy může mít státní podpora velký význam.
Komercializace a infrastruktura
Po dokončení více projektů obnovitelné energie se zlepšuje jejich schopnost bezproblémové integrace s budovami, vozidly a primárními zdroji energie. Masová výroba snižuje ceny a rostoucí míra adopce zvyšuje dostupnost spolehlivého vybavení, dílů a odborných znalostí.
Přestože všechny výše uvedené skutečnosti naznačují, že jsme na okraji exploze obnovitelných zdrojů energie, stále jsme nepřekročili důležité cenové body a proniknutí na trh, aby obnovitelné zdroje energie byly samy začínající a soběstačné. Proto se vlády pokoušejí podpořit přijetí a zdokonalení systémů obnovitelné energie.
Mapa geotermální energie: Národní geotermální datový systém zveřejnil mapu geotermálního potenciálu pro Spojené státy americké. Ukazuje, že instalace geotermálního tepelného čerpadla mohou být úspěšná v celé zemi (lehké opálení), oblasti s přímým použitím při nízkých teplotách (do 100 stupňů C) jsou v západních USA bohaté (oranžové) a několik států má potenciální umístění pro elektrické výroba energie, kde teploty podpovrchové vody jsou vyšší než 100 ° C (červená). Ne každé umístění uvedené v těchto barvách bude vhodné z důvodu místních podmínek země, předpisů o využívání půdy a dalších faktorů. Podrobnější informace.
Nedávné trendy v obnovitelné energii
Obnovitelná energie v současnosti představuje asi 8,20% spotřeby energie ve Spojených státech. Většina z toho pochází z biomasy a vodních zdrojů. Od roku 1995 vzrostlo množství energie vyrobené z obnovitelných zdrojů o 15,9%. Pokud Spojené státy doufají, že do roku 2025 bude vyrobeno 25% energie z obnovitelných zdrojů, bude zapotřebí obrovského tlaku.
Nejrychleji rostoucím obnovitelným zdrojem energie od roku 1995 byla větrná energie. Implementace větrné energie prudce vzrostla o více než 2000%. Ačkoli se jedná o velkolepý růst, vítr přispívá méně než 3/4% dodávek energie národům.
Od roku 1995 solární energie vzrostla o více než 55% a rychlý pokles ceny solárních panelů za kilowatty by měl podpořit budoucí růst. Geotermální rostla téměř 27%. Díky novým technologiím a vyšším cenám fosilních paliv jsou nyní projekty geotermálního vytápění prostorem konkurenceschopné s fosilními palivovými jednotkami.
Mapa potenciálu vodní energie: Americké ministerstvo energetiky zveřejnilo mapy ukazující současné využití a budoucí rozvojový potenciál vodní energie ve Spojených státech. Většina oblastí se nachází tam, kde potoky protékají oblastmi s alespoň mírným lokálním reliéfem. Podrobnější informace.
Trendy do budoucnosti
Budoucnost obnovitelné energie je velmi jasná. Náklady na BTU klesaly. Zlepšují se způsoby jejich hladké integrace do budov, vozidel a primárních zdrojů energie. Obavy ze změny klimatu motivují vlády k podpoře projektů obnovitelné energie pomocí grantů, daňových úlev a dalších pobídek.
Projekty obnovitelné energie téměř vždy pomáhají Spojeným státům stát se více energeticky nezávislými. Důvodem je, že projekty obnovitelné energie se obvykle nacházejí blízko místa, kde bude energie spotřebována. To snižuje jejich dopad na životní prostředí, snižuje náklady a dává vládám pobídky ke snižování zahraniční závislosti.
Kde budou umístěny nové obnovitelné projekty?
Příležitosti pro projekty obnovitelné energie existují v lokalitách po celých Spojených státech. Geotermální tepelná čerpadla mohou mít ekonomický smysl téměř na každém místě ve Spojených státech, kde jsou vhodné podmínky pro pozemní a místní rozvoj. Západní USA jsou obzvláště požehnány širokými oblastmi s vysokým potenciálem pro větrné, vodní, solární a geotermální projekty (viz mapy na této stránce).
Využívání obnovitelné energie by mělo v příštím desetiletí rychle růst, protože jejich technologie se stanou efektivnějšími a konkurenceschopnějšími s fosilními palivy. Náklady, cíle ochrany klimatu a ideály energetické nezávislosti jim pomohou uspět.