Nauka

Szalony wyścig po energię

Energia odnawialna – branża odporna na kryzys

Elektrownia słoneczna w bazie Nellis Air Force w Newadzie. Amerykanie do 2020 roku stworzą technologię pozyskiwania energii ze słońca, która da 1 wat energii za cenę znacznie poniżej 1 dolara . U.S. Department of Energy przeznaczył na ten cel 25 mln $. Elektrownia słoneczna w bazie Nellis Air Force w Newadzie. Amerykanie do 2020 roku stworzą technologię pozyskiwania energii ze słońca, która da 1 wat energii za cenę znacznie poniżej 1 dolara . U.S. Department of Energy przeznaczył na ten cel 25 mln $. Airman 1st Class Nadine Y. Barclay / U.S. Air Force
Wyścig o to, kto najszybciej przestawi energetykę na źródła odnawialne już trwa. I ma nawet swoich liderów - ci być może już za kilkanaście lat na dobre uniezależnią się od paliw kopalnych oraz energetyki jądrowej.

Tymczasem wielu znawców problematyki energetycznej w Polsce wciąż traktuje odnawialne źródła energii jak ciekawostkę – może interesująca ze względów technologicznych, ale gospodarczo nie mającą większego znaczenia. Ci „znawcy” niestety przeoczyli fakt, że technologie pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych – głównie z wiatru i Słońca – stworzyły obecnie najszybciej rozwijające się gałęzie przemysłu na świecie. Mimo kryzysu. Rok 2011 jest tego najlepszym dowodem.

Dziedziny te stały się też przedmiotem technologicznej i naukowej rywalizacji, w której uczestniczą największe laboratoria i mózgi na świecie. Nie ma dnia, by światowa prasa naukowa nie odnosiła o ważnych odkryciach dotyczących unowocześnień paneli fotowoltaicznych lub turbin wiatrowych.

Dwa ważne raporty
Na początku czerwca ukazały się dwa ważne raporty dotyczące  światowych inwestycji w eksploatację odnawialnych źródeł energii  w 2011 r. Pierwszy to raport organizacji United Nations Environment Programme (UNEP),  bazujący na danych pochodzących z agencji  Bloomberg New Energy Finance. Drugi, autorstwa międzynarodowej organizacji REN21, czyli Renewable Energy Policy Network  jest najważniejszym – dla rynków finansowych, inwestorów i naukowców – źródłem wiedzy o tym jakie są obecnie możliwości i skala wykorzystania źródeł odnawialnych. Oba raporty mówią mniej więcej to samo – w 2011r. na całym świecie zanotowano aż 17 procentowy wzrost inwestycji w tej dziedzinie. Ich wartość osiągnęła rekordową sumę 257 mld dolarów.

Ciekawostką jest fakt, że  w 2011 roku na pierwsze miejsce wysunęły się inwestycje  pozyskiwania energii słonecznej – szczególnie chodzi tu o instalacje fotowoltaiczne, czyli zamieniające energię Słońca w elektryczność . Było ich prawie dwa razy tyle, ile nowych instalacji wiatrowych (jeszcze dwa, trzy lata temu to inwestycje wiatrowe dominowały). Wzrost  w tej dziedzinie osiągnął 52 proc. i zamknął się sumą 147 mld dolarów. Złożyło się na to kilka czynników – przede wszystkim  rosnący bardzo rynek domowych, montowanych na dachach, paneli baterii słonecznych w Niemczech i we Włoszech, szybki wzrost produkcji i sprzedaży baterii słonecznych w Chinach, Indiach, w Wielkiej Brytanii i kilku innych państwach oraz kilka wielkoskalowych projektów (elektrowni słonecznych)  zrealizowanych w Hiszpanii i USA.

W 2011 r. największy wzrost inwestycji solarnych zanotowano w Indiach (62 proc.) – zamknął się sumą 12 mld dolarów. Wciąż jednak niekwestionowanym liderem w tej dziedzinie są Niemcy i wydaje się, że długo jeszcze nikt  tego pierwszeństwa im nie odbierze. W 2011 r. maksymalna moc zainstalowanych baterii fotowoltaicznych w tym kraju równała się ok. 25 tys. megawatów.

Jeszcze więcej ze Słońca
Przez lata technologia fotowoltaiczna rozwijała się w zaciszu laboratoriów naukowych i wciąż wszyscy powtarzali, że aby mogła się upowszechnić, baterie słoneczne muszą być tańsze i bardziej wydajne. Ten przełom nastąpił w 2011 r. Jeszcze w 2010 r. średnia opłacalność instalacji słonecznej wynosiła 1,50 dolara za wat. W styczniu 2011 było to już 1,30 dolara, a w końcu tego roku osiągnęła poziom 0,60 dolara. To spowodowało, że koszt samych baterii słonecznych – które znacznie udoskonalono i które stały się bardziej wydajne – spadł  o 50 proc. w ciągu 12 miesięcy. Ale też mało jest dziedzin technologicznych, które rozwijałyby się w tak zawrotnym tempie. Uważa się, że obecnie badania te osiągnęły maksimum rozwoju. W najlepszych i największych laboratoriach świata powołane są specjalne zespoły i placówki, które zajmują się tylko jednym – jak zwiększyć wydajność baterii słonecznych i uczynić je tańszymi. Jak je rozpowszechnić.

Oto kilka przykładów.

Jak w liściu, jak w naturze
Ogniwo, działające na podobieństwo zachodzącego w liściach roślin procesu fotosyntezy, zbudowano w Massachusetts Institute of Technology. Składa się ono z nanorurek węglowych, które kumulują energię niemal w 100 proc. Nanorurki formuje się w rodzaj anteny, która zbiera promieniowanie słoneczne, dzięki czemu można też znacznie zmniejszyć całe urządzenie.

Z kolei uczeni z norweskiej firmy ENSol AS opatentowali cienki, przezroczysty film do powlekania okien w domach, który działa jak ogniwo fotowoltaiczne. Film zawiera w sobie macierz cząsteczek metalowych o średnicy 10 nanometrów (nanometr to milionowa część milimetra). Ogranicza przepuszczalność świetlną szyby tylko o 8 – 10 proc. Oznacza to, że ogniwami słonecznymi będą mogły być w przyszłości szyby w oknach.

I jeszcze jeden przykład. Naukowcy z Laboratorium Cavendisha Uniwersytetu Cambridge, stworzyli hybrydowe ogniwa organiczne, w których rolę półprzewodnika odgrywa głównie pentacen, czyli organiczny związek chemiczny (węglowodór aromatyczny) zbudowany ze skondensowanych pierścieni benzenowych. Dzięki temu,  ogniwa z Cavendish pochwytują oczywiście światło czerwone, ale też część światła niebieskiego, traconego w typowych ogniwach. Normalnie, komórka fotowoltaiczna generuje tylko jeden elektron z każdego przechwyconego fotonu. Ogniwa z pentacenem generują z pojedynczego fotonu aż dwa elektrony. Dzięki temu ich wydajność wzrasta z 34 aż do 44 proc.

Kto odnawia najlepiej
Całość nakładów na energetykę światową, w której wykorzystywane są surowce kopalne (czyli węgiel, ropa i gaz), w 2011 r. wyniosła 302 miliardy dolarów. Jednak nakłady na eksploatację źródeł odnawialnych stały się porównywalne, gdyż pochłonęły w tym samym roku sumę 237 mld (wyłączając nakłady na elektrownie wodne). Zdaniem fachowców, jest pewne, że za kilka lat te proporcje się odwrócą.

W wielkości mocy instalacji pozyskujących energię z odnawialnych źródeł (wyłączając  z tego  siłownie rzeczne) od dwóch lat prowadzą Chińczycy, którzy nieznacznie (o miliard dolarów w wartościach inwestycji) wyprzedzają Stany Zjednoczone. Dalej są Niemcy, Hiszpania, Włochy, Indie i Japonia. Jednak w przeliczeniu zainstalowanej mocy na głowę mieszkańca, hierarchia ta przedstawia się już inaczej: w tej statystyce zdecydowanie prowadzą Niemcy, a za nimi sytuują się Hiszpanie, Włosi, Amerykanie, Japończycy, Chińczycy i Hindusi. To między innymi dlatego Niemców stać na deklarację całkowitego wycofania się z energetyki jądrowej do 2022 r. Już dzisiaj 20 proc. konsumowanej energii elektrycznej w tym kraju pochodzi ze źródeł odnawialnych. Biorąc pod uwagę technologiczny postęp w tej dziedzinie, za 10 lat Niemcy mogą dojść nawet do 50 proc. Ich śladem próbują iść inni. Obecnie 16,7 proc światowej konsumpcji energii pochodzi ze źródeł odnawialnych. Wartość ta będzie szybko rosnąć . Dlaczego?

- Pomimo wciąż trwającego kryzysu ekonomicznego na rynkach tradycyjnych – mówi Mohamed El-Ashry, przewodniczący organizacji REN21 – w zeszłym roku zainstalowano na świecie więcej energetycznych systemów odnawialnych aniżeli kiedykolwiek wcześniej. Wydaje się, że politycy w wielu państwach stali się przyjaźnie nastawieni do tych technologii, co było w dużej  mierze wywołane katastrofą w Fukushimie, ale też znacznym ich ulepszeniem oraz spadkiem cen.

Lepiej dla Ziemi i portfela
Biorąc pod uwagę te zmiany, w cytowanych raportach prognozuje się, że za kilka lat koszt wytworzenia energii elektrycznej z instalacji wiatrowej lub fotowoltaicznej będzie na całym świecie niższy od kosztu wytworzenia energii  przez elektrownie tradycyjne. Zwłaszcza, że energia produkowana przez elektrownie tradycyjne nigdzie na świecie nie tanieje, a wręcz przeciwnie –drożeje z racji restrykcji i wymogów środowiskowych. Tymczasem według autorów raportu tylko w 2011 roku koszty wytworzenia energii wiatrowej spadły o 9 proc., zaś o 30 proc. w przypadku instalacji fotowoltanicznej.

Już dzisiaj w takich krajach jak Niemcy, Dania, Włochy czy Hiszpania, a także na Hawajach, właściciel domu, którego dach jest pokryty panelami baterii słonecznych, płaci za energię elektryczną nieco mniej niż jego sąsiad czerpiący prąd z pobliskiej elektrowni wykorzystującej węgiel, ropę czy gaz. Należy jednak pamiętać, że w tej chwili właściciel taki płaci jeszcze za stosunkowo drogą technologię, nie za surowiec. Surowiec jest - i zawsze będzie - darmowy. Gdy koszty technologii z czasem bardziej spadną, różnica stanie się znacząco większa.  Do tego należy dodać zysk dla przyszłych pokoleń - zielona energia nie zatruwa środowiska.

Więcej na ten temat
Reklama

Czytaj także

Świat

Kontrowersyjna rolna rewolucja

Lada dzień na Ukrainie rozpocznie się rolna rewolucja. To najbardziej oczekiwana i kontrowersyjna obietnica Wołodymyra Zełenskiego.

Oleksandra Iwaniuk
25.01.2020
Reklama

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną