Odnawialne źródła energii nie są nowością – są wykorzystywane przez człowieka od wieków. Nawet pierwszy żaglowiec był napędzany naturalną energią, taką jak przypływy i wiatr. Jednak wraz z rozpoczęciem rewolucji przemysłowej, uwaga została przeniesiona z zasobów odnawialnych na skoncentrowaną energię zawartą w paliwach kopalnych. Energia ta była następnie przekształcana w energię elektryczną, a następnie wykorzystywana do zasilania statków i ich transportu.

Energia geotermalna

Energia geotermalna jest stosunkowo niedrogim i zrównoważonym rozwiązaniem potrzeb energetycznych w wielu regionach świata. Może ona pomóc krajom w zmniejszeniu zależności od paliw kopalnych, jednocześnie rozwiązując kwestie globalnego ocieplenia i zdrowia publicznego. Według stanu na 2013 r. działało około 11 700 megawatów dużej mocy geotermalnej na skalę użytkową. Obiekty te wyprodukowały 68 miliardów kilowatogodzin energii. Na przykład elektrownie geotermalne w Islandii i Salwadorze zaspokajają obecnie około 25 procent całkowitego zapotrzebowania tych krajów na energię elektryczną.

Elektrownie geotermalne wykorzystują ciepło z podziemnych zbiorników. Zbiorniki te mogą mieć setki stóp głębokości – ten fragment jest skutkiem wysiłków zespołu strony Media w pigułce. Pojedyncza elektrownia geotermalna może wyprodukować ilość energii wystarczającą do zaopatrzenia tysięcy domów i firm. Ciepło wytwarzane przez energię geotermalną może być również zwrócone do ziemi, co przedłuża żywotność źródła ciepła. Istnieje kilka różnych typów elektrowni geotermalnych. Najprostsza metoda wykorzystuje suchą parę, która przechodzi przez turbinę i skrapla się z powrotem do wody. Ponadto istnieją elektrownie parowe, które bazują na zbiornikach gorącej wody. Ciepło wytwarzane przez te elektrownie gwałtownie odparowuje wodę i napędza turbinę.

Energia geotermalna jest czystym i zrównoważonym źródłem energii. Może być wykorzystywana do ogrzewania, chłodzenia i produkcji energii elektrycznej. Jest to odnawialne źródło energii, które wymaga minimalnych inwestycji i minimalnego śladu środowiskowego. Jest obiecującą alternatywą dla paliw kopalnych i szybko rozwija się technologicznie.

Chociaż energia geotermalna nie została jeszcze komercyjnie rozwinięta w Kolumbii, jest ona rozwijana w kilku regionach. Szacuje się, że do 2025 r. elektrownie geotermalne w Kolumbii będą produkować do 1400 GWh energii elektrycznej rocznie, co stanowi blisko 1,65% szacowanego zapotrzebowania kraju na energię elektryczną. Ponadto, gdy wykorzystany zostanie pełny potencjał energii geotermalnej, oczekuje się, że będzie ona produkować do 17 400 GWh rocznie, co zaspokoiłoby około 20% całkowitego zapotrzebowania Kolumbii.

Energia słoneczna

W miarę spadku zapotrzebowania na paliwa kopalne, energia słoneczna będzie coraz bardziej popularną opcją zasilania naszych domów, firm i innych obszarów. Przyszłość energii słonecznej będzie również zależała od tego, jak technologie słoneczne będą współdziałać z innymi technologiami energetycznymi. Na przykład, pojawienie się nowych czystych paliw i zwiększona elektryfikacja budynków wpłyną na energię słoneczną i jej zastosowania. Zmiany te wpłyną również na cały system energetyczny, kładąc większy nacisk na sprawiedliwość i gospodarkę cyrkulacyjną. Studium Solar Futures, oparte na obszernej analizie przeprowadzonej przez NREL, opisuje przyszłą rolę energii słonecznej w światowym systemie energetycznym.

W badaniu tym wykorzystano trzy scenariusze do oceny przyszłego potencjału energii słonecznej. Pierwszy to przypadek bazowy, wykorzystujący obecne polityki i trendy, a drugi to scenariusz dekarbonizacji i elektryfikacji, który zakłada, że Stany Zjednoczone osiągną pełną dekarbonizację do 2050 r., a sieć elektryczna znacznie się rozrośnie. Następnie naukowcy zbadali wpływ każdego ze scenariuszy, analizując możliwości integracji systemów słonecznych, kooptymalizacji z pojazdami elektrycznymi oraz recyklingu i ponownego wykorzystania systemów słonecznych.

Nowe technologie sprawiają, że panele słoneczne są również bardziej wydajne. Nowsze technologie obniżają koszty paneli słonecznych, a moduły o wyższej wydajności będą dostępne za kilka lat. Dzięki tym postępom energia słoneczna stanie się głównym źródłem energii elektrycznej w wielu regionach świata do 2030 roku. Postępy te sprawią również, że energia słoneczna stanie się bardziej przyjaznym dla środowiska wyborem, przyczyniając się do zmniejszenia śladu węglowego i spadku emisji gazów cieplarnianych.

Coraz więcej inżynierów i naukowców jest przekonanych, że konwersja słoneczna będzie stanowić duży procent światowego zapotrzebowania na energię elektryczną. Technologia ta może rywalizować z obecnie używanymi elektrowniami megawatowymi. Co więcej, energia słoneczna będzie wkrótce konkurencyjna cenowo w stosunku do paliw kopalnych. Na niektórych rynkach pozostaje jednak droga.

Energia wiatrowa

Energia wiatrowa jest odnawialnym źródłem energii, które jest wolne od jakiejkolwiek toksyczności. Nie zanieczyszcza powietrza ani wody, wytwarza znikome emisje gazów cieplarnianych. Ponadto nie emituje toksycznych związków chemicznych, które mogą powodować różne problemy, w tym korodowanie budynków oraz problemy z sercem i układem oddechowym u ludzi.

Energia wiatrowa zyskuje na popularności i prawdopodobnie w przyszłości będzie wykorzystywana w wielu regionach. Jednak potencjał energii wiatrowej na lądzie jest ograniczony z powodu nierówności terenu. W związku z tym rozwój energii wiatrowej będzie prawdopodobnie koncentrował się na określonych obszarach. Z tego powodu, turbiny wiatrowe będą prawdopodobnie budowane w bardziej miejskich środowiskach.

Przemysł wiatrowy stara się przezwyciężyć niektóre z wyzwań, które były związane z przejściem na energię odnawialną. Na przykład opracowywane są nowe technologie dla ekologicznych stalowych i drewnianych wież wiatrowych. Ponadto, współpracuje z łańcuchem dostaw w celu opracowania programów recyklingu łopat wiatrowych. Pomaga to branży w wprowadzaniu innowacji i obniżaniu kosztów. Tworzy to również nowe rynki dla energii wiatrowej i pomaga w przeniesieniu miejsc pracy związanych z ropą naftową na zieloną energię.

W miarę jak energia wiatrowa staje się coraz bardziej powszechna, cena turbin wiatrowych znacznie spadła. Wynika to ze zwiększonego popytu i postępu technologicznego. Dodatkowo, turbiny wiatrowe sprawiają, że właściciele gruntów są w stanie zarobić dodatkową gotówkę z wynajmu swojej ziemi. Energia wiatrowa zapewnia również nowe miejsca pracy w dziedzinie inżynierii.

Ponieważ przemysł wiatrowy wciąż się rozwija, istnieje ogromne zapotrzebowanie na wykwalifikowanych ludzi, którzy mogą przy nim pracować. Przemysł wiatrowy zatrudnia ponad milion osób na całym świecie i oczekuje się, że w najbliższych latach liczba miejsc pracy wzrośnie.

Bioenergia

Bioenergia jest potencjalnym źródłem energii odnawialnej w przyszłości. Chociaż obecnie stanowi ona skromny udział w dostawach energii pierwotnej, oczekuje się, że w nadchodzących dekadach znacznie wzrośnie. Wraz z odchodzeniem rządów od węgla i ropy naftowej wzrośnie zapotrzebowanie na biomasę pochodzącą z lasów. Produkcja biogazu wzrosła prawie czterokrotnie w latach 2006-2015, a w UE biomasa stała stanowi już prawie połowę energii odnawialnej. Ponadto duża część biomasy jest już wykorzystywana do ogrzewania mieszkań.

W Stanach Zjednoczonych przewiduje się, że nowoczesna bioenergia będzie stanowić około połowy energii odnawialnej zużywanej w 2017 roku. To cztery razy więcej niż wiatr i fotowoltaika łącznie. Bioenergia jest wykorzystywana przede wszystkim do dostarczania ciepła, które ma kluczowe znaczenie dla budynków i przemysłu. Przewiduje się, że do 2023 roku bioenergia będzie stanowić 3% światowej produkcji energii elektrycznej i 4% zapotrzebowania na energię w transporcie. Przed 2010 rokiem biopaliwa produkowane na potrzeby transportu rosły w tempie 10% rocznie. Od 2010 do 2016 roku produkcja bioenergii rosła średnio o 6,5% rocznie.

Pomimo swojego potencjału, bioenergia jest branżą wymagającą dużych zasobów. Oznacza to, że koszty wytwarzania energii elektrycznej przy jej użyciu będą prawdopodobnie rosły. Ponadto, ponieważ bioenergia wymaga dużych ilości ziemi, w dłuższej perspektywie będzie kosztowna. W związku z tym, to źródło paliwa nie jest najlepszym wyborem na przyszłość.

Bioenergia będzie w przyszłości konkurować z innymi źródłami odnawialnymi. Prawdopodobnie będzie wykorzystywana w mieszance w celu zaspokojenia popytu. Celem jest uczynienie bioenergii bardziej opłacalnym źródłem energii odnawialnej. Może konkurować z innymi źródłami odnawialnymi, takimi jak skoncentrowana energia słoneczna, magazynowanie w akumulatorach oraz gaz ziemny z wychwytywaniem dwutlenku węgla.

Biogaz

Biogaz jest alternatywą energetyczną, która może być wytwarzana z materiałów organicznych, takich jak odpady rolnicze i odpady spożywcze. Technologia ta jest opłacalnym, odnawialnym źródłem energii. Może być produkowana na małą skalę i jest realnym rozwiązaniem dla społeczności, które nie mają dostępu do paliw konwencjonalnych.

Biogaz powstaje z kilku różnych źródeł, w tym odpadów, i ma kilka potencjalnych zastosowań, w tym wytwarzanie energii elektrycznej, ciepła i procesy przemysłowe. Jest również wykorzystywany jako biopaliwo dla pojazdów. Według Amerykańskiej Rady Biogazu, biogaz może wyprodukować 103 biliony kilowatogodzin energii elektrycznej każdego roku, co zmniejszyłoby ślad węglowy prawie 117 milionów samochodów osobowych.

Oprócz bycia czystym źródłem energii, biogaz może być wykorzystywany do generowania zatrudnienia dla ludzi ze wszystkich środowisk. Jest stosunkowo tani w produkcji i montażu, co czyni go realną opcją dla społeczności wiejskich i miejskich. Biogazownia może również generować tanią energię elektryczną dla domów i przedsiębiorstw.

Biogaz może być produkowany z różnych źródeł, w tym z pozostałości po uprawach, biomasy drzewnej, a nawet z dedykowanych upraw energetycznych. Proces obejmuje konwersję termochemiczną, współfermentację i suchą fermentację. Biogaz jest już produkowany w niektórych krajach, w tym w Stanach Zjednoczonych.

Biogaz jest neutralną pod względem emisji dwutlenku węgla alternatywą dla paliw kopalnych. Jest również konkurencyjny cenowo w stosunku do innych paliw transportowych. Może być przechowywany i rozprowadzany na duże odległości z wykorzystaniem istniejących rurociągów gazu ziemnego, co ułatwia przejście z paliw kopalnych. Firma Nature Energy rozpoczęła niedawno dostawy biometanu dla Shell Energy Europe.

Biogaz to podobne do gazu ziemnego źródło energii, które jest odnawialne, ale wymaga przetworzenia do wyższych standardów czystości. Proces ten obejmuje usunięcie dwutlenku węgla, siarkowodoru i wody. Rezultatem jest biometan o wyższej zawartości metanu, co czyni go źródłem energii, które może konkurować z konwencjonalnym gazem ziemnym.