Kommersialisering av förnybar energi: tekniker, marknad och global utveckling

Kommersialisering av förnybar energi: insikter om tekniker, marknader och global utveckling för investeringar, policy och hållbar tillväxt.

Översikt och tekniker

Kommersialisering av förnybar energi omfattar många olika tekniker, bland annat solceller, solvärmeverk, solvärme- och kylsystem, vindkraft, vattenkraft, geotermisk energi, biomassa och havsenergisystem. Varje teknik befinner sig i olika utvecklingsstadier: vissa, som sol- och vindkraft, är kommersiellt mogna och storskaligt konkurrenskraftiga, medan andra — till exempel våg- och tidvattenkraft samt vissa former av djupgeotermi — fortfarande ofta befinner sig i demonstrations- eller tidig kommersialiseringsfas.

Marknad, investeringar och tillväxt

Förnybara energikällor bidrog med 19 procent av vår energiförbrukning och 22 procent av vår elproduktion 2012 respektive 2013. Både moderna förnybara energikällor som vattenkraft, vindkraft, solkraft och biobränslen och traditionell biomassa bidrog till ungefär lika delar till den globala energiförsörjningen. De globala investeringarna i förnybar teknik uppgick 2013 till mer än 214 miljarder US-dollar, och länder som Kina och USA investerade kraftigt i vindkraft, vattenkraft, solenergi och biobränslen.

Under det följande decenniet har marknaden fortsatt att växa kraftigt. Viktiga drivkrafter är kostnadsfall för solceller och onshorevind, förbättrade finansieringsmekanismer, offentliga upphandlingssystem (t.ex. auktionssystem) och klimatomställningspolitik. Kostnaderna för sol- och vindkraft har i många regioner sjunkit dramatiskt, vilket gjort nybyggd förnybar el ofta billigare än ny fossileldad el på många marknader. Investeringarna har också breddats till att omfatta energilagring (batterier), smarta nät och uppkopplade lösningar.

Geografisk spridning och energisäkerhet

Förnybara energiresurser finns över stora geografiska områden, till skillnad från andra energikällor som är koncentrerade till ett begränsat antal länder. Snabbt utnyttjande av förnybar energi och energieffektivitet leder till betydande energitrygghet, begränsning av klimatförändringarna och ekonomiska fördelar. I internationella opinionsundersökningar finns det ett starkt stöd för att främja förnybara energikällor som sol- och vindkraft. På nationell nivå har minst 30 länder runt om i världen redan förnybar energi som bidrar med mer än 20 procent av energiförsörjningen. De nationella marknaderna för förnybar energi förväntas fortsätta att växa kraftigt under det kommande decenniet och därefter.

Landsbygdsområden och utveckling

Många projekt för förnybar energi är storskaliga, men förnybar teknik lämpar sig också väl för landsbygdsområden och avlägsna områden, där energi ofta är avgörande för människans utveckling. Globalt sett beräknas miljontals hushåll få el från små solcellssystem. Mikrohydrauliska system som konfigureras till mininät i by- eller landskapsskala betjänar många områden. Mer än 30 miljoner hushåll på landsbygden får belysning och matlagning från biogas som framställs i kokare i hushållsskala. 160 miljoner hushåll använder sig av spisar som drivs med biomassa.

I praktiken används flera affärsmodeller för att nå landsbygdsbefolkningar:

• Pay-as-you-go (PAYG) och mikrokrediter för små solcellsystem.
• Lokalt ägande och samhällsdrivna mininät som kombinerar sol, batterier och småskalig vattenkraft.
• Tekniköverföring och kapacitetsuppbyggnad för drift och underhåll i lokal regi.

Nätintegration och energilagring

En av de största kommersiella och tekniska utmaningarna för ökad andel förnybar el är integration i kraftsystemet. Intermittenta källor kräver flexibilitet i form av:

• Energi- och effektlager (t.ex. litiumjonbatterier, pumped hydro, tryckluftslagring)
• Flexibla kraftverk och demand response
• Utbyggnad och digitalisering av elnät (smart grid) för att hantera distribution och balans

Utvecklingen inom batteriteknik har sänkt kostnaderna och möjliggjort snabbare kommersialisering av energilagring, vilket underlättar större andelar variabel förnybar energi i nationella nät.

Affärsmodeller och policyinstrument

Kommercialisering drivs både av marknadsbaserade mekanismer och politiska instrument. Vanliga åtgärder inkluderar:

• Auktionssystem för att tilldela kontrakt till lägsta kostnad
• Subventioner och skatteincitament för tidiga marknader
• Netto-mätning och nettodebitering för distribuerad elproduktion
• Regler för nätanslutning och systemavgifter som påverkar investeringsvilja

Företags- och industrikunder driver även efterfrågan genom gröna kraftavtal (PPAs) och interna hållbarhetsmål.

Utmaningar och hållbarhet

Trots framgångarna finns flera utmaningar:

• Intermittens och behovet av flexibla systemlösningar.
• Miljö- och markanvändningsfrågor vid storskaliga projekt.
• Hållbarhet i leverantörskedjor — tillgång till kritiska råmaterial för solceller, vindturbiner och batterier.
• Regulatoriska hinder, tillståndsprocesser och social acceptans.
• Behovet av investeringar i nät, lagring och kompetens för drift och underhåll.

Innovationer och framtidsutsikter

Framväxande områden som kan påverka kommersialiseringen starkt inkluderar:

• Storskalig batterilagring och andra lagringstekniker.
• Power-to-X (t.ex. grön vätgas) för sektorkoppling mellan el, industri och transport.
• Digitalisering och AI för optimering av drift och prognoser.
• Offshorevind (särskilt flytande vind) som öppnar nya havsområden.

Sammanfattningsvis har kommersialiseringen av förnybar energi gått från nisch till storskalig marknad i många delar av världen. Fortsatt kostnadsnedgång, politisk vilja, teknisk innovation och lösningar för nätintegration kommer att avgöra hur snabbt och i vilken omfattning förnybar energi tar över från fossila källor i olika sektorer.

Motivering för förnybara energikällor

Klimatförändringar, föroreningar och osäker energiförsörjning är betydande problem som kräver stora förändringar i energiförsörjningen och energianvändningen för att kunna åtgärdas. Tekniken för förnybar energi är en viktig del av energiförsörjningsportföljen, eftersom den bidrar till en tryggad energiförsörjning i världen, minskar beroendet av fossila bränslen och bidrar till att minska utsläppen av växthusgaser. Klimatstörande fossila bränslen håller på att ersättas av rena, klimatstabiliserande, icke utarmbara energikällor: I globala opinionsundersökningar finns det ett starkt stöd för att främja förnybara energikällor som sol- och vindkraft, kräva att allmännyttiga företag använder mer förnybar energi och ge skatteincitament för att uppmuntra utveckling och användning av sådan teknik.

EU:s medlemsländer har ambitiösa mål för förnybar energi. År 2010 genomförde Eurobarometern en enkät bland de 27 EU-medlemsstaterna om målet att "öka andelen förnybar energi i EU med 20 procent till 2020". De flesta människor i alla tjugosju länder godkände antingen målet eller krävde att det skulle gå längre.

Sedan 2011 har nya bevis visat att det finns stora risker med traditionella energikällor och att det behövs stora förändringar i mixen av energiteknik. Flera gruvtragedier i världen har understrukit de mänskliga konsekvenserna av kolförsörjningskedjan. Nya EPA-initiativ som riktar in sig på luftföroreningar, kolaska och utsläpp av avloppsvatten belyser kolets miljöpåverkan och kostnaderna för att åtgärda den med hjälp av kontrollteknik. Händelserna vid kärnkraftverket i Fukushima har förnyat tvivlen på förmågan att driva många kärnkraftverk på ett säkert sätt på lång sikt. Kostnadsberäkningarna för nästa generations kärnkraftverk fortsätter att stiga, och långivarna är ovilliga att finansiera dessa anläggningar utan garantier från skattebetalarna.

Allmänhetens globala stöd för energikällor, baserat på en undersökning av Ipsos (2011).

Frågor och svar

F: Vilka är några exempel på förnybar energiteknik?

F: Hur mycket bidrog förnybara energikällor till den globala energikonsumtionen 2012 och 2013?

F: Hur mycket investerades globalt i förnybar teknik under 2013?

F: Finns det några länder där en stor andel av energiförsörjningen kommer från förnybara energikällor?

F: Finns det några fördelar i samband med användningen av förnybar energi?

F: Finns det offentligt stöd för att främja förnybara energikällor?

Sök med bokstav