Intensīvākajam globālajam klimata mainīgumam un pieaugošajam spiedienam no fosilo enerģijas avotu izsīkuma fona dēļ atjaunojamā energija ir kļuvusi par globālās enerģētiskās sistēmas pārveides centrālo virzienu. Starptautiskās Enerģētikas aģentūras (IEA) un Starptautiskās Atjaunojamo energoresursu aģentūras (IRENA) prognozes liecina, ka nākamajā desmitgadē atjaunojamā energija paātrināti pāriet no "papildu enerģijas avota" līdz "galvenajam enerģijas avotam". Tās attīstībā parādās četri galvenie trendi: paātrināta tehnoloģiju iterācija, nepārtraukta izmaksu samazināšanās, diversificētas lietojuma scenārijas un dziļāka globāla koordinācija. Aiz datiem slēptā loģiskā ķēde skaidri ved pie secinājuma: līdz 21. gadsimta vidum atjaunojamā energija veidos pusi vai pat vairāk no globālās enerģijas patēriņa.
I. Tehnoloģiskie izcilības: Lēciena veida uzlabojums no "izmantojams" līdz "efektīvs"
Atjaunojamās enerģijas attīstība ļoti atkarīga no tehnoloģiskā progresa, un pašreizējās inovācijas fotovoltaikā (PV), vēja enerģijā, enerģijas uzglabāšanā un citās jomās ir iekļuvušas "eksplodējošā fāzē". Piemēram, ņemot fotovoltaiku, pēdējo desmit gadu laikā tās elektroenerģijas ražošanas efektivitāte ir palielinājusies no 15%-18% līdz 22%-24% (monokristāliskā silīcija pamata līmenis). Perovskīta-silīcija dubultslāņu elementu laboratorijas efektivitāte pat ir pārsniegusi 33,7% (NREL dati, 2023), kas ir vairāk nekā par 50% augstāk salīdzinājumā ar tradicionālajām tehnoloģijām. Attiecībā uz izmaksām, globālās svērtās vidējās elektrības ražošanas izmaksas (LCOE) fotovoltaikā ir kritušās no 0,381 USD par kWh 2010. gadā līdz 0,044 USD par kWh 2023. gadā (IRENA), samazinoties par 88%. Dažos reģionos ar labvēlīgiem saules resursiem fotovoltaikas elektroenerģijas cenas ir kritušas zem 0,01 USD par kWh (piemēram, Dubajas projekts Apvienotajos Arābu Emirātos, tuvajos Austrumos).
Energoakumulācijas tehnoloģijā panāktie izcilības ir atslēga, lai risinātu atjaunojamās enerģijas nepastāvības problēmu. Litija jonu bateriju uzglabāšanas izmaksas ir samazinājušās par 88%, no 1100 USD par kWh 2010. gadā līdz 132 USD par kWh 2023. gadā (BloombergNEF). Arī jaunas tehnoloģijas, piemēram, nātrija jonu baterijas un plūsmas baterijas, paātrina komercielaižņu procesu — 2023. gadā Ķīnā pievienotā jaunās enerģētikas uzstādītā jauda sasniedza 31,39 GW (Nacionālā enerģētikas pārvalde), kas ir vairāk nekā 160% pieaugums salīdzinājumā ar iepriekšējo gadu, kur litija baterijas veido vairāk nekā 95%. Nākotnē, kad pilnveidosies tehnoloģijas, piemēram, cietvielu baterijas un gravitācijas enerģijas uzglabāšana, enerģijas uzglabāšanas sistēmas atbalstīs lielāku atjaunojamās enerģijas integrāciju tīklā.
II. Tirgus paplašināšanās: globāla popularizācija no „politikas vadīta” uz „ekonomikas vadītu”
Tehnoloģiskā izmaksu samazināšana tieši uzlabojusi atjaunojamās enerģijas ekonomisko konkurētspēju. Saskaņā ar IEA statistiku, 2023. gadā atjaunojamā enerģija veidoja 86% no pasaules jaunās uzstādītās jaudas (fotovoltaikai piekrītot 65% un vēja enerģijai 21%), pirmo reizi pārsniedzot fosilo enerģiju (14%). Šis trends īpaši izcelies jaunattīstības tirgos: Indijā atjaunojamās enerģijas uzstādītā jauda 2023. gadā pieauga par 22% (sasniedzot 199 GW); Vjetnamā fotovoltaikas uzstādītā jauda strauji pieauga no mazāk nekā 1 GW 2018. gadā līdz 22 GW 2023. gadā; lai gan Āfrikā bāzes rādītājs ir zems (kopējā uzstādītā jauda aptuveni 120 GW), tās jaunās atjaunojamās enerģijas investīcijas 2023. gadā palielinājās par 35% salīdzinājumā ar iepriekšējo gadu, un fotovoltaikas tenders cenās valstīs, piemēram, Kenijā un Dienvidāfrikā, atkārtoti sasniedza jaunus zemākos rekordus.
No ilgtermiņa pieprasījuma viedokļa globālās enerģētikas struktūras "dekarbonizācijas" mērķis piespiež paātrināti aizstāt atjaunojamos energoresursus. Saskaņā ar IRENA Pasaules enerģētikas pārejas perspektīvu 2023. gadam, lai sasniegtu Parīzes nolīguma 2°C temperatūras kontroles mērķi, līdz 2030. gadam pasaules atjaunojamās enerģijas jaudai jāsasniedz 11,2 TW (gandrīz trīs reizes vairāk nekā 3,9 TW 2023. gadā), tostarp 6,3 TW saules enerģijai un 3,5 TW vēja enerģijai; līdz 2050. gadam atjaunojamajiem energoresursiem jāapmierina vairāk nekā 80% no pasaules elektrības pieprasījuma (pašlaik aptuveni 30%). Tirgus pētniecības uzņēmums Wood Mackenzie prognozē, ka kopējie pasaules ieguldījumi atjaunojamajā enerģētikā periodā no 2024. līdz 2035. gadam pārsniegs 11 triljonus ASV dolāru, kurā Austrumāzijas un Klusā okeāna reģions veidos vairāk nekā 45% (galvenokārt no Ķīnas un Indijas), Eiropa — 25%, bet Ziemeļamerika — 20%.
III. Lietošanas dziļināšana: sistēmas pārbūve no "vienas enerģijas ražošanas" uz "daudzu enerģijas veidu integrāciju"
Nākotnē atjaunojamās enerģijas pielietojums pārvarēs „enerģijas ražošanas” robežu un iekļausies gala lietošanas enerģijas nozarēs, piemēram, transportā, rūpniecībā un būvniecībā, veidojot integrētu enerģētisko sistēmu ar „elektroenerģijas-ūdeņraža-siltuma” sinerģiju.
Transporta nozare
Elektromobīļu (EV) un atjaunojamās enerģijas savienošana ir visparastākais gadījums. 2023. gadā globālie EV pārdošanas apjomi sasniedza 14,65 miljonus vienību (veidojot 18% no jauno automobiļu pārdošanas apjoma, IEA dati), un daļa no „tiešās zaļās elektroenerģijas piegādes“ līdz uzlādes iekārtām pakāpeniski palielinās—piemēram, Tesla Superchargers jau ir integrēti ar fotovoltaikas + energoakumulācijas sistēmām, kādās stacijās zaļā enerģija veido vairāk nekā 60%. Kā ilgtermiņa enerģijas uzglabāšanas un smago transportlīdzekļu degvielas veids zaļā ūdeņraža ražošanas izmaksas ir kritušas no 6–8 USD par kg 2020. gadā līdz 4–5 USD par kg 2023. gadā (Starptautiskā ūdeņraža padome) un prognozēts, ka tās nokritīsies līdz 2–3 USD par kg līdz 2030. gadam, veicinot ūdeņraža degvielas elementu tehnoloģijas lielmasapga bāzes pielietojumu kravas automobiļos un kuģos.
Rupjtiesību nozare
"Zaļās enerģijas aizstāšana" augsta enerģijas patēriņa nozarēs, piemēram, tērauda un ķīmijas rūpniecībā, paātrinās. 2023. gadā China Baowu Group palaida pasaulē pirmo projektu, kas apvieno saules enerģiju, energoakumulatorus un ūdeņradi tērauda ražošanā, nodrošinot elektrolūku ar paša izstrādāto elektrību no fotovoltaikas parka (uzstādītā jauda 2 GW), lai samazinātu koksa izmantošanu; ES Oglekļa robežvērtības korekcijas mehānisms (CBAM) piespiež pasaules ražošanu pāriet uz zaļās enerģijas intensīviem reģioniem, un atjaunojamās enerģijas pamatotos zaļā ūdeņraža projektos Dienvidaustrumāzijā un Ziemeļāfrikā (piemēram, Marokas 10 GW zaļā ūdeņraža plāns) piesaista ieguldījumus no starptautiskajām uzņēmējsabiedrībām.
Būvniecības sektors
Distribuētās FV un enerģijas uzglabāšanas "FV-uzglabāšana-lādēšana-izmantošana" integrācija kļuvusi par normu. 2023. gadā 90 % jauceltņu dzīvojamās ēkas Vācijā tika aprīkotas ar jumta fotovoltaikas (FV) sistēmām (vidējā uzstādītā jauda 8–10 kW), sasniedzot vairāk nekā 80 % pašpietiekamības līmeni, kombinējot ar mājsaimniecību baterijām (5–10 kWh ietilpība); Ķīnas politikas pasākuma „veicināšana apriņķos” ietvaros 2023. gadā distribuētās FV sistēmas veidoja 55 % no kopējās jaunievietotās jaudas (vairāk nekā 96 GW), un rūpniecības un komercdarbības jumta FV ekonomiskā izdevīgums (investīciju atmaksāšanās periods 5–7 gadi) veicināja uzņēmumu aktivitāti brīvprātīgi veikt uzstādīšanu.
IV. Izmaiņas un atbildes: tīkla izturība, ģeopolitika un godīga pāreja
Neskatoties uz plašajām perspektīvām, atjaunojamās enerģijas attīstībai joprojām stājas pretī trīs lielākās problēmas:
1. Nepietiekama tīkla uzsūkšanas jauda: Augsta daļa atjaunojamās enerģijas ieviešana uzstāda augstākas prasības tīkla elastīgumam (piemēram, ikdienas enerģijas maiņas ātrums, ko izraisa vēja un saules enerģijas svārstības, sasniedz 10%-20%). Saskaņā ar IEA statistiku, 2023. gadā pasaules mērogā vēja un fotovoltaīkās enerģijas pārtraukumu ātrums dēļ tīkla ierobežojumiem joprojām sasniedza 5%-8% (dažās Ķīnas daļās pārsniedzot 10% maksimālās slodzes stundās). Nākotnē ir nepieciešams uzlabot regulēšanas iespējas, izmantojot tehnoloģijas, piemēram, inteligentos tīklus, virtuālās elektrostacijas (VPP) un pieprasījuma puses reakciju.
2. Galvenie materiālu piegādes ķēdes riski: PV polisilīcija, vēja enerģijas retzemju metālu (piemēram, neodīma, disprozija) un enerģijas uzglabāšanas litija/kobalta globālā koncentrācija ir augsta (piemēram, Kongo Demokrātiskā Republika ražo 70% no pasaules kobalta, bet Ķīna pārstrādā 90% no pasaules retzemju metāliem). Ģeopolitiski konflikti var izraisīt cenu svārstības (piemēram, litija cena 2022. gadā pieauga desmitkārt), tādēļ nepieciešams paātrināt materiālu reciklēšanu (pašreiz litija baterijām tas ir mazāk nekā 20%) un alternatīvu tehnoloģiju izstrādi (piemēram, bezkobalta baterijas, dzelzs-hroma plūsmas baterijas).
3. Taisnīgas pārejas spiediens: Reģioniem, kas atkarīgi no fosilā enerģijas, piemēram, ASV ogļu rūpniecībai, kas periodā no 2010. līdz 2020. gadam zaudēja vairāk nekā 500 000 darbavietu, draud ievērojamas sociālekonomiskas sekas. Starptautiskā Darba organizācija (SDO) prognozē, ka līdz 2030. gadam pasaules atjaunojamās enerģijas nozarē tiks radītas 38 miljoni jaunu darbavietu (pēc darbavietu zaudējumu kompensēšanas fosilo kurināmo jomā tas veido neto pieaugumu par 14 miljoniem), taču gludai pārejai ir nepieciešama prasmju apmācība un politikas pasākumi kompensēšanai.
Secinājums: Dažādas izejas noteiktos trendos
Visaptverošs datu un tendenču analīze rāda, ka atjaunojamās enerģijas nākotnes attīstībai ir trīs pamatnostādnes: „tehnoloģiska izpildāmība, ekonomiska saprātīgums un skaidra pieprasījuma bāze“. Līdz 2030. gadam gaidāms, ka pasaules atjaunojamās enerģijas jauda pārsniegs 10 TW (veidojot vairāk nekā 50 % no kopējās enerģijas jaudas), un līdz 2050. gadam tā sasniedzis varētu būt 30–40 TW (apmierinot 80 %–90 % no enerģijas pieprasījuma). Šajā procesā dažādas valstis un reģioni, balstoties uz resursu bagātību (piemēram, fotovoltaikas priekšrocības tuksnesīgos reģionos, vēja enerģijas potenciāls piekrastē), politikas stingrumu (piemēram, Ķīnas „divkāršie oglekļa mērķi“, ES „Zaļā darba kārtība“) un tirgus mehānismiem (piemēram, ASV IRA nodokļu atvieglojumi, Japānas FIT atbalsta maksājumi), veidos atšķirīgas attīstības trajektorijas. Tomēr visas šīs norises norāda uz neatgriezenisku virzienu: atjaunojamā enerģija ir ne tikai klimata krīzes risinājums, bet arī stratēģisks lēmums, lai pārveidotu pasaules ekonomisko konkurētspēju un enerģētisko drošību.