Na zaslonu intenzivnega globalnega podnebnega sprememba in naraščajočega pritiska zaradi izčrpanosti fosilnih virov energije so obnovljivi viri postali jedro preobrazbe globalnega energetskega sistema. Napovedi avtoritativnih organizacij, kot sta Mednarodna agencija za energijo (IEA) in Mednarodna agencija za obnovljive vire energije (IRENA), kažejo, da se bodo v naslednjih desetletjih obnovljivi viri pospešeno premaknili iz vloge »dodatnega vira energije« v vlogo »glavnega vira energije«. Njihov razvoj kaže štiri glavne trende: pospešeno tehnološko osveževanje, stalno zniževanje stroškov, diverzifikacijo scenarijev uporabe in poglobitev globalne koordinacije. Logični sled podatkom jasno vodi do zaključka: do sredine 21. stoletja bodo obnovljivi viri predstavljali polovico ali celo več od celotnega svetovnega poraba energije.
I. Tehnološki preboji: Skokovit napredek od »uporabnega« do »učinkovitega«
Razvoj obnovljivih virov energije je zelo odvisen od tehnološkega napredka, in sedanje inovacije na področju fotonapetosti (PV), energije vetra, shranjevanja energije ter drugih področij so vstopile v »eksplozivno fazo«. Za primer naj bo PV: njegova učinkovitost proizvodnje električne energije se je v zadnjih desetih letih povečala s 15 %–18 % na 22 %–24 % (glavni nivo monokristalnega silicija). Učinkovitost perovskitsko-silikonskih tandemskih celic v laboratorijskih pogojih je celo presegla 33,7 % (podatki NREL, 2023), kar pomeni več kot 50-odstotni prirastek v primerjavi s tradicionalnimi tehnologijami. Kar zadeva stroške, se je globalni uteženi povprečni izravnani strošek električne energije (LCOE) za PV znižal z 0,381 USD/kWh leta 2010 na 0,044 USD/kWh leta 2023 (IRENA), torej za 88 %. V nekaterih regijah z izjemnimi sončnimi viri so cene električne energije iz PV že padle pod 0,01 USD/kWh (npr. projekt v Dubaiju, Združeni arabski emirati, Bliski vzhod).
Preboji na področju tehnologije shranjevanja energije so ključnega pomena za reševanje vprašanja premorov pri obnovljivi energiji. Stroški shranjevanja energije z litij-ionskimi baterijami so se zmanjšali za 88 %, in sicer z 1100 USD na kWh leta 2010 na 132 USD na kWh leta 2023 (BloombergNEF). Nova tehnologija, kot so natrij-ionske in tokovne baterije, pospešujejo tudi komercializacijo – nameščena zmogljivost za shranjevanje nove energije v Kitajski je leta 2023 dosegla 31,39 GW (Uprava za nacionalno energijo), kar predstavlja letni prirastek več kot 160 %, pri čemer litij-ionske baterije predstavljajo več kot 95 %. V prihodnosti bodo s sistemom shranjevanja energije, ko tehnologije, kot so trdne baterije in gravitacijsko shranjevanje energije, zrele, omogočile integracijo večje delež obnovljive energije v omrežje.
II. Širjenje trga: globalna popularizacija od »politika vodeno« do »gospodarsko vodeno«
Zmanjšanje stroškov zaradi tehnološkega napredka je neposredno izboljšalo gospodarsko konkurenčnost obnovljivih virov energije. Glede na podatke IEA je bilo leta 2023 obnovljivih virov energije delež 86 % vse nove nameščene moči elektrarn (fotovoltaika 65 %, veterna energija 21 %), kar je prvič preseglo delež fosilnih virov energije (14 %). Ta trend je še posebej izrazit na novih trgih: v Indiji se je nameščena moč obnovljivih virov energije leta 2023 povečala za 22 % (do 199 GW); v Vietnamu se je nameščena fotovoltaična moč povečala z manj kot 1 GW leta 2018 na 22 GW leta 2023; čeprav ima Afrika nizko izhodišče (skupna nameščena moč okoli 120 GW), so se naložbe v nove obnovljive vire energije leta 2023 povečale za 35 % glede na prejšnje leto, cene razpisov za fotonapetost pa v državah, kot sta Kenija in Južnoafriška republika, so se večkrat znova znižale na nove najnižje ravni.
Z vidika dolgoročne povpraševanja prisiljuje cilj »dekarbonizacije« globalne energetske strukture k pospešenemu nadomeščanju obnovljivih virov energije. Glede na Svetovni oris energetske preobrazbe IRENA iz leta 2023 mora globalna nameščena zmogljivost obnovljivih virov energije do leta 2030 doseči 11,2 GW (skoraj trojno vrednost 3,9 GW iz leta 2023), vključno s 6,3 GW fotonapetosti in 3,5 GW vetra; do leta 2050 morajo obnovljivi viri pokriti več kot 80 % globalne porabe električne energije (trenutno okoli 30 %). Raziskovalna tržna agencija Wood Mackenzie napoveduje, da se bo skupna globalna naložba v obnovljive vire med letoma 2024 in 2035 znesla več kot 11 bilijonov dolarjev ZDA, pri čemer bo regija Azije in Pacifika prispevala več kot 45 % (predvsem Kitajska in Indija), Evropa 25 % ter Severna Amerika 20 %.
III. Poglobitev uporabe: Preobrazba sistema od »samostojne proizvodnje električne energije« do »večenergetske integracije«
V prihodnosti bo uporaba obnovljivih virov energije prelomila mejo »proizvodnje električne energije« in prodrla v sektorje končne porabe energije, kot so promet, industrija in gradbeništvo, ter tako oblikovala integrirani energetski sistem z vzajemnim delovanjem »elektrika-vodik-toplota«.
Prometna panoga
Kombinacija električnih vozil (EV) in obnovljivih virov energije je najpogostejši primer. Globalne prodaje električnih vozil so dosegli 14,65 milijona enot leta 2023 (kar predstavlja 18 % prodaje novih avtomobilov, podatki IEA), delež »neposredne zelene oskrbe z električno energijo« v povezavi s polnilnimi napravami pa se postopoma povečuje – na primer Tesla Superchargers že vključujejo fotonapetostne sisteme in sisteme za shranjevanje energije, pri čemer zelena energija v nekaterih postajah predstavlja več kot 60 %. Kot dolgoročna shramba energije in gorivo za tovorna vozila je proizvodna cena zelene vodike padla z 6–8 dolarjev na kg leta 2020 na 4–5 dolarjev na kg leta 2023 (Mednarodni svet za vodik) in naj bi do leta 2030 padla na 2–3 dolarja na kg, kar bo spodbudilo masovno uporabo tovornjakov in ladij s gorilnimi celicami na vodik.
Industrijski sektor
»Zamenjava z zeleno energijo« v industrijskih panogah z visoko porabo energije, kot sta jeklarna in kemična industrija, se pospešuje. Skupina China Baowu je leta 2023 lansirala prvi na svetu integrirani jekleniški projekt »fotovoltaike + shranjevanje energije + vodik«, ki omogoča napajanje električnih lovil z lastno fotovoltaično elektrarno (nameščena moč 2 GW) za zmanjšanje uporabe koksa; mehanizem za prilagoditev ogljične sledi na meja Evropske unije (CBAM) prisiljuje globalno proizvodnjo, da preide na območja z intenzivno rabi zelene energije, projekti zelenega vodika na osnovi obnovljivih virov energije v jugovzhodni Aziji in severni Afriki (kot je na primer načrt Maroka za 10 GW zelenega vodika) pa privlačijo naložbe večnacionalnih podjetij.
Gradbeni sektor
Integracija »fotovoltaike – shranjevanje – polnjenje – izkoriščanje« pri porazdeljeni fotovoltaiki in sistemih za shranjevanje energije je postala glavni trend. Leta 2023 je bilo 90 % novozgrajenih stanovanjskih stavb v Nemčiji opremljenih s strešnimi fotovoltaičnimi sistemi (s povprečno nameščeno močjo 8–10 kW), kar v kombinaciji s hišnimi baterijami (5–10 kWh zmogljivosti) omogoča samozadostnost več kot 80 %; v okviru kitajske politike »spodbujanja na ravni okrožja« je porazdeljena fotovoltaika leta 2023 predstavljala 55 % nove nameščene moči (več kot 96 GW), ekonomska ugodnost industrijskih in komercialnih strešnih fotovoltaičnih sistemov (obdobje vračila naložbe 5–7 let) pa je povečala podjetniško naklonjenost prostovoljnemu vgradnjam.
IV. Izzivi in odzivi: odpornost omrežja, geopolitika in pravičen prehod
Čeprav so možnosti široke, se razvoj obnovljivih virov energije sooča s tremi glavnimi izzivi:
1. Nezadostna zmogljivost omrežja za vlečenje: Integracija obnovljive energije z visokim deležem postavlja višje zahteve glede prilagodljivosti omrežja (npr. hitrost spremembe moči v času dneva, ki jo povzročajo nihanja izhodne moči vetra in sonca, znaša 10 %–20 %). Po podatkih MEA je globalna stopnja zmanjšanja proizvodnje vetra in fotonapetosti zaradi omejitev omrežja leta 2023 še vedno dosegla 5 %–8 % (v nekaterih delih Kitajske presega 10 % med vrhunskimi urami). V prihodnosti bo treba izboljšati regulacijske zmogljivosti s tehnologijami, kot so pametna omrežja, virtualne elektrarne (VPP) in odzivanje na strani povpraševanja.
2. Ključna tveganja dobavne verige materialov: Globalna koncentracija materialov, kot so PV polisilikoni, redke zemlje za vetrne elektrarne (npr. neodim, disprozij) in litij/kobalt za shranjevanje energije, je visoka (npr. Demokratična republika Kongo proizvede 70 % svetovnega kobalta, Kitajska pa obdela 90 % svetovnih redkih zemelj). Geopolitični spori lahko povzročijo nihanja cen (npr. cene litija so se leta 2022 povečale desetkrat), kar zahteva pospešeno recikliranje materialov (trenutno manj kot 20 % za litijeve baterije) in razvoj alternativnih tehnologij (npr. baterije brez kobalta, tokovne železo-kromne baterije).
3. Pravni tlak prehoda: Regije, odvisne od fosilnih virov energije, so soočene z znatnimi vplivi na zaposlovanje in gospodarsko-razvojno rast (na primer v ZDA je premogovska industrija med letoma 2010 in 2020 izgubila več kot 500.000 delovnih mest). Mednarodna organizacija dela (ILO) napoveduje, da bo globalna industrija obnovljivih virov energije do leta 2030 ustvarila 38 milijonov novih delovnih mest (neto povečanje za 14 milijonov po uravnavanju izgubljenih delovnih mest v fosilni energetiki), vendar so potrebni usposabljanje za nove veščine in politična nadomestila za omogočitev gladkega prehoda.
Zaključek: Različne poti pod določenimi trendi
Kompleksna podatkovna in trendna analiza kaže, da ima prihodnji razvoj obnovljivih virov energije tri temelje: »tehnološka izvedljivost, gospodarska racionalnost in jasna povpraševanja«. Do leta 2030 se pričakuje, da bo globalna nameščena zmogljivost obnovljivih virov energije presegla 10 TW (kar predstavlja več kot 50 % skupne električne nameščene zmogljivosti), do leta 2050 pa lahko znaša 30–40 TW (kar zadovoljuje 80 %–90 % povpraševanja po energiji). V tem procesu bodo različne države in regije oblikovale različne poti na podlagi razpoložljivosti virov (npr. prednosti fotonapetosti v puščavskih državah, potencial vetra v obalnih območjih), intenzivnosti politik (npr. kitajske »dvojne ogljične cilje«, evropski »Green Deal«) ter tržnih mehanizmov (npr. davčni popusti IRA v ZDA, subvencije FIT v Japonski). Vse poti pa kažejo v eno nepovratno smer: obnovljivi viri energije niso le rešitev za podnebno krizo, temveč tudi strateška izbira za preoblikovanje globalne gospodarske konkurenčnosti in energetske varnosti.
