Енергетскa зелена транзиција

Енергетска транзиција е голема структурна промена во снабдувањето и потрошувачката на енергија во енергетскиот систем. Во тек е транзиција кон одржлива енергија со цел да се ограничат климатските промени . Најголем дел од одржливата енергија е обновлива енергија . Поради тоа друг термин за енергетска транзиција е обновлива енергетска транзиција.Тековната транзиција, има за цел брзо и одржливо да ги намали емисиите на стакленички гасови од енергијата, главно со постепено укинување на фосилните горива и менување на што е можно повеќе процеси за работа на електрична енергија со ниска содржина на јаглерод. Претходна енергетска транзиција можеби се случи за време на Индустриската револуција од 1760 година па се наваму, од дрво и друга биомаса до јагленпроследено со нафта и подоцна природен гас .

Напредокот на сегашната енергетска транзиција кон обновлива енергија: Фосилни горива како јаглен, нафта и природниот гас сè уште остануваат примарни извори на енергија во светот, иако обновливите извори се зголемуваат во употреба.

Дури повеќе од три четвртини од енергетските потреби во светот се задоволуваат со согорување на фосилни горива, но оваа употреба испушта многу стакленички гасови. Производството и потрошувачката на енергија се одговорни за повеќето емисии на стакленички гасови предизвикани од човекот. За да се исполнат целите од Парискиот договор за климатски промени од 2015 година, емисиите мора да се намалат што е можно поскоро и во побрзо време да достигнат нето нула до средината на векот. Од крајот на 2010-тите, транзицијата на обновливите извори на енергија, исто така, била поттикната од брзото паѓање на трошоците и на соларната како и на ветерната енергија. Друга придобивка од енергетската транзиција е нејзиниот потенцијал да ги намали влијанијата врз здравјето и животната средина на енергетската индустрија .

Греењето на зградите е електрифицирано, а топлинските пумпи се досега најефикасната технологија. За да се подобри флексибилноста на електричните мрежи, инсталирањето на складирање енергија и супер мрежи кои се од витално значење, со цел да се овозможи употреба на променливи технологии зависни од временските услови. Сепак, субвенциите за фосилни горива ја забавуваат енергетската транзиција.

Дефиниција

Енергетската транзиција е широка промена на технологиите и однесувањата кои се потребни за да се замени еден извор на енергија со друг извор на енергија. Главен пример е промената од прединдустриски систем кој се потпира на традиционалната биомаса, ветер, вода и мускулна моќност во индустриски систем кој се карактеризира со продорна механизација, моќност на пареа и употреба на јаглен.

  По нафтената криза во 1973 година, терминот енергетска транзиција беше измислен од политичарите и медиумите. Тоа беше најмногу популаризирано од американскиот претседател Џими Картер, во неговото обраќање на нацијата, на тема енергија од 1977 година, повикувајќи „да се погледне назад во историјата за да се разберат енергетските проблем. Двапати во последните неколку стотици години, имаше транзиција во начинот на кој луѓето ја користат енергијата Бидејќи сега ни снемува гас и нафта, мора брзо да се подготвиме за трета промена на строго зачувување и обновување на употребата на јаглен и на постојани обновливи извори на енергија, како што е соларната енергија. Терминот, подоцна беше глобализиран по вториот нафтен шок во 1979 година, за време на Конференцијата на Обединетите нации за нови и обновливи извори на енергија во 1981 година.

Од 1990-тите дебатите за енергетската транзиција сè повеќе го земаат во предвид ублажувањето на климатските промени . Страните во договорот се обврзуваат „да го ограничат глобалното затоплување на „многу под 2°C, по можност 1,5°C во споредба со прединдустриските нивоа“. Ова бара брза енергетска транзиција со намалување на производството на фосилни горива за да остане во рамките на буџетот за емисиите на јаглерод .

Пример за употреба на обновливи енергии за дистрибуирана генерација : Земјоделски бизнис со постројка за биогас и фотонапонски покрив

Во овој контекст, терминот енергетска транзиција ја опфаќа преориентацијата на енергетската политика. Ова би можело да значи промена од централизирано во дистрибуирано производство.Вклучува исто така и обиди да се замени хиперпродукцијата и потрошувачката на енергија што може да се избегне со мерки за заштеда на енергија и зголемена ефикасност .

Историските транзиции од локално снабдени енергии со дрво, вода и ветер до глобално снабдени фосилни и нуклеарни горива предизвикаа раст на побарувачката за крајна употреба преку брзото проширување на инженерското истражување, образованието и стандардизацијата.Механизмите за промени на целиот систем вклучуваат нова дисциплина во транзициското инженерство, меѓу сите инженерски професии, претприемачи, истражувачи и едукатори.

Пример за минати енергетски транзиции

Со текот на вековите, потрошувачката на енергија еволуираше од согорување на дрво до фосилни горива (јаглен, нафта, природен гас), а во последните децении до користење на нуклеарни, хидроелектрични и други обновливи извори на енергија.

Историските пристапи кон минатите енергетски транзиции се обликувани од два главни дискурси. Едниот,тврди дека човештвото доживеало неколку енергетски транзиции во своето минато, а додека другиот го сугерира терминот „енергетски додатоци“ како подобар одраз на промените во глобалното снабдување со енергија во последните три века.

Хронолошки, првиот говор најшироко го опиша Вацлав Смил. Тоа ја нагласува промената во енергетскиот микс на земјите и глобалната економија. Гледајќи ги податоците во проценти од примарниот извор на енергија што се користи во даден контекст, тој ја дава сликата за енергетските системи во светот како значително променети со текот на времето, преминувајќи од биомаса до јаглен, па потоа до нафта и сега мешавина од главно јаглен, нафта и природен гас. До 1950-тите, економскиот механизам зад енергетските системи беше локален, наместо глобален.

Вториот дискурс најшироко го опиша Жан Батист Фресоз и во него се нагласува дека терминот енергетска транзиција“ првпат бил користен од политичарите, а не од историчарите, за да се опише целта што треба да се постигне во иднина - не како концепт за анализа на минатите трендови. Кога се гледа огромната количина на енергија што ја користи човештвото, сликата е една и од постојано зголемување на потрошувачката на сите главни извори на енергија достапни за човештвото. На пример зголемената употреба на јаглен во 19ти век не ја заменила потрошувачката на дрво, туку навистина се согорувало повеќе дрва. Друг пример ни е распоредувањето на патнички автомобили во 20 век. Оваа еволуција предизвика зголемување и на потрошувачката на нафта (за возење на автомобилот) и потрошувачката на јаглен (за производство на челик потребен за автомобилот). Со други зборови според овој пристап, човештвото никогаш не извршило ниту една енергетска транзиција во својата историја, туку извршило енергетски додатоци.

Современите енергетски транзиции се разликуваат во однос на мотивацијата и целите, двигателите и управувањето. Како што напредуваше развојот, различните национални системи стануваа се повеќе и повеќе интегрирани и станаа големи, меѓународни системи што се гледаат денес. Историските промени на енергетските системи се опширно проучувани.Иако историски, енергетските промени биле генерално долготрајни работи, кои се одвиваа во текот на многу децении, ова не мора да важи за сегашната енергетска транзиција,која што се одвива под многу различни политички и технолошки услови.

За сегашните енергетски системи, може да се извлечат многу лекции од историјата. Потребата од големи количини огревно дрво во раните индустриски процеси, во комбинација со огромните трошоци за копнен транспорт доведе до недостиг на достапно (на пр) дрво, а стакларите од XVIII век „работат како претпријатие за расчистување на шумите“. Кога Британија мораше да прибегне кон јаглен откако во голема мера остана без дрва, кризата со гориво предизвика синџир на настани кои два века подоцна кулминираа со Индустриската револуција . Слично на тоа, зголемената употреба на тресет и јаглен беа витални елементи што го отворија патот за холандското златно доба, приближно опфаќајќи го целиот 17 век. Друг пример каде што исцрпувањето на ресурсите предизвика технолошки иновации и промена на нови извори на енергија е китоловот од 19 век: китовото масло на крајот стана заменето со керозин и други производи добиени од нафта. За да се забрза енергетската транзиција, исто така може да се замисли дека ќе има владини откупи или спасувачки пакети на регионите за ископување јаглен.  

Ублажување на климатските промени и заеднички придобивки

Раст на капацитетот

</img>

Обновливи извори на енергија обезбедуваат зголемемен дел од вкупниот капацитет на енергија.

</img>

Капацитетот на обновливите извори на енергија постојано расте и епредводен од соларната фотоволтаична енергија.

Потребна е брза енергетска транзиција, и тоа кон извори со многу низок или нулта јаглерод за да се ублажат ефектите од климатските промени.Согорувањето на јаглен, нафта и гас сочинуваат 89% од емисиите CO, но сепак обезбедуваат 78% од потрошувачката на примарна енергија .

И покрај сознанијата за ризиците од климатските промени од 1980-тите и исчезнатиот јаглероден буџет за 1,5с. По патеката °C, глобалното распоредување на обновливите извори на енергија не може да ја достигне зголемената побарувачка за енергија за многу години. Јагленот, нафтата и гасот биле поевтини. Само во земјите со посебни тарифи и субвенции, ветерната и сончевата енергија добија значителен удел, ограничен само на енергетскиот сектор. 

Распоредувањето на обновливите извори на енергија може исто така да вклучи и придобивки од ублажувањето на климатските промени: позитивни социо-економски ефекти врз вработување, индустрискиот развој, здравјето и пристапот до енергија. Во зависност од земјата и сценариото за распоредување, заменувањето на електраните на јаглен може да го удвои бројот на работни места по просечен MW капацитет. Енергетската транзиција би можела да создаде многу зелени работни места, на пример во Африка. Откриено е дека трошоците за преквалификација на работниците за индустријата за обновливи извори на енергија се тривијални и за јагленот во САД и за нафтата во Канада. Од кои второто би барало само 2-6% од федералните, провинциските и територијалните субвенции за нафта и гас за една година да бидат прераспределени за да им обезбедат на работниците на нафта и гас нова кариера со приближно еднаква плата. Во неелектрифицираните рурални области, распоредувањето на соларни мини-мрежи би можело значително да го подобри пристапот до електрична енергија.

Можностите за вработување со зелената транзиција се поврзани со користење на обновливи извори на енергија или градежна активност за подобрување и реновирање на инфраструктурата.

Енергетска безбедност

Друг важен двигател е енергетската безбедност и независност, со зголемено значење во Европа и Тајван поради руската инвазија на Украина во 2022 година . За разлика од зависноста на Европа од 2010-тите од рускиот гас, дури и ако Кина би престанала да испорачува соларни панели, оние што веќе се инсталирани би продолжиле да произведуваат електрична енергија. Војниците користат и развиваат електрични возила, особено поради нивната прикрадност, но не и тенкови . Од 2023 година обновливата енергија во Тајван е премногу мала за да помогне во блокадата.

Централизираните капацитети како што се рафинериите за нафта и термоелектраните би можеле да бидат ставени надвор од акција со воздушен напад, додека иако соларната енергија може да биде нападната децентрализираната енергија како што се соларната и ветерот може да бидат помалку ранливи. Сонцето и батериите ги намалуваат ризичните конвои со гориво. Сепак, големите хидроцентрали се ранливи. Некои велат дека нуклеарните централи веројатно нема да бидат воени цели, но други заклучуваат дека цивилните нуклеарни централи во воените зони можат да бидат вооружени и искористени од непријателските сили не само за да го попречат снабдувањето со енергија (а со тоа да го разбијат јавниот морал на противникот ) но и за уценување и принудување на носителите на одлуки на нападнатата држава и нивните меѓународни сојузници со визија за нуклеарна катастрофа предизвикана од човекот.

Економскиот развој

За многу економии во развој, на пример во земјите богати со минерали во Суб-Сахарска Африка, се предвидувало дека транзицијата кон обновливите извори на енергија ќе стане двигател на одржливиот економски развој. Меѓународната агенција за енергија (ИЕА) идентификуваше 37 минерали како критични за технологиите за чиста енергија и проценува дека до 2050 година глобалната побарувачка за нив ќе се зголеми за 235 отсто. Африка има големи резерви на многу од овие таканаречени „зелени минерали, како што се боксит, кобалт, бакар, хром, манган, графит и друго . Африканската унија ја претстави рамката на политиката, Африканската рударска визија, за да ги искористи минералните резерви на континентот во потрага по одржлив развој и социо-економска трансформација. Постигнувањето на овие цели бара африканските економии богати со минерали да преминат од извоз на стоки кон производство на производи со повисока додадена вредност.

Конкурентност на трошоците на обновливите извори на енергија

From 2010 to 2019, the competitiveness of wind and solar power substantially increased. Unit costs of solar energy dropped sharply by 85%, wind energy by 55%, and lithium-ion batteries by 85%. This has made wind and solar power the cheapest form for new installations in many regions. Levelized costs for combined onshore wind or solar with storage for a few hours are already lower than for gas peaking power plants. In 2021, the new electricity generating capacity of renewables exceeded 80% of all installed power.

Клучни технологии и пристапи

</img>

Во 2023та година, производството на електрична енергија од ветер и соларни извори се предвидувало да надмине 30% до 2030 та година, бидејќи употребата на фосилните горива продолжила да опаѓа.

</img>

Цените на батериите за полнење на електричните возила паднаа, имајќи ги предвид економиите по обем и новите хемикалии на клетките што ја подобруваат густината на енергијата. Сепак, општите инфлациски притисоци и зголемените трошоци за суровините и компонентите, го спречија падот на цените на почетокот на 2020-тите години.

Намалувањата на емисиите неопходни за одржување на глобалното затоплување под 2 °C, ќе бара трансформација на целиот систем на начин, на кој енергијата се произведува, дистрибуира, складира и троши. За едно општество да замени една форма на енергија со друга, мора да се променат повеќе технологии и однесувања во енергетскиот систем на државите.

Многу патеки за ублажување на климатските промени предвидуваат 3 главни аспекти на енергетскиот систем со низок јаглерод :

• Употреба на повеќе извори на енергија со ниски емисии за производство на електрична енергија;
• Електрификација – зголемена употреба на електрична енергија наместо директно согорување на фосилните горива

Главна статија: Variable renewable energy

Раст на капацитет

</img>

Обновливите извори на енергија обезбедуваат поголемен дел од вкупниот капацитет на енергија.

</img>

Капацитетот на обновливите извори на енергија постојано расте, предводен од соларната фотоволтаична енергија.

</img>

Во 2023 година, производството на електрична енергија од ветер и соларни извори се предвидува да надмине 30% до 2030 година, бидејќи употребата на фосилните горива продолжува да опаѓа.

</img>

Цените на батерии за полнење на електричните возила паднаа, имајќи ги предвид економиите на обем и новите хемикалии на клетките што ја подобруваат густината на енергијата. Сепак, општите инфлациски притисоци и зголемените трошоци за суровините и компонентите го спречија падот на цените на почетокот на 2020-тите години.

Главна статија: Variable renewable energy

Најважните извори на енергија во транзицијата на енергија со низок јаглерод се енергијата на ветерот и сончевата енергија . Тие би можеле да ги намалат нето емисиите за 4 милијарди тони еквивалент на <sub id="mwAXc">CO</sub> 2 годишно, половина од нив со помали нето трошоци за животен век од референтните. Други обновливи извори на енергија вклучуваат биоенергија, геотермална енергија и плимна енергија, но тие во моментов имаат повисоки нето трошоци за животен век...

До 2022 година, хидроелектричната енергија е најголемиот извор на обновлива електрична енергија во светот, обезбедувајќи 16% од вкупната електрична енергија во светот во 2019 година. Меѓутоа, поради неговата голема зависност од географија и генерално високото еколошко и социјално влијание на хидроелектраните, потенцијалот за раст на оваа технологија е ограничен.... Ветерот и сончевата енергија се сметаат за поскалабилни, но сепак бараат огромни количества земја и материјали. Имаат поголем потенцијал за раст. Овие извори пораснаа речиси експоненцијално во последните децении благодарение на брзото намалување на трошоците. Во 2019 година, енергијата на ветерот испорача 5,3% електрична енергија ширум светот, додека соларната енергија испорачуваше 2,6%.

Додека производството од повеќето видови хидроцентрали може активно да се контролира, производството од ветер и сончева енергија зависи од временските услови. Преградената хидроенергија е диспечерски извор, додека сончевата енергија и ветерот се променливи обновливи извори на енергија. Овие извори бараат генерирање на резервна копија или складирање на енергија што може да се испрати за да се обезбеди сигурна електрична енергија во континуитет.Поради оваа причина технологиите за складирање исто така играат главна улога во транзицијата на обновливата енергија. Почнувајќи од 2020 година, најголемата технологија за складирање е хидроелектричната енергија за складирање со пумпа, што претставува најголем дел од капацитетот за складирање енергија инсталиран ширум светот. Други важни форми на складирање на енергија се електричните батерии и напојувањето со гас .

Извештајот „Електрични мрежи и безбедни енергетски транзиции“ на ИЕА ја нагласува потребата од зголемување на инвестициите во мрежата на над 600 милијарди американски долари годишно до 2030 година, и тоа од 300 милијарди долари, за да се приспособи на интеграцијата на обновливите извори на енергија. До 2040 год., мрежата мора да биде проширена за повеќе од 80 милиони км за да управува со обновливите извори, кои се предвидува да сочинуваат над 80% од зголемувањето на глобалниот капацитет на енергија во следните две децении. Неуспехот од тоа навремено да се подобри мрежната инфраструктура може да доведе до дополнителни 58 гигатони емисии на CO2 до 2050 година, што значително ќе ризикува пораст на глобалната температура за 2 °C..

Интеграција кон променливи обновливи извори на енергија

Со интегрирање на обновливите извори на енергија, локалното производство на електрична енергија станува се попроменливо. Се препорачува дека „ секторите за спојување, складирање енергија, паметни мрежи, управување со страната на побарувачката, одржливи биогорива, електролиза на водород и деривати на крајот ќе бидат потребни за да се приспособат големиот дел од обновливите извори на енергија во енергетските системи“. Флуктуации може да се ублажат со комбинирање на енергија на ветерот и сонцето и со проширување на електричните мрежи на големи површини . Ова ја намалува зависноста од локалните временски услови.

Со многу променливи цени, складирањето електрична енергија и проширувањето на мрежата стануваат поконкурентни. Истражувачите открија дека „трошоците за усогласување со интеграцијата на променливите обновливи извори на енергија во електроенергетските системи се очекува да бидат скромни до 2030 година“. Понатаму, „ќе биде поголем предизвик да се снабдува целиот енергетски систем со обновлива енергија“.

Временска рамка на пуштени во употреба и деактивирани нуклеарни капацитети од 1950-те год

Во 1970-тите и 1980-тите, нуклеарната енергија доби голем удел во повеќе земји . Во Франција и Словачка повеќе од половина од електричната енергија сè уште е нуклеарна. Тоа е извор на енергија со низок јаглерод, но доаѓа со многу големи ризици и зголемени трошоци. Од крајот на 1990-тите, распоредувањето е со забавено темпо. Демонтажата се зголемува бидејќи многу реактори се блиску до крајот на нивниот животен век или многу порано поради антинуклеарните чувства. Германија ги запре последните три нуклеарни централи до средината на април во 2023 година. Од друга страна, кинеската групација за нуклеарна енергија за генерирање цели кон 200 GW до 2035 година, произведени од 150 дополнителни реактори.

Електрификација

Со префрлувањето кон чистите извори на енергија каде што енергијата се генерира преку електрична енергија, крајната употреба на енергијата, како што се транспортот и греењето, треба да бидат електрифицирани за да работат на овие чисти извори на енергија. Истовремено со оваа транзиција треба да биде и проширувањето и зајакнувањето на мрежата за да се справи со поголеми количини на произведена електрична енергија за снабдување на овие крајни намени. Две клучни области на електрификација се електричните возила и топлинските пумпи.

Клучно одржливо решение за греењето е електрификацијата ( топлински пумпи, или помалку ефикасниот електричен грејач ). ИЕА проценува дека топлинските пумпи во моментов обезбедуваат само 5% од потребите за греење на просторот и водата на глобално ниво, но може да обезбедат и над 90%. Употребата на топлински пумпи со извор на земја не само што ги намалува вкупните годишни оптоварувања на енергија поврзани со греењето и ладењето, туку и ја израмнува кривата на побарувачка на електрична енергија со елиминирање на екстремните летни барања за снабдување со електрична енергија. Сепак, топлинските пумпи и отпорното греење сами по себе нема да бидат доволни за електрификација на индустриската топлина. Тоа е затоа што во неколку процеси се потребни повисоки температури кои не можат да се постигнат со овој тип на опрема. ѝПотребни се драстично нови процеси. Како и да е, се очекува од струја до топлина да биде првиот чекор во електрификацијата на хемиската индустрија со очекувана имплементација од големи размери до 2025 година.

Економски и геополитички аспекти

Countries that managed to reduce their greenhouse gas emissions (working towards a low-carbon economy) while still growing their economy. This is called eco-economic decoupling.

A shift in energy sources has the potential to redefine relations and dependencies between countries, stakeholders and companies.Countries or land owners with resources – fossil or renewable face massive losses or gains depending on the development of any energy transition. In 2021 energy costs reached 13% of global gross domestic product. Global rivalries have contributed to the driving forces of the economics behind the low carbon energy transition. Technological innovations developed within a country have the potential to become an economic force.

Дискусијата за енергетската транзиција е под силно влијание на придонесите од индустриите за фосилни горива . Еден начин на кој нафтените компании можат да ја продолжат својата работа и покрај растечките еколошки, социјални и економски грижи е преку лобирање на локалните и националните власти што секако се случува.

Банки, инвестициските фирми, влади, универзитетите, институциите и бизнисите се соочуваат со овој нов морален аргумент против нивните постоечки инвестиции во индустријата за фосилни горива и многумина како што се Фондот на браќата Рокфелер, Универзитетот во Калифорнија, Њујорк и многу повеќе; почнаа да се префрлаат кон поодржливи, еколошки инвестиции.

Во 2024 година,Меѓународната агенција за обновлива енергија (ИРЕНА) предвиде дека до 2050 година, повеќе од половина од светската енергија ќе се носи со електрична енергија, а повеќе од три четвртини од глобалниот енергетски микс ќе биде од обновливи извори. Иако се претекнати од биомасата и од чистиот водород, сепак се предвидува дека фосилните горива ќе обезбедат 12% од енергијата. Се очекува транзицијата да ја преобрази геополитичката моќ со намалување на зависноста од трговијата со фосилни горива на долги патеки и со зајакнување на важноста на регионалните енергетски пазари.

Труд

Голем дел од глобалната работна сила би работела директно или индиректно за економијата на фосилните горива. Покрај тоа, многу други индустрии во моментов зависат од неодржливи извори на енергија (како што е челичната индустрија или индустријата за цемент и бетон ). Транзицијата на оваа работна сила за време на брзиот период на економски промени бара во голема мера размислување и планирање.

Неодамна, енергетска криза ги зафати европските народи како резултат на зависноста од рускиот природен гас, кој беше исклучен за време на руско-украинската војна. Ова покажува дека човештвото сè уште е во голема мера зависно од изворите на енергија од фосилни горива и треба да се внимава да има непречена транзиција, помалку шокови од недостаток на енергија ги осакатуваат самите напори за ефективно да се поттикне транзицијата.

Ризици и бариери

Меѓу клучните прашања што треба да се земат предвид во однос на темпото на глобалната транзиција кон обновливи извори е прашањето колку добро поединечните електрични компании се способни да се прилагодат на променливата реалност на енергетскиот сектор. На пример до ден денес, преземањето на обновливите извори на енергија од страна на електричните комунални претпријатија станува бавно и попречено од нивното континуирано инвестирање во капацитетот за производството на фосилни горива.

Нецелосни законски регулативи за преземање на чиста енергија и загриженост за недостигот на електрична енергија се идентификувани како едни од клучните бариери за енергетска транзиција во економиите кои се зависни од јаглен, брз развој, како што е примерот на Виетнам.