Obnovitelná energie

Obnovitelná energie je energie vyrobená z obnovitelných zdrojů, které se v lidském časovém měřítku přirozeně obnovují,[1] patří mezi ně uhlíkově neutrální zdroje, jako jsou sluneční záření, vítr, déšť, příliv, vlny a geotermální teplo.[2] Mezi zdroje obnovitelné energie je často také zařazována biomasa, u které je diskutabilní uhlíková neutralita.[3][4] Opakem jsou neobnovitelné zdroje energie jako jsou například fosilní paliva, která se neobnovují v lidském časovém měřítku a jsou tedy vyčerpatelné jejich spalování přispívá ke globálnímu oteplování. Obnovitelné zdroje energie poskytují energii především ve třech důležitých oblastech: ve výrobě elektřiny, pří vytápění a chlazení, a v dopravě.[5]

Logo obnovitelných energií
Větrná elektrárna na námořní základně USA v zátoce Guantanamo, Kuba

Jednotlivé energetické systémy, využívající obnovitelné energie jsou čím dál tím účinnější a také levnější a jejich podíl na celkové výrobě energie stále stoupá.[6] V roce 2019 bylo více, než 2/3 nově instalovaných energetických zdrojů obnovitelných.[7] Podle zprávy REN21 z roku 2020 obnovitelné zdroje energie měly v roce 2017 celosvětově tyto podíly na výrobě energie: 26,4 % výroby elektřiny, 10,1 % výroby tepla a 3,3 % energie spotřebované v dopravě. Mezi lety 2013 a 2018 došlo nárůstu obnovitelné energie v celkové celosvětové spotřebě energie o 7,2 %; pro moderní obnovitelné zdroje energie (tj. nezahrnující tradiční zdroje založené na biomase) byl tento nárůst 21,5 %.[8] Celosvětově zaměstnávala oblast obnovitelných zdrojů energie přibližně 11,5 mil. pracovníků, nejvíce jich je zaměstnaných ve výrobě a provozu fotovoltaických zdrojů.[9] V roce 2020 existovaly dva státy, Norsko a Island, jejichž výroba elektřiny byla ze 100 % pokryta z obnovitelných zdrojů; několik dalších zemí počítá se 100 % výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů v blízké budoucnosti.[10] Mezi státy, které nejrychleji zavádějí obnovitelné zdroje energie patří dále také Švédsko, Kostarika, Nikaragua, Velká Británie, Německo, Uruguay, Dánsko, Čína, Maroko, USA a Keňa.[11]

Rychlé zavádění technologií pro obnovitelnou energii vede ke zvyšování energetické účinnosti, energetické bezpečnosti a ke zmírňování změny klimatu; mimo to má také ekonomické výhody.[12] V mezinárodním měřítku má podle průzkumů veřejného mínění zavádění obnovitelných zdrojů energie velkou podporu.[13][14] Obnovitelné technologie jsou také vhodné pro odlehlé oblasti a rozvojové země, kde je energie často klíčová pro lidský rozvoj, i když zde zavádění těchto technologií naráží na mnoho překážek.[15] Jelikož většina technologií pro výrobu obnovitelné energie poskytuje elektřinu, zavádění obnovitelné energie se často používá ve spojení s další elektrifikací, která má několik výhod: elektřinu lze přeměnit na teplo, lze ji přeměnit s vysokou účinností na mechanickou energii a to v místě spotřeby.[16][17] Elektrifikace obnovitelnou energií je navíc účinnější, a proto vede k významnému snížení požadavků na primární energie.[18]

Pokud bereme v úvahu celý výrobní cyklus energie z obnovitelných zdrojů, do něhož zahrneme i výrobu jednotlivých zařízení včetně spotřeby materiálu, mluvíme o nízkoemisních zdrojích; i v tomto případě jsou emise skleníkových plynů řádově nižší, než v případě fosilních paliv (výjimkou je jaderná energetika, která má emise srovnatelné[19], i když poslední studie z Evropy ukazují, že v některých případech je uhlíková stopa vyšší[20]). Uvedené údaje o uhlíkové stopě však nebudou platit od okamžiku, kdy veškerá vyráběná energie, včetně energie potřebné k výrobě energetických zařízení, bude pocházet z obnovitelných, nebo bezemisních zdrojů (do bezemisních zdrojů počítáme jadernou energii, která používá neobnovitelné palivo, ale nevydává emise skleníkových ani jiných plynů; produkuje však radioaktivní odpad, který se skladuje v hlubinných úložištích).

Úvod

Toky obnovitelné energie zahrnují přírodní jevy, jako je sluneční světlo, vítr, příliv a odliv, růst rostlin a geotermální teplo, jak vysvětluje Mezinárodní agentura pro energii:[1]

Obnovitelná energie pochází z přírodních procesů, které se neustále doplňují. V různých formách pochází přímo ze Slunce nebo z tepla generovaného hluboko v Zemi. Definice zahrnuje elektřinu a teplo vyrobené ze sluneční, větrné, oceánské, vodní energie, biomasy, geotermálních zdrojů a biopaliv a vodíku pocházejících z obnovitelných zdrojů.

Obnovitelné zdroje energie a také možnosti zvýšení energetické účinnosti existují v širokých zeměpisných oblastech na rozdíl od jiných zdrojů energie, které jsou soustředěny v omezeném počtu zemí. Rychlé zavedení obnovitelné energie, zvýšení energetické účinnosti a technologická diverzifikace energetických zdrojů by vedly k významnému zvýšení energetické bezpečnosti a znamenal by i ekonomické výhody.[21] Přínosem by bylo také snížení znečištění životního prostředí, především znečištění ovzduší způsobené spalováním fosilních paliv, a zlepšilo by se také veřejné zdraví, snížilo by se množství předčasných úmrtí, způsobených znečištěním a ušetřily by se související zdravotní náklady ve výši několika stovek miliard dolarů ročně.[22] Očekává se, že obnovitelné zdroje energie, které získávají energii ze Slunce, ať už přímo či nepřímo, jako je vodní a větrná energie, budou schopny dodávat lidstvu energii po téměř další 1 miliardu let.[23][24][25]

Problematika změny klimatu a globálního oteplování spolu s pokračujícím poklesem ceny některých zařízení na výrobu energie z obnovitelných zdrojů, jako jsou větrné turbíny a solární panely, vedou ke stále častějšímu využívání obnovitelných zdrojů energie.[13] Nové vládní investice, regulace a opatření pomohly odvětví obnovitelných zdrojů energie překonat globální finanční krizi lépe než mnoho jiných odvětví.[26] Podle Mezinárodní agentury pro energii z obnovitelných zdrojů by však bylo potřeba, aby (počínaje r. 2019) podíl obnovitelných zdrojů ve skladbě zdrojů energie (včetně elektrické energie, tepla a dopravy) rostl šestkrát rychleji, má-li se udržet nárůst průměrných globálních teplot „hluboko pod“ 2,0 °C (oproti předindustriální úrovní, jak stanoví Pařížská dohoda [27]).

Obnovitelná energie často postupně nahrazuje fosilní paliva ve čtyřech oblastech: ve výrobě elektřiny, vytápění a ohřevu vody, v dopravě a v poskytování energetických služeb v odlehlých oblastech (off-grid):[5]

  • Výroba elektřiny

Bráno podle současného vývoje, pak by se do roku 2040 vyrovnala výroba elektřiny z obnovitených zdrojů s výrobou elektřiny z uhlí a zemního plynu. To je však nepřijatelné, vezmeme-li v úvahu výše uvedený požadavek IRENA na zvyšování podílu obnovitelných zdrojů. Několik zemí, například Dánsko, Německo, Jižní Austrálie a některých států USA, dosáhlo vysoké integrace různých obnovitelných zdrojů do elektrické sítě. Například v roce 2015 poskytovala větrná energie 42 % poptávky po elektřině v Dánsku, 23,2% v Portugalsku a 15,5% v Uruguayi. Vzájemné propojení elektrických sítí umožňují zemím vyvážit sítě tak, že vyrovnávají výkyvy v dodávkách energie. Mezi jednotlivými zeměmi a regiony začínají fungovat inovativní hybridní systémy.[5]

  • Vytápění

Solární ohřev vody je v mnoha zemích významným obnovitelným zdrojem, zejména v Číně, kde je instalováno přibližně 70 % celosvětové výrobní kapacity (180 GWth). Většina z těchto systémů je instalována v bytových domech pro více rodin a splňuje část potřeb teplé vody (asi 50–60 milionů domácností v Číně). Celkově instalované solární systémy na ohřev vody na celém světě poskytují část potřeb teplé vody u více než 70 milionech domácností. Stále také roste využívání biomasy k vytápění. Ve Švédsku je vytápěno více domácností biomasou, než ropou. Rychle roste i využití přímé geotermální energie pro vytápění.[28] Významnou úlohu začínají hrát také tepelná čerpadla, která zajišťují vytápění i chlazení a také vyrovnávají křivku poptávky po elektrické energii a v různých zemích začíná být národní prioritou.[29][30]

  • Doprava

Bioethanol je alkohol vyrobený fermentací, většinou ze sacharidů produkovaných v cukrech nebo škrobových plodinách, jako je kukuřice, cukrová třtina nebo čirok. Celulózová biomasa získávaná z nepotravinových zdrojů, jako jsou stromy a trávy, může být vhodnou pro výrobu ethanolu. Ethanol lze použít jako palivo pro vozidla v jeho čisté formě, ale obvykle se používá jako aditivum do benzinu ke zvýšení oktanového čísla a snížení emisí vozidel. Bioethanol je široce používán v USA a v Brazílii. Bionaftu lze použít jako palivo pro vozidla v čisté formě, ale obvykle se používá jako aditivum do nafty ke snížení emisí částic, oxidu uhelnatého a uhlovodíků ve vozidlech na naftu. Bionafta se vyrábí z olejů nebo tuků pomocí transesterifikace a je nejběžnějším biopalivem v Evropě.

Solární vozidlo je elektrické vozidlo poháněné zcela nebo z významné části přímou sluneční energií. Fotovoltaické články v solárních panelech obvykle přeměňují sluneční energii přímo na elektrickou energii. Solární energii lze také použít k zajištění energie pro komunikaci nebo ovládání nebo jiné pomocné funkce. Solární vozidla zatím nejsou použitelná pro každodenní přepravu, ale jsou to zatím demonstrační vozidla a technické prototypy, často sponzorované z veřejných peněz. Mezi známé příklady patří loď PlanetSolar a letadlo Solar Impulse. Velmi rozšířená jsou ale auta poháněná elektřinou, nabíjené elektřinou ze solárních zdrojů[31][32] a prodávají se lodě s výhradně solárním pohonem.[33]

Historie

Od začátku vývoje lidského druhu až do nedávné historie byly využívány prakticky pouze obnovitelné zdroje energie, protože jiné nebyly k dispozici. Až v posledních několika stoletích začali lidé využívat také fosilní zdroje – uhlí a ropu a ve 20. století také uran.[34] Využívání ohně, ve kterém se pálila biomase se datuje po více, než 120 000 let,[35] v roce 2810 př. n. l. je zdokumentováno využívání energie větru pro pohon plachetnic na Nilu a v Perském zálivu.[36] Geotermální energie z termálních pramenů byla využívána pro lázně již v paleolitu a k topení pak v Římské říši.[37]

V roce 2000 př. n. l. začali Číňané využívat rafinovanou ropu na topení a svícení, v roce 1000 př. n. l. pak objevili dřevěné uhlí, které používali jako palivo při výrobě oceli a přibližně od roku 200 př. n. l. začali používat zemní plyn pro dobývání soli z mořské vody. Také Římané začali přibližně od roku 500 př. n. l. používat ke svícení v domácnostech tzv. sicilský petrolej, tedy ropu. Přelomem ve využívání energie byl v roce 1769 vynález zdokonaleného parního stroje, který znamenal začátek průmyslové revoluce. Pro pohon parního stroje začalo být intenzivně využíváno uhlí a nastala i jeho masivní těžba. I když využití uhlí je zdokumentováno již v dávné historii lidmi, kteří žili v jeskyních, výraznější použití je zdokumentováno v letech 200–100 př. n. l. Římany v Anglii, ve 14 . století pak indiány Hopi v Americe.[38][39][40]

První obavy o vyčerpání fosilních zdrojů energie se objevily již v 19. století. V roce 1873 napsal profesor Augustin Mouchot:

Přijde čas, kdy evropský průmysl přestane mít dostatek potřebných přírodních zdrojů energie. Ropné prameny a uhelné doly nejsou nevyčerpatelné, ale na mnoha místech se rychle vyčerpávají. Vrátí se pak člověk k síle vody a větru? Nebo se přesune tam, kde nejsilnější zdroj tepla vysílá své paprsky na všechny? Historie ukáže, co přijde…[41]

V roce 1885, po objevu fotovoltaického jevu, předpověděl Werner von Siemens jeho praktické použití při výrobě energie.[42] V roce 1905 zmiňoval konec fosilních paliv Max Weber v závěru své knihy Protestantská etika a duch kapitalismu.[43] V roce 1956 byla publikována teorie ropného zlomu.[44] V 70. letech 20. století podporovali ekologové rozvoj obnovitelné energie jako náhradu za případné vyčerpání ropy a jako možnost ukončení závislosti na ropě; objevily se první větrné turbíny vyrábějící elektřinu. Solární systémy se dlouho používaly k vytápění a chlazení, do roku 1980 byly fotovoltaické panely příliš drahé, aby byly běžně používány jako zdroj elektřiny.[45]

Definice v zákonech v České republice

Definice obnovitelného zdroje podle českého zákona č. 17/1992 Sb. o životním prostředí je: „Obnovitelné přírodní zdroje mají schopnost se při postupném spotřebovávání částečně, nebo úplně obnovovat, a to samy, nebo za přispění člověka.“[46]

Definice podle zákona č. 165/2012 Sb. o podporovaných zdrojích energie: „obnovitelnými zdroji [se rozumí] obnovitelné nefosilní přírodní zdroje energie, jimiž jsou energie větru, energie slunečního záření, geotermální energie, energie vody, energie půdy, energie vzduchu, energie biomasy, energie skládkového plynu, energie kalového plynu z čistíren odpadních vod a energie bioplynu.“[47]

Hlavní technologie

Větrná energie
Větrné elektrárny v Jindřichovicích pod Smrkem
Podrobnější informace naleznete v článku Větrná energie.

Na konci roku 2019 v celosvětovém měřítku instalovaný výkon větrných elektráren 651 GW, proti roku 2018 došlo k nárůstu o 10 %.[48] V Česku byl v roce 2019 instalovaný výkon větrných elektráren 337 MW.[49] V Evropě bylo v roce 2019 vyráběno z větru 15 % elektrické energie.[50]

Proud vzduchu lze použít k provozu větrných turbín. Moderní průmyslově vyráběné větrné turbíny mají jmenovitý výkon od 600 kW do 9 MW. Energie dostupná z větru je kvadratickou funkcí rychlosti větru, takže jak se zvyšuje rychlost větru, zvyšuje se výkon až na maximální výkon pro konkrétní turbínu.[51] Optimální místa pro umístění větrných turbín jsou místa, kde je vítr stálý a silný – vyšší polohy a také širé moře. Plný výkon dosahují větrné turbíny typicky po 16 až 57 % času, ale v případě míst na širém moři může být toto procento vyšší.[52]

Pokud by byly překonány všechny překážky, předpokládá se celosvětově, že technický potenciál větrné energie by byl 5krát vyšší, než světové produkce energie, resp. 40 x vyšší, než poptávka po elektřině. To by vyžadovalo, aby byly větrné turbíny instalovány na velkých plochách, zejména v oblastech s vyššími intenzitami větru, například na moři.[53] Pro Českou republiku odhaduje studie AV ČR celkový realizovatelný potenciál větrné energie na přibližně 15 GW,[54] což by mohlo pokrýt přibližně 31 % celkové spotřeby elektřiny.[55]

Větrné turbíny na moři mají, ze všech energetických zdrojů, nejnižší uhlíkovou stopu, pokud počítáme celkový životní cyklus.[19]

Vodní energie
Podrobnější informace naleznete v článku Vodní energie.
Malá vodní elektrárna Mířejovice

Vodní energie je technicky využitelná potenciální, kinetická nebo tepelná energie veškerého vodstva na Zemi. Jde o velmi využívaný obnovitelný zdroj energie. Nejvíce se v dnešní době využívá přeměny ve vodních elektrárnách na elektrickou energii.

Vodní energie se využívá již od starověku. Nejprve to bylo k dopravě (splavování lodí a vorů či dřeva po proudu řek), později k pohonu strojů (mlýnů, hamrů, čerpadel – například vodního trkače – a pil). K rozšíření jejího využívání v Evropě došlo v období středověku zásluhou mnišských řádů, jejichž kláštery ji nejen hojně využívaly, ale též si mezi sebou relativně rychle předávaly vylepšení zvyšující efektivitu jejího využití. Převažujícím způsobem využití vodní energie se později stala výroba elektřiny. První vodní elektrárna byla postavena v Appletonu ve státě Wisconsin ve Spojených státech amerických v roce 1882.

Na konci roku 2019 byla celosvětová kapacita vodní energie 1 190 GW.[56]

S ohledem na to, že voda je asi 800krát hustší než vzduch, může i pomalý proud vody nebo mírny vzestup moře přinést značné množství energie. Existuje mnoho forem vodní energie:

  • Historicky pochází vodní elektrická energie z velkých energetických přehrad a nádrží, které jsou stále populární v rozvojových zemích.[57] Největší z nich je přehrada Tři soutěsky v Číně (dokončená v roce 2003) a přehrada Itaipú, ležící na řece Paraná, na hranicích Brazílie a Paraguaye (dokončená v roce 1984).
  • Malé vodní elektrárny mají ve světě typicky instalovaný výkon do 50 MW (v Česku 10 MW).[58] Typicky jsou budovány na menších tocích, v málo rozvinutých zemích i na velkých řekách. V samotné Číně funguje přes 45 000 malých vodních elektráren.[59]
  • Průtočné vodní elektrárny pracují bez akumulace vody, takže přítok nad příslušným jezem a odtok pod elektrárnou jsou v běžném provozu stejné. Tyto elektrárny mohou vyrobit velké množství elektřiny. Příkladem je Přehrada náčelníka Josefa na řece Columbia.[60][61]

Vodní energie se vyrábí ve 150 zemích, přičemž v asijsko-pacifickém regionu generovala v roce 2010 celkem 32 procent celosvětové vodní energie. V zemích s největším podílem elektřiny z obnovitelných zdrojů je v 50 předních primárně z vodních elektráren. Čína je největším výrobcem vodních elektráren s produkcí 721 terawatthodin v roce 2010, což představuje přibližně 17 procent domácí spotřeby elektřiny. Tři vodní elektrárny mají výkon větší než 10 GW: přehrada Tři soutěsky v Číně, přehrada Itaipú na hranici Brazílie a Paraguae a přehrada Guri ve Venezuele.[62]

Energie mořského vlnění, která využívá energii povrchových oceánských vln, a přílivová energie, která přeměňuje energii přílivu a odlivu, jsou dvě formy vodní energie u kterých se očekává budoucí potenciál; dosud však nemají rozsáhlejší komerční využití. Na pobřeží státu Maine funguje demonstrační projekt provozovaný společností Ocean Renewable Power Company na pobřeží Maine. Tento projekt využívá přílivovou energii ze zálivu Fundy, kde se nachází největší příliv na světě. Dalším zdrojem energie by mohla být přeměna tepelné energie, která využívá teplotní rozdíl mezi chladnější v hloubce a teplejší povrchovou vodou; zatím však (v roce 2020) není takovýto projekt ekonomicky realizovatelný.[63][64][65]

Sluneční energie
Fotovoltaické články a solární kolektory, moštárna Hostětín
Podrobnější informace naleznete v článku Sluneční energie.

Sluneční energie patří mezi hlavní zdroje obnovitelné energie.[66] Na Slunci probíhají již několik miliard let termonukleární reakce. Těmito reakcemi se přeměňuje sluneční vodík (který obnovován není) na helium za uvolnění velkého množství energie. Ze Slunce je energie předávána na Zem ve formě záření. Energetický příkon ze Slunce je ve vzdálenosti, v níž se nachází Země, přibližně 1300 W/m2. Tento výkon se označuje jako solární konstanta. V ČR dopadá za rok průměrně 1100 kWh/m2. Pokud se tato energie přeměňuje technickým zařízením (sluneční kolektor, fotovoltaický článek) přímo, mluvíme obvykle o sluneční energii.

Na konci roku 2019 byla celosvětová kapacita solární energie 586 GW.[56]

Solární energie, sálavé světlo a teplo ze Slunce, je využívána pomocí řady neustále se vyvíjejících technologií, jako je solární ohřev, fotovoltaika, koncentrovaná solární energie (CSP), koncentrační fotovoltaika (CPV), solární architektura a umělá fotosyntéza.[67][68] Solární technologie často dělíme na pasivní nebo aktivní v závislosti na způsobu, jakým zachycují, převádějí a distribuují sluneční energii. Pasivní solární techniky zahrnují orientaci budovy vzhledem ke Slunci, výběr materiálů s příznivými izolačními vlastnostmi nebo rozptylem světla a navrhování prostorů, ve kterých přirozeně cirkuluje vzduch. Aktivní solární technologie zahrnují solární tepelnou energii využívající solární kolektory k vytápění a solární energii, přeměňující sluneční světlo na elektřinu buď přímo pomocí fotovoltaiky (PV), nebo nepřímo pomocí koncentrované solární energie (CSP).

Geotermální energie
Geotermální elektrárna na Islandu
Podrobnější informace naleznete v článku Geotermální energie.

Geotermální energie je přirozený projev tepelné energie zemského jádra, která má původ ve zbytkovém teplu planety Země, vzniká rozpadem radioaktivních látek nebo působením slapových sil. Jejími projevy jsou erupce sopek a gejzírů, horké prameny či parní výrony.[69][70] Využívá se ve formě tepelné energie (pro vytápění nebo i chlazení), či pro výrobu elektrické energie v geotermálních elektrárnách. Řadí se mezi obnovitelné zdroje energie, avšak nemusí to platit vždy – některé zdroje geotermální energie se mohou vyčerpat v horizontu desítek let, protože rychlost proudění tepla je menší, než rychlost jeho odčerpávání.[71]

Nízkoteplotní geotermální energie[72] označuje použití vnější kůry Země jako tepelné baterie k uskladnění obnovitelné tepelné energie pro vytápění a chlazení budov a pro další chladicí a průmyslové použití. V této formě geotermální energie se geotermální tepelné čerpadlo a zemní výměník tepla používají k uskladnění tepelné energie do Země (pro chlazení) a ze Země (pro vytápění) – podle ročního období. Nízkoteplotní geotermální energie je stále důležitější obnovitelnou technologií, protože jednak snižuje celkovou roční energetickou zátěž spojenou s vytápěním a chlazením, jednak vyrovnává křivku elektrické poptávky a eliminuje extrémní letní a zimní špičkové požadavky na dodávku elektřiny.[73]

Na konci roku 2019 byla celosvětová kapacita geotermální energie 14 GW.[56]

Bioenergie
Podrobnější informace naleznete v článcích Bioenergie, Biomasa, Bioplyn a Biopalivo.
Bioplynová stanice Poděbrady

Biomasa je biologický materiál pocházející ze živých nebo nedávno živých organismů. Nejčastěji se jedná o rostliny nebo materiály pocházející z rostlin, které se konkrétně nazývají lignocelulózová biomasa.[74] Jako zdroj energie může být biomasa použita buď přímo spalováním k výrobě tepla, nebo nepřímo po její přeměně na různé formy biopaliva. Konverze biomasy na biopalivo může být dosažena různými metodami, které se dělí na termální, chemické a biochemické metody. Největším zdrojem energie z biomasy zůstává dřevo.[75] Dřevní biomasa může být tvořena zbytky lesů – jako jsou uschlé stromy, větve a pařezy, odřezky ze zpracování dřeva, dřevní štěpka a piliny. Nedřevní biomasa zahrnuje veškerou rostlinnou nebo živočišnou hmotu, kterou lze přeměnit na vlákna nebo jiné průmyslové látky, včetně biopaliv. Průmyslová biomasa lze získat pěstováním z mnoha druhů rostlin, včetně trávy ozdobnice, prosa, konopí, kukuřice, topolu, vrby, čiroku, cukrové třtiny, bambusu a různých druhů stromů, od eukalyptu po olejné palmy.[76]

Biomasu lze přeměnit na jiné využitelné formy energie, jako je plynný methan[77] nebo paliva pro dopravu, jako jsou ethanol a bionafta. Při rozkladu odpadků, zemědělského odpadu a lidských exkrementů vzniká plynný methan – nazývaný také skládkový plyn nebo bioplyn. Plodiny, jako jsou kukuřice a cukrová třtina, lze fermentovat za vzniku ethanolu. Bionaftu, další palivo pro dopravu, lze vyrábět také ze zbytků potravinářských produktů, jako jsou rostlinné oleje a živočišné tuky.[78][79] Nadále jsou zkoumány možnosti zkapalňování biomasy a celulosového ethanolu.[80][81]

Na konci roku 2019 byla celosvětová kapacita bioenergie 124 GW.[56]

Využití obnovitelných zdrojů

V roce 2006 pocházelo asi 18 % celosvětově vyprodukované energie ze zdrojů, označovaných jako obnovitelné. Většina z toho (13 % celkové spotřeby) pochází z tradiční biomasy (především pálení dřeva). Vodní energie, poskytující 3 % celkové spotřeby primární energie, byla druhý největší obnovitelný zdroj. Moderní technologie, využívající geotermální energii, větrnou energii, sluneční energii a energii přílivu dohromady poskytovaly asi 0,8 % z celkové výroby.

V březnu roku 2007 se představitelé Evropské unie dohodli, že v roce 2020 má být 20 % energie členských států vyráběno z obnovitelných zdrojů, aby se omezily emise oxidu uhličitého, který je považován za původce globálního oteplování. Investování do obnovitelné energie si vyžádalo náklady ve výši z 80 miliard amerických dolarů v roce 2005[zdroj?] a v následujícím roce náklady ve výši 100 miliard amerických dolarů.[zdroj?]

Německo v roce 2018 pokrylo 38,2% a v roce 2019 již 42,6% své hrubé spotřeby elektřiny z obnovitelných zdrojů.[82]

Za použití elektřiny z obnovitelných zdrojů se vyrábí tzv. "zelený" vodík.[83][84]

V roce 2020 poprvé překonal objem vytvořené elektrické energie v EU z obnovitelných zdrojů energie z fosilních paliv. Z obnovitelných zdrojů pocházelo 38 % elektřiny.[85]

Možné konflikty a negativa

Celosvětově rozvoj obnovitelných zdrojů si může vyžádat zvýšenou spotřebu některých kovů o 5 až 18 % ročně po dobu následujících 40 let.[86] Geotermální zdroje a vodní nádrže mohou způsobovat zemětřesení.[87][88] Přehradní nádrže mohou být zdrojem skleníkových plynů, především metanu,[89] jejich skutečná úloha ale zatím není dostatečně objasněna.[90] Výstavba obnovitelných zdrojů energie může být v některých případech zdrojem sociálních i environmentálních konfliktů, což je dokumentováno především v případě výstavby nových přehrad.[91]

Obnovitelná energie v Česku
Větrné elektrárny v Česku
Související informace naleznete také v článcích Podpora výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů v České republice a Energetika v Česku.

Obnovitelné zdroje energie jsou podporovány různými dotacemi nebo zvýhodněnými výkupními cenami energie. V České republice je elektřina z obnovitelných zdrojů podporována garantovanými výhodnými výkupními cenami nebo formou tzv. zelených bonusů. Z těchto dvou variant může každý vlastník elektrárny, která využívá obnovitelné zdroje energie, volit. V letech 2005–2011 činila podpora obnovitelných zdrojů energie 54,4 mld. Kč, kombinovaná výroba elektřiny a tepla 4,2 mld. Kč a druhotné zdroje energie 0,6 mld. Kč (celkem tedy téměř 60 miliard korun).[92]

Nepřímá podpora fosilních zdrojů činila za totéž období 76,3 miliardy korun (uhlí 55,3 mld. Kč, ropa 14,2 mld. Kč, zemní plyn 6,8 mld. Kč). Z toho přibližně polovina (37 mld) sloužila k likvidaci zátěží, vzniklých před rokem 1994.[93]

Podíl obnovitelných zdrojů na celkové primární energii i na výrobě elektřiny činil v České republice přitom ve stejném období přibližně 3–10 % (jejich podíl v tom období rostl – proto rozptyl v podílu).

Mezi obnovitelnými zdroji Skupiny ČEZ mají největší podíl na výrobě elektřiny vodní elektrárny. Instalovaný výkon vodních elektráren Skupiny ČEZ činil koncem roku 2018 v České republice 1 961,1 MW.[94]

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Renewable energy na anglické Wikipedii.

  1. IEA. Renewable Energy... ... into the Mainstream [online]. IEA, 2002 [cit. 2020-12-09]. Dostupné online.
  2. ELLABBAN, Omar; ABU-RUB, Haitham; BLAABJERG, Frede. Renewable energy resources: Current status, future prospects and their enabling technology. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2014-11, roč. 39, s. 748–764. Dostupné online [cit. 2020-12-02]. DOI 10.1016/j.rser.2014.07.113. (anglicky)
  3. Biomass subsidies 'not fit for purpose', says Chatham House. Carbon Brief [online]. 2017-02-23 [cit. 2020-12-02]. Dostupné online. (anglicky)
  4. NEWS, Chelsea Harvey,Niina Heikkinen,E&E. Congress Says Biomass Is Carbon-Neutral, but Scientists Disagree. Scientific American [online]. [cit. 2020-12-02]. Dostupné online. (anglicky)
  5. REN21. Renewables 2020 Global Status Report [online]. REN21, 2020 [cit. 2020-12-02]. Dostupné online.
  6. Global renewable energy trends | Deloitte Insights. www2.deloitte.com [online]. [cit. 2020-12-02]. Dostupné online.
  7. Renewable Energy Now Accounts for a Third of Global Power Capacity. irena.org [online]. [cit. 2020-12-02]. Dostupné online. (anglicky)
  8. REN21. Key findings of the Renewables global status report [online]. REN21, 2010 [cit. 2010-12-02]. Dostupné online.
  9. Renewable Energy and Jobs – Annual Review 2020. /publications/2020/Sep/Renewable-Energy-and-Jobs-Annual-Review-2020 [online]. [cit. 2020-12-02]. Dostupné online. (anglicky)
  10. MATHIESEN, B. V.; LUND, H.; CONNOLLY, D. Smart Energy Systems for coherent 100% renewable energy and transport solutions. Applied Energy. 2015-05-01, roč. 145, s. 139–154. Dostupné online [cit. 2020-12-02]. ISSN 0306-2619. DOI 10.1016/j.apenergy.2015.01.075. (anglicky)
  11. Renewable Energy World Leaders | Click Energy. Click Energy [online]. [cit. 2020-12-02]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2020-11-28. (anglicky)
  12. Energy Technology Perspectives 2012. IEA Webstore [online]. [cit. 2020-12-02]. Dostupné online.
  13. UNITED NATIONS ENVIRONMENT PROGRAMME. Global Trends in Sustainable Energy Investment 2008-Analysis of Trends and Issues in the Financing of Renewable Energy and Energy Efficiency. wedocs.unep.org. 2008. Dostupné online [cit. 2020-12-02]. (English)
  14. SÜTTERLIN, Bernadette; SIEGRIST, Michael. Public acceptance of renewable energy technologies from an abstract versus concrete perspective and the positive imagery of solar power. Energy Policy. 2017-07-01, roč. 106, s. 356–366. Dostupné online [cit. 2020-12-02]. ISSN 0301-4215. DOI 10.1016/j.enpol.2017.03.061. (anglicky)
  15. ALAZRAQUE-CHERNI, Judith. Renewable Energy for Rural Sustainability in Developing Countries:. Bulletin of Science, Technology & Society. 2008-04-01. Dostupné online [cit. 2020-12-02]. DOI 10.1177/0270467607313956. (anglicky)
  16. ARMAROLI, Nicola; BALZANI, Vincenzo. Towards an electricity-powered world. Energy & Environmental Science. 2011-08-26, roč. 4, čís. 9, s. 3193–3222. Dostupné online [cit. 2020-12-02]. ISSN 1754-5706. DOI 10.1039/C1EE01249E. (anglicky)
  17. ARMAROLI, Nicola; BALZANI, Vincenzo. Solar Electricity and Solar Fuels: Status and Perspectives in the Context of the Energy Transition. Chemistry – A European Journal. 2016, roč. 22, čís. 1, s. 32–57. Dostupné online [cit. 2020-12-02]. ISSN 1521-3765. DOI 10.1002/chem.201503580. (anglicky)
  18. QUASCHNING, VOLKER 1969-. Regenerative Energiesysteme Technologie - Berechnung - Simulation ; mit 113 Tabellen und einer DVD. 7., aktualisierte Aufl. vyd. München: [s.n.] 403 S s. Dostupné online. ISBN 978-3-446-42732-7, ISBN 3-446-42732-5. OCLC 753639148
  19. Life Cycle Assessment Harmonization. www.nrel.gov [online]. [cit. 2020-12-01]. Dostupné online. (anglicky)
  20. The greenhouse gas emissions of nuclear energy – Life cycle assessment of a European pressurised reactor. Applied Energy. 2021-05-15, roč. 290, s. 116743. Dostupné online [cit. 2021-05-06]. ISSN 0306-2619. DOI 10.1016/j.apenergy.2021.116743. (anglicky)
  21. INTERNATIONAL ENERGY AGENCY. Energy technology perspectives 2012 : pathways to a clean energy system. Paris: OECD Publishing 1 online resource (700 pages) s. Dostupné online. ISBN 978-92-64-17489-4, ISBN 92-64-17489-3. OCLC 817964303
  22. JACOBSON, Mark Z.; DELUCCHI, Mark A.; BAZOUIN, Guillaume. 100% clean and renewable wind, water, and sunlight (WWS) all-sector energy roadmaps for the 50 United States. Energy & Environmental Science. 2015, roč. 8, čís. 7, s. 2093–2117. Dostupné online [cit. 2020-12-09]. ISSN 1754-5692. DOI 10.1039/C5EE01283J. (anglicky)
  23. SCHRöDER, K.-P.; CONNON SMITH, Robert. Distant future of the Sun and Earth revisited. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 2008-05-01, roč. 386, čís. 1, s. 155–163. Dostupné online [cit. 2020-12-09]. ISSN 0035-8711. DOI 10.1111/j.1365-2966.2008.13022.x.
  24. PALMER, Jason. Hope dims that Earth will survive Sun's death. New Scientist [online]. [cit. 2020-12-09]. Dostupné online. (anglicky)
  25. BBC NEWS | Science/Nature | Specials | Washington 2000 | Date set for desert Earth. news.bbc.co.uk [online]. [cit. 2020-12-09]. Dostupné online.
  26. MAKOWER, Joel; ET AL. Clean Energy Trends 2009. web.archive.org [online]. Clean EDGE, 2009-03-18 [cit. 2020-12-09]. Dostupné online.
  27. Global energy transformation: A roadmap to 2050 (2019 edition). /publications/2019/Apr/Global-energy-transformation-A-roadmap-to-2050-2019Edition [online]. [cit. 2020-12-09]. Dostupné online. (anglicky)
  28. CCBDA Fast Growth for Copper-Based Geothermal Heating & Cooling. en.coppercanada.ca [online]. [cit. 2020-12-09]. Dostupné online.
  29. Geothermal Heat Pumps. Energy.gov [online]. [cit. 2020-12-09]. Dostupné online. (anglicky)
  30. Net Zero Foundation — Leading to the Age of Free Energy. Intelli Products [online]. [cit. 2020-12-09]. Dostupné online.
  31. Solar Powered Electric Car (EV) Charging Station. EmPower Solar [online]. [cit. 2020-12-09]. Dostupné online. (anglicky)
  32. Solar-Powered Cars: Could They Play a Role in the Future? [online]. 2020-08-31 [cit. 2020-12-09]. Dostupné online. (anglicky)
  33. Getting to Zero Coalition. www.globalmaritimeforum.org [online]. [cit. 2020-12-09]. Dostupné online.
  34. Historie a perspektivy OZE - úvod. TZB-info [online]. [cit. 2020-12-03]. Dostupné online. (česky)
  35. HIRST, K. Krist. When Did People Begin Using Fire?. ThoughtCo [online]. [cit. 2020-12-11]. Dostupné online. (anglicky)
  36. DARLING, David. wind energy. www.daviddarling.info [online]. [cit. 2020-12-11]. Dostupné online.
  37. Geothermal Energy. faculty.fairfield.edu [online]. [cit. 2020-12-11]. Dostupné online.
  38. Fosil Energy Study Guide [online]. [cit. 2020-12-03]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2021-04-21.
  39. Energyland - History of Energy Use. www.emsd.gov.hk [online]. [cit. 2020-12-03]. Dostupné online.
  40. Historie využívání energie | Vítejte na Zemi. www.cittadella.cz [online]. [cit. 2020-12-03]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2021-02-28.
  41. KOVARIK, Bill. History of sustainable energy [online]. 2011-03-29 [cit. 2020-12-11]. Dostupné online. (anglicky)
  42. SIEMENS, Werner. On the electro motive action of illuminated selenium, discovered by Mr. Fritts, of New York. Journal of the Franklin Institute. 1885-06, roč. 119, čís. 6, s. 453–IN6. Dostupné online [cit. 2020-12-11]. DOI 10.1016/0016-0032(85)90176-0. (anglicky)
  43. ZENO. Soziologie im Volltext: Max Weber: Gesammelte Aufsätze zur Religionssoziologie. Band 1, Tübingen .... www.zeno.org [online]. [cit. 2020-12-11]. Dostupné online. (německy)
  44. HUBERT, M. King. Nuclear energy and fossil fuels [online]. 1956 [cit. 2020-12-11]. Dostupné online.
  45. History of PV Solar. web.archive.org [online]. 2013-12-06 [cit. 2020-12-11]. Dostupné online.
  46. Platná legislativa - Zákon o životním prostředí. www.mzp.cz [online]. [cit. 2019-03-13]. Dostupné online.
  47. 165/2012 Sb. Zákon o podporovaných zdrojích energie a o změně některých zákonů. www.zakonyprolidi.cz [online]. [cit. 2019-03-13]. Dostupné online.
  48. Global Wind Energy Council [online]. 2020-03-19 [cit. 2020-12-11]. Dostupné online. (anglicky)
  49. Renewable Capacity Statistics 2020. /publications/2020/Mar/Renewable-Capacity-Statistics-2020 [online]. [cit. 2020-12-11]. Dostupné online. (anglicky)
  50. Eind Energy in Europe in 2019 [online]. Wind Europe, 2020 [cit. 2020-12-11]. Dostupné online.
  51. Wind Energy - The Facts (Executive Summary) [online]. EWEA [cit. 2020-12-11]. Dostupné online.
  52. Erneuerbare Energien in Österreich Systemtechnik, Potenziale, Wirtschaftlichkeit, Umweltaspekte. Wien: [s.n.] XX, 499 S s. Dostupné online. ISBN 3-211-83579-2, ISBN 978-3-211-83579-1. OCLC 231867355
  53. Global wind power at 80 m. web.stanford.edu [online]. [cit. 2020-12-11]. Dostupné online.
  54. HANSLIAN, David. Aktualizace potenciálu větrné energie v České republice z perspektivy roku 2020 [online]. Praha: Ústav fyziky atmosféry AV ČR, v.v.i., 2020 [cit. 2020-12-11]. Dostupné online.
  55. Potenciál obnovitelných zdrojů v České republice: Větrné elektrárny. CZECHSIGHT - Vše o českém a zahraničním techu [online]. 2020-10-30 [cit. 2020-12-11]. Dostupné online. (cz)
  56. Renewable Capacity Statistics 2020. /publications/2020/Mar/Renewable-Capacity-Statistics-2020 [online]. [cit. 2020-12-25]. Dostupné online. (anglicky)
  57. MORAN, Emilio F.; LOPEZ, Maria Claudia; MOORE, Nathan. Sustainable hydropower in the 21st century. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2018-11-20, roč. 115, čís. 47, s. 11891–11898. Dostupné online [cit. 2020-12-25]. ISSN 0027-8424. DOI 10.1073/pnas.1809426115. PMID 30397145. (anglicky)
  58. CRETTENAND, Nicolas. The Facilitation of Mini and Small Hydropower in Switzerland:Shaping the Institutional Framework (with a Particular Focus on Storage and Pumped-Storage Schemes). infoscience.epfl.ch. 2012. Dostupné online [cit. 2020-12-25]. DOI 10.5075/EPFL-THESIS-5356. (anglicky)
  59. The Outlook for Small Hydropower in China [online]. 2015-01-01 [cit. 2020-12-25]. Dostupné online. (anglicky)
  60. Run-of-the-river hydroelectricity - Energy Education. energyeducation.ca [online]. [cit. 2020-12-25]. Dostupné online. (anglicky)
  61. Run of River Power - Energy BC. energybc.ca [online]. [cit. 2020-12-25]. Dostupné online.
  62. Use and Capacity of Global Hydropower Increases. www.energy-daily.com [online]. [cit. 2020-12-25]. Dostupné online.
  63. Wave energy pros and cons. Solar Reviews [online]. [cit. 2020-12-26]. Dostupné online. (anglicky)
  64. Wave power energy: The top five trends impacting the sector in 2019. www.power-technology.com [online]. [cit. 2020-12-26]. Dostupné online.
  65. Energie moří. www.energyweb.cz [online]. 2006- [cit. 2020-12-26]. Dostupné online.
  66. Okénko Nazeleno: Kdy mají obnovitelné zdroje smysl?, Nazeleno.cz
  67. Solar energy perspectives. Paris: OECD/IEA 1 online resource (228 pages) s. Dostupné online. ISBN 978-92-64-12458-5, ISBN 92-64-12458-6. OCLC 778434303
  68. Energy - Energy Supporting the chemical science community to help create a sustainable energy future. Royal Society of Chemistry [online]. [cit. 2020-12-26]. Dostupné online. (anglicky)
  69. DYE, S. T. Geoneutrinos and the radioactive power of the Earth: GEONEUTRINOS. Reviews of Geophysics. 2012-09, roč. 50, čís. 3. Dostupné online [cit. 2020-12-26]. DOI 10.1029/2012RG000400. (anglicky)
  70. THE KAMLAND COLLABORATION. Partial radiogenic heat model for Earth revealed by geoneutrino measurements. Nature Geoscience. 2011-09, roč. 4, čís. 9, s. 647–651. Dostupné online [cit. 2020-12-26]. ISSN 1752-0894. DOI 10.1038/ngeo1205. (anglicky)
  71. geothermal energy | Description, Uses, History, & Pros and Cons. Encyclopedia Britannica [online]. [cit. 2020-12-26]. Dostupné online. (anglicky)
  72. Geothermal Heat Pumps. Energy.gov [online]. [cit. 2020-12-26]. Dostupné online. (anglicky)
  73. The State of our Energy Systems in Two Simple Graphics [online]. Net Zero Foundation — Leading to the Age of Free Energy [cit. 2020-12-26]. Dostupné online.
  74. Biomasa - definice a členění. TZB-info [online]. [cit. 2020-12-27]. Dostupné online. (česky)
  75. Biomasa pro bioenergii: zdroje, management a využití. biom.cz [online]. 2001-01-01 [cit. 2020-12-27]. Dostupné online.
  76. Biomasa. www2.zf.jcu.cz [online]. [cit. 2020-12-27]. Dostupné online.
  77. HOWARD, Brian. Turning cow waste into clean power on a national scale. TheHill [online]. 2020-01-28 [cit. 2020-12-27]. Dostupné online. (anglicky)
  78. Biomasa pro energii, Národní ústav odborného vzdělávání. www.nuov.cz [online]. [cit. 2020-12-27]. Dostupné online.
  79. Jaký je potenciál využití biomasy v Česku a ve světě. oEnergetice.cz [online]. [cit. 2020-12-27]. Dostupné online. (česky)
  80. Fuel Ethanol Production: GSP Systems Biology Research. web.archive.org [online]. 2010-05-27 [cit. 2020-12-27]. Dostupné online.
  81. HOUGHTON, John; WEATHERWAX, Sharlene; FERRELL, John. Breaking the Biological Barriers to Cellulosic Ethanol: A Joint Research Agenda. [s.l.]: [s.n.] Dostupné online. (English) DOI: https://doi.org/10.2172/1218382.
  82. Německo zvyšuje podíl obnovitelých zdrojů. Proud. Roč. 2020, čís. 1, s. 46. ISSN 2464-7292.
  83. ČEZ se účastní výstavby největšího světového elektrolyzéru na výrobu zeleného vodíku. TZB-info [online]. [cit. 2020-04-14]. Dostupné online. (česky)
  84. V Nizozemsku vyroste velká továrna na "zelený" vodík. Proud. Roč. 2020, čís. 1, s. 46.
  85. EU Power Sector in 2020 [online]. EMBER [cit. 2021-01-28]. Dostupné online. (anglicky)
  86. Bude dost oceli a hliníku pro další rozvoj obnovitelných zdrojů? – Ekologické bydlení [online]. [cit. 2020-12-01]. Dostupné online. (česky)
  87. Solving geothermal energy's earthquake problem. phys.org [online]. [cit. 2020-12-01]. Dostupné online. (anglicky)
  88. Reservoir-Induced Seismicity - an overview | ScienceDirect Topics. www.sciencedirect.com [online]. [cit. 2020-12-01]. Dostupné online. (anglicky)
  89. Reservoirs play substantial role in global warming. phys.org [online]. [cit. 2020-12-01]. Dostupné online. (anglicky)
  90. LU, Shibao; DAI, Weidong; TANG, Yao. A review of the impact of hydropower reservoirs on global climate change. Science of The Total Environment. 2020-04, roč. 711, s. 134996. Dostupné online [cit. 2020-12-01]. DOI 10.1016/j.scitotenv.2019.134996. (anglicky)
  91. Scientists warn of the social and environmental risks tied to the energy transition. phys.org [online]. [cit. 2020-12-01]. Dostupné online. (anglicky)
  92. Informace Energetického regulačního úřadu. Ing. Alena Vitásková předsedkyně Energetického regulačního úřadu. Praha, listopad 2012
  93. http://www.ekobydleni.eu/energie/oecd-podpora-fosilnich-zdroju-energie-vysava-verejne-zdroje - OECD: podpora fosilních zdrojů energie vysává veřejné zdroje
  94. O vodní energetice [online]. Skupina ČEZ [cit. 2021-04-02]. Dostupné online.

Literatura
  • SRDEČNÝ, Karel, et al. Obnovitelné zdroje energie. Přehled druhů a technologií. Praha: Ministerstvo životního prostředí 32 s. Dostupné online. ISBN 9788072125180, ISBN 8072125184. OCLC 664091822[nedostupný zdroj]
  • (slovensky) MACKAY, David. Obnoviteľné zdroje energie - s chladnou hlavou. 2. vyd. Bratislava: Slovenská inovačná a energetická agentúra, 2013. 388 s. Dostupné v archivu pořízeném dne 2020-07-10. ISBN 978-80-88823-54-4.
  • Atlas energie 2018. Fakta a čísla o obnovitelných zdrojích v Evropě. Příprava vydání Rebecca Bertram, Radostina Primova. Praha: Heinrich-Böll-Stiftung, 2018. 56 s. Dostupné online. ISBN 978-80-88289-06-7.

Související články

Externí odkazy
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.