Comercialización de energías renovables
La comercialización de energía renovable implica el despliegue de tres generaciones de tecnologías de energía renovable que datan de hace más de 100 años. Las tecnologías de primera generación, que ya están maduras y son económicamente competitivas, incluyen biomasa, hidroelectricidad, energía geotérmica y calor. Las tecnologías de segunda generación están listas para el mercado y se están implementando en la actualidad; incluyen calefacción solar, energía fotovoltaica, energía eólica, centrales térmicas solares y formas modernas de bioenergía. Las tecnologías de tercera generación requieren esfuerzos continuos de I+D para hacer grandes contribuciones a escala mundial e incluyen la gasificación avanzada de biomasa, la energía geotérmica de roca seca y caliente y la energía oceánica.A partir de 2012, la energía renovable representa aproximadamente la mitad de la nueva capacidad eléctrica nominal instalada y los costos continúan cayendo.
La política pública y el liderazgo político ayudan a "nivelar el campo de juego" e impulsar una mayor aceptación de las tecnologías de energía renovable. Países como Alemania, Dinamarca y España han liderado el camino en la implementación de políticas innovadoras que han impulsado la mayor parte del crecimiento durante la última década. A partir de 2014, Alemania tiene un compromiso con la transición "Energiewende" hacia una economía de energía sostenible, y Dinamarca tiene un compromiso con el 100% de energía renovable para 2050. Ahora hay 144 países con objetivos de política de energía renovable.
Las energías renovables continuaron su rápido crecimiento en 2015, brindando múltiples beneficios. Se estableció un nuevo récord de capacidad eólica y fotovoltaica instalada (64 GW y 57 GW) y un nuevo máximo de 329 000 millones de USD en inversión mundial en energías renovables. Un beneficio clave que trae este crecimiento de la inversión es el crecimiento de los puestos de trabajo. Los principales países de inversión en los últimos años fueron China, Alemania, España, Estados Unidos, Italia y Brasil. Las empresas de energía renovable incluyen BrightSource Energy, First Solar, Gamesa, GE Energy, Goldwind, Sinovel, Targray, Trina Solar, Vestas y Yingli.
Las preocupaciones sobre el cambio climático también están impulsando un crecimiento creciente en las industrias de energía renovable. Según una proyección de 2011 de la Agencia Internacional de Energía (AIE), los generadores de energía solar pueden producir la mayor parte de la electricidad del mundo dentro de 50 años, reduciendo las emisiones de gases de efecto invernadero.
La energía renovable ha sido más eficaz en la creación de puestos de trabajo que el carbón o el petróleo en los Estados Unidos.
Fondo
Justificación de las energías renovables
El cambio climático, la contaminación y la inseguridad energética son problemas importantes, y abordarlos requiere cambios importantes en las infraestructuras energéticas. Las tecnologías de energía renovable son contribuyentes esenciales para la cartera de suministro de energía, ya que contribuyen a la seguridad energética mundial, reducen la dependencia de los combustibles fósiles y algunas también brindan oportunidades para mitigar los gases de efecto invernadero. Los combustibles fósiles que alteran el clima están siendo reemplazados por fuentes de energía limpias, que estabilizan el clima y no se agotan:
...la transición del carbón, el petróleo y el gas a la energía eólica, solar y geotérmica está en marcha. En la vieja economía, la energía se producía quemando algo (petróleo, carbón o gas natural), lo que generaba las emisiones de carbono que han llegado a definir nuestra economía. La nueva economía energética aprovecha la energía del viento, la energía proveniente del sol y el calor del interior de la tierra misma.
En las encuestas internacionales de opinión pública existe un fuerte apoyo a una variedad de métodos para abordar el problema del suministro de energía. Estos métodos incluyen la promoción de fuentes renovables como la energía solar y la energía eólica, exigir a las empresas de servicios públicos que utilicen más energía renovable y proporcionar incentivos fiscales para fomentar el desarrollo y el uso de dichas tecnologías. Se espera que las inversiones en energía renovable sean rentables económicamente a largo plazo.
Los países miembros de la UE han mostrado su apoyo a los ambiciosos objetivos de energía renovable. En 2010, el Eurobarómetro encuestó a los veintisiete estados miembros de la UE sobre el objetivo de "aumentar la proporción de energías renovables en la UE en un 20 por ciento para 2020". La mayoría de las personas en los veintisiete países aprobaron el objetivo o pidieron que fuera más allá. En toda la UE, el 57 por ciento pensó que el objetivo propuesto era "más o menos correcto" y el 16 por ciento pensó que era "demasiado modesto". En comparación, el 19 por ciento dijo que era "demasiado ambicioso".
A partir de 2011, ha surgido nueva evidencia de que existen riesgos considerables asociados con las fuentes de energía tradicionales y que se necesitan cambios importantes en la combinación de tecnologías energéticas:
Varias tragedias mineras a nivel mundial han subrayado el costo humano de la cadena de suministro del carbón. Las nuevas iniciativas de la EPA que se enfocan en los tóxicos del aire, las cenizas de carbón y las emisiones de efluentes resaltan los impactos ambientales del carbón y el costo de abordarlos con tecnologías de control. El uso de fracking en la exploración de gas natural está bajo escrutinio, con evidencia de contaminación de aguas subterráneas y emisiones de gases de efecto invernadero. Están aumentando las preocupaciones sobre las grandes cantidades de agua que se utilizan en las plantas de energía nuclear y de carbón, particularmente en las regiones del país que enfrentan escasez de agua. Los acontecimientos en la planta nuclear de Fukushima han renovado las dudas sobre la capacidad de operar un gran número de plantas nucleares de forma segura a largo plazo. Además, las estimaciones de costos para las unidades nucleares de "próxima generación" continúan aumentando,
El Informe de estado global de REN21 de 2014 dice que las energías renovables ya no son solo fuentes de energía, sino formas de abordar problemas sociales, políticos, económicos y ambientales apremiantes:
Hoy en día, las energías renovables se ven no solo como fuentes de energía, sino también como herramientas para abordar muchas otras necesidades apremiantes, que incluyen: mejorar la seguridad energética; reducir los impactos en la salud y el medio ambiente asociados con la energía fósil y nuclear; mitigar las emisiones de gases de efecto invernadero; mejorar las oportunidades educativas; creación de puestos de trabajo; reducción de la pobreza; y aumentar la igualdad de género... Las energías renovables han entrado en la corriente principal.
Crecimiento de renovables
En 2008, por primera vez, se agregó más energía renovable que la capacidad de energía convencional tanto en la Unión Europea como en los Estados Unidos, lo que demuestra una "transición fundamental" de los mercados energéticos del mundo hacia las energías renovables, según un informe publicado por REN21, una agencia mundial de energías renovables. red de política energética con sede en París. En 2010, la energía renovable constituía alrededor de un tercio de las capacidades de generación de energía recién construidas.
A fines de 2011, la capacidad total de energía renovable en todo el mundo superó los 1.360 GW, un 8% más. Las energías renovables que producen electricidad representaron casi la mitad de los 208 GW de capacidad agregados a nivel mundial durante 2011. La energía eólica y solar fotovoltaica (FV) representó casi el 40% y el 30%. Según el informe de 2014 de REN21, las energías renovables contribuyeron en un 19 % a nuestro consumo de energía y en un 22 % a nuestra generación de electricidad en 2012 y 2013, respectivamente. Este consumo de energía se divide en un 9% procedente de biomasa tradicional, un 4,2% como energía térmica (no biomasa), un 3,8% de electricidad hidráulica y un 2% de electricidad procedente de energía eólica, solar, geotérmica y biomasa.
Durante los cinco años desde finales de 2004 hasta 2009, la capacidad mundial de energía renovable creció a tasas del 10% al 60% anual para muchas tecnologías, mientras que la producción real creció un 1,2% en general. En 2011, el subsecretario general de la ONU, Achim Steiner, dijo: "El crecimiento continuo en este segmento central de la economía verde no está sucediendo por casualidad. La combinación de la fijación de objetivos del gobierno, el apoyo a las políticas y los fondos de estímulo está apuntalando el auge de la industria renovable y poniendo al alcance de la mano la tan necesaria transformación de nuestro sistema energético mundial". Y añadió: "Las energías renovables se están expandiendo tanto en términos de inversión, proyectos y distribución geográfica. Al hacerlo, están haciendo una contribución cada vez mayor a la lucha contra el cambio climático, contrarrestando la pobreza energética y la inseguridad energética".
Según una proyección de 2011 de la Agencia Internacional de Energía, las plantas de energía solar pueden producir la mayor parte de la electricidad del mundo dentro de 50 años, reduciendo significativamente las emisiones de gases de efecto invernadero que dañan el medio ambiente. La AIE ha dicho: "Las plantas fotovoltaicas y termosolares pueden satisfacer la mayor parte de la demanda mundial de electricidad para 2060, y la mitad de todas las necesidades energéticas, con plantas eólicas, hidroeléctricas y de biomasa que suministran gran parte de la generación restante". “La energía fotovoltaica y la solar concentrada juntas pueden convertirse en la principal fuente de electricidad”.
| Indicadores globales de energías renovables seleccionados | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 | 2012 | 2013 | 2014 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Inversión | |||||||||||||
| Inversión en nueva capacidad renovable(anual) (miles de millones de USD) | 182 | 178 | 237 | 279 | 256 | 232 | 270 | 285.9 | 241.6 | 279.8 | 289 | 302 | 304 |
| Energía | |||||||||||||
| Capacidad de energía renovable (existente) (GWe) | 1,140 | 1,230 | 1,320 | 1,360 | 1,470 | 1,578 | 1,712 | 1,849 | 2,017 | 2,195 | 2,378 | 2,588 | 2,839 |
| Capacidad hidroeléctrica (existente) (GWe) | 885 | 915 | 945 | 970 | 990 | 1,018 | 1,055 | 1,064 | 1,096 | 1,114 | 1,132 | 1,150 | 1,170 |
| Capacidad solar fotovoltaica (conectada a la red) (GWe) | dieciséis | 23 | 40 | 70 | 100 | 138 | 177 | 227 | 303 | 402 | 505 | 627 | 760 |
| Capacidad de energía eólica (existente) (GWe) | 121 | 159 | 198 | 238 | 283 | 319 | 370 | 433 | 487 | 539 | 591 | 651 | 743 |
| Calor | |||||||||||||
| Capacidad de agua caliente solar (existente)(2008-2018 GW th, 2019-2020 EJ) | 130 | 160 | 185 | 232 | 255 | 373 | 406 | 435 | 456 | 472 | 480 GWth (1,4 EJ) | 1.4 | 1.5 |
| Transporte | |||||||||||||
| Producción de etanol (anual) (miles de millones de litros) | 67 | 76 | 86 | 86 | 83 | 87 | 94 | 98.8 | 98.6 | 106 | 112 | 114 | 105 |
| Producción de biodiésel, ésteres metílicos de ácidos grasos(anual) (miles de millones de litros) | 12 | 17.8 | 18.5 | 21.4 | 22.5 | 26 | 29.7 | 30.1 | 30.8 | 31 | 34 | 47 | 39 |
| Política | |||||||||||||
| Países con objetivos de energías renovables | 79 | 89 | 98 | 118 | 138 | 144 | 164 | 173 | 176 | 179 | 169 | 172 | 165 |
| Fuente: REN21 |
En 2013, China lideró el mundo en producción de energía renovable, con una capacidad total de 378 GW, principalmente de energía hidroeléctrica y eólica. A partir de 2014, China lidera el mundo en la producción y el uso de energía eólica, energía solar fotovoltaica y tecnologías de redes inteligentes, generando casi tanta agua, energía eólica y solar como todas las centrales eléctricas de Francia y Alemania juntas. El sector de energías renovables de China está creciendo más rápido que sus combustibles fósiles y su capacidad de energía nuclear. Desde 2005, la producción de células solares en China se ha multiplicado por 100. A medida que ha crecido la fabricación renovable china, los costos de las tecnologías de energía renovable han disminuido. La innovación ha ayudado, pero el principal impulsor de la reducción de costos ha sido la expansión del mercado.
Véase también energía renovable en los Estados Unidos para cifras estadounidenses.
Tendencias económicas
Las tecnologías de energía renovable son cada vez más baratas gracias al cambio tecnológico ya los beneficios de la producción en masa y la competencia en el mercado. Un informe de la IEA de 2011 decía: "Una cartera de tecnologías de energía renovable se está volviendo competitiva en costos en una gama cada vez más amplia de circunstancias, en algunos casos brindando oportunidades de inversión sin la necesidad de un apoyo económico específico", y agregó que "las reducciones de costos en tecnologías críticas, como la eólica y la solar, continuarán". A partir de 2011, ha habido reducciones sustanciales en el costo de las tecnologías solar y eólica:
El precio de los módulos fotovoltaicos por MW ha caído un 60 por ciento desde el verano de 2008, según estimaciones de Bloomberg New Energy Finance, colocando a la energía solar por primera vez en una posición competitiva con el precio minorista de la electricidad en varios países soleados. Los precios de las turbinas eólicas también han caído, en un 18 por ciento por MW en los últimos dos años, lo que refleja, al igual que con la energía solar, una competencia feroz en la cadena de suministro. Se avecinan más mejoras en el costo nivelado de la energía solar, eólica y otras tecnologías, lo que representa una amenaza creciente para el dominio de las fuentes de generación de combustibles fósiles en los próximos años.
La hidroelectricidad y la electricidad geotérmica producida en sitios favorables son ahora la forma más económica de generar electricidad. Los costes de las energías renovables continúan cayendo y el coste nivelado de la electricidad (LCOE) está disminuyendo para la energía eólica, la energía solar fotovoltaica (PV), la energía solar concentrada (CSP) y algunas tecnologías de biomasa.
La energía renovable también es la solución más económica para la nueva capacidad conectada a la red en áreas con buenos recursos. A medida que cae el costo de la energía renovable, aumenta el alcance de las aplicaciones económicamente viables. Las tecnologías renovables ahora son a menudo la solución más económica para la nueva capacidad de generación. Donde "la generación a base de petróleo es la fuente predominante de generación de energía (por ejemplo, en islas, fuera de la red y en algunos países), casi siempre existe una solución renovable de menor costo en la actualidad". A partir de 2012, las tecnologías de generación de energía renovable representaron alrededor de la mitad de todas las nuevas incorporaciones de capacidad de generación de energía a nivel mundial. En 2011, las adiciones incluyeron 41 gigavatios (GW) de nueva capacidad de energía eólica, 30 GW de energía fotovoltaica, 25 GW de energía hidroeléctrica, 6 GW de biomasa, 0,5 GW de CSP y 0,1 GW de energía geotérmica.
Tres generaciones de tecnologías
La energía renovable incluye una serie de fuentes y tecnologías en diferentes etapas de comercialización. La Agencia Internacional de Energía (AIE) ha definido tres generaciones de tecnologías de energía renovable, que se remontan a más de 100 años:
- Las tecnologías de primera generación surgieron de la revolución industrial a fines del siglo XIX e incluyen la energía hidroeléctrica, la combustión de biomasa, la energía geotérmica y el calor. Estas tecnologías se utilizan bastante.
- Las tecnologías de segunda generación incluyen calefacción y refrigeración solar, energía eólica, formas modernas de bioenergía y energía solar fotovoltaica. Ahora están entrando en los mercados como resultado de las inversiones en investigación, desarrollo y demostración (RD&D) desde la década de 1980. La inversión inicial fue impulsada por preocupaciones de seguridad energética vinculadas a la crisis del petróleo de la década de 1970, pero el atractivo duradero de estas tecnologías se debe, al menos en parte, a los beneficios ambientales. Muchas de las tecnologías reflejan avances significativos en los materiales.
- Las tecnologías de tercera generación aún están en desarrollo e incluyen gasificación avanzada de biomasa, tecnologías de biorrefinería, concentración de energía solar térmica, energía geotérmica de roca seca y caliente y energía oceánica. Los avances en nanotecnología también pueden desempeñar un papel importante".
Las tecnologías de primera generación están bien establecidas, las tecnologías de segunda generación están entrando en los mercados y las tecnologías de tercera generación dependen en gran medida de compromisos de investigación y desarrollo a largo plazo, en los que el sector público tiene un papel que desempeñar.
Tecnologías de primera generación
Las tecnologías de primera generación son ampliamente utilizadas en lugares con abundantes recursos. Su uso futuro depende de la exploración del potencial de recursos restante, particularmente en los países en desarrollo, y de la superación de los desafíos relacionados con el medio ambiente y la aceptación social.
Biomasa
La biomasa, la quema de materiales orgánicos para producir calor y energía, es una tecnología totalmente madura. A diferencia de la mayoría de las fuentes renovables, la biomasa (y la energía hidroeléctrica) pueden proporcionar una generación de energía de carga base estable.
La biomasa produce emisiones de CO 2 en la combustión, y se cuestiona si la biomasa es neutra en carbono. El material que se quema directamente en las cocinas produce contaminantes, lo que tiene graves consecuencias para la salud y el medio ambiente. Los programas mejorados de estufas para cocinar están aliviando algunos de estos efectos.
La industria permaneció relativamente estancada durante la década hasta 2007, pero la demanda de biomasa (principalmente madera) sigue creciendo en muchos países en desarrollo, así como en Brasil y Alemania.
La viabilidad económica de la biomasa depende de tarifas reguladas, debido a los altos costos de infraestructura e ingredientes para las operaciones en curso. La biomasa ofrece un mecanismo de disposición inmediata mediante la quema de productos de desecho orgánicos municipales, agrícolas e industriales. Las tecnologías de biomasa de primera generación pueden ser económicamente competitivas, pero aún pueden requerir apoyo de implementación para superar la aceptación pública y los problemas de pequeña escala. Como parte del debate entre alimentos y combustibles, varios economistas de la Universidad Estatal de Iowa encontraron en 2008 que "no hay evidencia para refutar que el objetivo principal de la política de biocombustibles es apoyar los ingresos agrícolas".
Hidroelectricidad
Hidroelectricidad es el término que se refiere a la electricidad generada por energía hidroeléctrica; la producción de energía eléctrica mediante el uso de la fuerza gravitatoria del agua que cae o fluye. En 2015, la energía hidroeléctrica generó el 16,6 % de la electricidad total del mundo y el 70 % de toda la electricidad renovable y se espera que aumente alrededor del 3,1 % cada año durante los próximos 25 años. Las centrales hidroeléctricas tienen la ventaja de ser de larga duración y muchas de las centrales existentes han funcionado durante más de 100 años.
La energía hidroeléctrica se produce en 150 países, y la región de Asia y el Pacífico generó el 32 por ciento de la energía hidroeléctrica mundial en 2010. China es el mayor productor de energía hidroeléctrica, con 721 teravatios-hora de producción en 2010, lo que representa alrededor del 17 por ciento del uso doméstico de electricidad. Ahora hay tres plantas hidroeléctricas de más de 10 GW: la presa de las Tres Gargantas en China, la presa de Itaipú en la frontera entre Brasil y Paraguay y la presa de Guri en Venezuela. El costo de la hidroelectricidad es bajo, lo que la convierte en una fuente competitiva de electricidad renovable. El costo promedio de la electricidad de una planta hidroeléctrica de más de 10 megavatios es de 3 a 5 centavos de dólar estadounidense por kilovatio-hora.
Energía geotérmica y calor
Las plantas de energía geotérmica pueden operar las 24 horas del día, proporcionando capacidad de carga base. Las estimaciones de la capacidad potencial mundial para la generación de energía geotérmica varían ampliamente, desde 40 GW para 2020 hasta 6000 GW.
La capacidad de energía geotérmica creció de alrededor de 1 GW en 1975 a casi 10 GW en 2008. Estados Unidos es el líder mundial en términos de capacidad instalada, representando 3,1 GW. Otros países con una capacidad instalada significativa incluyen Filipinas (1,9 GW), Indonesia (1,2 GW), México (1,0 GW), Italia (0,8 GW), Islandia (0,6 GW), Japón (0,5 GW) y Nueva Zelanda (0,5 GW).). En algunos países, la energía geotérmica representa una parte significativa del suministro total de electricidad, como en Filipinas, donde la geotermia representó el 17 por ciento de la combinación total de energía a finales de 2008.
Las bombas de calor geotérmicas (fuente terrestre) representaron un estimado de 30 GWth de capacidad instalada a fines de 2008, con otros usos directos del calor geotérmico (es decir, para calefacción de espacios, secado agrícola y otros usos) alcanzando un estimado de 15 GWth. A partir de 2008, al menos 76 países utilizan energía geotérmica directa de alguna forma.
Tecnologías de segunda generación
Las tecnologías de segunda generación han pasado de ser una pasión de unos pocos dedicados a un sector económico importante en países como Alemania, España, Estados Unidos y Japón. Muchas grandes empresas industriales e instituciones financieras están involucradas y el desafío es ampliar la base del mercado para un crecimiento continuo en todo el mundo.
Calefacción solar
Los sistemas de calefacción solar son una tecnología de segunda generación bien conocida y generalmente consisten en colectores solares térmicos, un sistema de fluidos para mover el calor desde el colector hasta su punto de uso y un depósito o tanque para almacenar calor. Los sistemas se pueden utilizar para calentar agua caliente sanitaria, piscinas o viviendas y empresas. El calor también se puede utilizar para aplicaciones de procesos industriales o como entrada de energía para otros usos, como equipos de refrigeración.
En muchos climas más cálidos, un sistema de calefacción solar puede proporcionar un porcentaje muy alto (50 a 75%) de la energía del agua caliente sanitaria. A partir de 2009, China tiene 27 millones de calentadores solares de agua en la azotea.
Fotovoltaica
Las células fotovoltaicas (PV), también llamadas células solares, convierten la luz en electricidad. En la década de 1980 y principios de la de 1990, la mayoría de los módulos fotovoltaicos se utilizaron para proporcionar suministro de energía en áreas remotas, pero desde alrededor de 1995, los esfuerzos de la industria se han centrado cada vez más en el desarrollo de centrales fotovoltaicas y fotovoltaicas integradas para aplicaciones conectadas a la red.
Muchas plantas están integradas con la agricultura y algunas utilizan sistemas de seguimiento innovadores que siguen el camino diario del sol a través del cielo para generar más electricidad que los sistemas fijos convencionales. No hay costos de combustible ni emisiones durante la operación de las centrales.
Energía eólica
Algunas de las energías renovables de segunda generación, como la energía eólica, tienen un alto potencial y ya han obtenido costos de producción relativamente bajos. La energía eólica podría volverse más barata que la energía nuclear. Las instalaciones eólicas mundiales aumentaron en 35.800 MW en 2010, elevando la capacidad instalada total a 194.400 MW, un aumento del 22,5% sobre los 158.700 MW instalados a finales de 2009. El aumento para 2010 representa inversiones por un total de 47.300 millones de euros (65.000 millones de dólares estadounidenses) y, por primera vez, más de la mitad de toda la energía eólica nueva se agregó fuera de los mercados tradicionales de Europa y América del Norte, impulsada principalmente por el continuo auge en China, que representó casi la mitad de todas las instalaciones con 16.500 MW. China tiene ahora 42.300 MW de energía eólica instalada.La energía eólica representa aproximadamente el 19 % de la electricidad generada en Dinamarca, el 9 % en España y Portugal y el 6 % en Alemania y la República de Irlanda. En el estado australiano de Australia Meridional, la energía eólica, defendida por el primer ministro Mike Rann (2002–2011), ahora comprende el 26 % de la generación de electricidad del estado, superando a la energía alimentada con carbón. A fines de 2011, Australia del Sur, con el 7,2% de la población de Australia, tenía el 54% de la capacidad de energía eólica instalada del país.
La participación de la energía eólica en el uso mundial de electricidad a finales de 2014 fue del 3,1%.
La industria eólica puede producir más energía a un costo menor mediante el uso de turbinas eólicas más altas con palas más largas, que capturan los vientos más rápidos en elevaciones más altas. Esto ha abierto nuevas oportunidades y en Indiana, Michigan y Ohio, el precio de la energía de las turbinas eólicas construidas de 300 a 400 pies sobre el suelo ahora puede competir con los combustibles fósiles convencionales como el carbón. Los precios han caído a alrededor de 4 centavos por kilovatio-hora en algunos casos y las empresas de servicios públicos han aumentado la cantidad de energía eólica en su cartera, diciendo que es su opción más barata.
Centrales termosolares
Vista del sistema de generación eléctrica solar Ivanpah desde Yates Well Road, condado de San Bernardino, California. La Cordillera de Clark se puede ver en la distancia.
Las centrales termosolares incluyen la central eléctrica Solar Energy Generating Systems de 354 megavatios (MW) en EE. UU., la central solar Solnova (España, 150 MW), la central solar Andasol (España, 100 MW), Nevada Solar One (EE. UU., 64 MW), la torre solar PS20 (España, 20 MW) y la torre solar PS10 (España, 11 MW). La instalación de energía solar Ivanpah de 370 MW, ubicada en el desierto de Mojave en California, es el proyecto de planta de energía solar térmica más grande del mundo actualmente en construcción. Muchas otras plantas están en construcción o previstas, principalmente en España y EE.UU. En los países en desarrollo, se han aprobado tres proyectos del Banco Mundial para centrales eléctricas de turbinas de gas de ciclo combinado/termosolares integradas en Egipto, México y Marruecos.
Formas modernas de bioenergía
La producción mundial de etanol para combustible de transporte se triplicó entre 2000 y 2007 de 17 000 millones a más de 52 000 millones de litros, mientras que el biodiésel se multiplicó por más de diez, de menos de 1 000 millones a casi 11 000 millones de litros. Los biocombustibles proporcionan el 1,8% del combustible de transporte del mundo y estimaciones recientes indican un alto crecimiento continuo. Los principales países productores de biocombustibles para el transporte son EE. UU., Brasil y la UE.
Brasil tiene uno de los programas de energía renovable más grandes del mundo, que involucra la producción de combustible de etanol a partir de la caña de azúcar, y el etanol ahora proporciona el 18 por ciento del combustible automotriz del país. Como resultado de esto y de la explotación de fuentes petroleras internas en aguas profundas, Brasil, que durante años tuvo que importar gran parte del petróleo necesario para el consumo interno, alcanzó recientemente la autosuficiencia total en combustibles líquidos.
Casi toda la gasolina que se vende en los Estados Unidos hoy en día se mezcla con 10 por ciento de etanol, una mezcla conocida como E10, y los fabricantes de vehículos motorizados ya producen vehículos diseñados para funcionar con mezclas de etanol mucho más altas. Ford, DaimlerChrysler y GM se encuentran entre las compañías automotrices que venden autos, camionetas y minivans de combustible flexible que pueden usar mezclas de gasolina y etanol que van desde gasolina pura hasta 85% de etanol (E85). El desafío es expandir el mercado de biocombustibles más allá de los estados agrícolas donde han sido más populares hasta la fecha. La Ley de Política Energética de 2005, que establece el uso anual de 7.500 millones de galones estadounidenses (28.000.000 m3) de biocombustibles para 2012, también ayudará a expandir el mercado.
Las crecientes industrias de etanol y biodiesel están generando empleos en la construcción, operación y mantenimiento de plantas, principalmente en comunidades rurales. Según la Asociación de Combustibles Renovables, "la industria del etanol creó casi 154.000 puestos de trabajo en EE. UU. solo en 2005, aumentando los ingresos familiares en 5.700 millones de dólares. También contribuyó con unos 3.500 millones de dólares en ingresos fiscales a nivel local, estatal y federal".
Tecnologías de tercera generación
Las tecnologías de energía renovable de tercera generación aún están en desarrollo e incluyen gasificación avanzada de biomasa, tecnologías de biorrefinería, energía geotérmica de roca seca y caliente y energía oceánica. Las tecnologías de tercera generación aún no están ampliamente demostradas o tienen una comercialización limitada. Muchos están en el horizonte y pueden tener un potencial comparable al de otras tecnologías de energía renovable, pero aún dependen de atraer suficiente atención y financiación para la investigación y el desarrollo.
Nuevas tecnologías bioenergéticas
| Compañía | Ubicación | materia prima |
|---|---|---|
| Abengoa Bioenergía | Hugoton, Kansas | Paja de trigo |
| Etanol BlueFire | Irvine, California | Múltiples fuentes |
| Energía de la Costa del Golfo | Cabeza cubierta de musgo, Florida | Residuos de madera |
| mascoma | Lansing, MI | Madera |
| POETA LLC | Emmetsburg, IA | Mazorcas de maíz |
| SunOpta | Little Falls, Minnesota | Astillas de madera |
| xetanol | Auburndale, Florida | Cáscaras de cítricos |
| Nota: las plantas están operativas o en construcción |
Según la Agencia Internacional de Energía, las biorrefinerías de etanol celulósico podrían permitir que los biocombustibles desempeñen un papel mucho más importante en el futuro de lo que pensaban anteriormente organizaciones como la IEA. El etanol celulósico puede fabricarse a partir de materia vegetal compuesta principalmente de fibras de celulosa no comestibles que forman los tallos y ramas de la mayoría de las plantas. Los residuos de cultivos (como tallos de maíz, paja de trigo y paja de arroz), desechos de madera y desechos sólidos municipales son fuentes potenciales de biomasa celulósica. Los cultivos energéticos dedicados, como el pasto varilla, también son fuentes prometedoras de celulosa que se pueden producir de manera sostenible en muchas regiones.
Energía del océano
La energía oceánica es todas las formas de energía renovable derivadas del mar, incluida la energía de las olas, la energía de las mareas, la corriente de los ríos, la energía de las corrientes oceánicas, la energía eólica marina, la energía del gradiente de salinidad y la energía del gradiente térmico oceánico.
La Central Mareomotriz de Rance (240 MW) es la primera central eléctrica mareomotriz del mundo. La instalación está ubicada en el estuario del río Rance, en Bretaña, Francia. Inaugurada el 26 de noviembre de 1966, actualmente es operada por Électricité de France y es la central mareomotriz más grande del mundo, en términos de capacidad instalada.
Propuestos por primera vez hace más de treinta años, los sistemas para recolectar energía eléctrica a gran escala de las olas del océano recientemente han ganado impulso como una tecnología viable. El potencial de esta tecnología se considera prometedor, especialmente en las costas orientadas al oeste con latitudes entre 40 y 60 grados:
En el Reino Unido, por ejemplo, Carbon Trust estimó recientemente la extensión del recurso costa afuera económicamente viable en 55 TWh por año, alrededor del 14% de la demanda nacional actual. En toda Europa, el recurso tecnológicamente alcanzable se ha estimado en al menos 280 TWh por año. En 2003, el Instituto de Investigación de Energía Eléctrica de EE. UU. (EPRI) estimó el recurso viable en los Estados Unidos en 255 TWh por año (6% de la demanda).
Actualmente hay nueve proyectos, completados o en desarrollo, frente a las costas del Reino Unido, Estados Unidos, España y Australia para aprovechar el ascenso y descenso de las olas por parte de Ocean Power Technologies. La potencia de salida máxima actual es de 1,5 MW (Reedsport, Oregón), con un desarrollo en curso de 100 MW (Coos Bay, Oregón).
Sistemas geotérmicos mejorados
A partir de 2008, el desarrollo de la energía geotérmica estaba en marcha en más de 40 países, en parte atribuible al desarrollo de nuevas tecnologías, como los sistemas geotérmicos mejorados. El desarrollo de centrales eléctricas de ciclo binario y las mejoras en la tecnología de perforación y extracción pueden permitir sistemas geotérmicos mejorados en un rango geográfico mucho mayor que los sistemas geotérmicos "tradicionales". Los proyectos EGS de demostración están operativos en EE. UU., Australia, Alemania, Francia y el Reino Unido.
Conceptos solares avanzados
Más allá de las tecnologías de energía solar fotovoltaica y solar térmica ya establecidas, existen conceptos solares tan avanzados como la torre de corriente ascendente solar o la energía solar basada en el espacio. Estos conceptos aún no se han comercializado (si es que alguna vez lo han hecho).
La torre de corriente ascendente solar (SUT) es una planta de energía de energía renovable para generar electricidad a partir del calor solar de baja temperatura. La luz del sol calienta el aire debajo de una estructura colectora techada similar a un invernadero muy ancha que rodea la base central de una torre de chimenea muy alta. La convección resultante provoca una corriente ascendente de aire caliente en la torre por el efecto chimenea. Este flujo de aire impulsa turbinas eólicas colocadas en la corriente ascendente de la chimenea o alrededor de la base de la chimenea para producir electricidad. Los planes para versiones ampliadas de los modelos de demostración permitirán una generación de energía significativa y pueden permitir el desarrollo de otras aplicaciones, como la extracción o destilación de agua y la agricultura u horticultura. Para ver un estudio sobre la torre solar de tiro ascendente y sus efectos, haga clic aquí
Una versión más avanzada de una tecnología de temática similar es el motor Vortex (AVE), cuyo objetivo es reemplazar las grandes chimeneas físicas con un vórtice de aire creado por una estructura más corta y menos costosa.
La energía solar basada en el espacio (SBSP) es el concepto de recolectar energía solar en el espacio (usando un "SPS", es decir, un "satélite de energía solar" o un "sistema de energía satelital") para usar en la Tierra. Ha estado en investigación desde principios de la década de 1970. SBSP se diferenciaría de los métodos actuales de recolección solar en que los medios utilizados para recolectar energía residirían en un satélite en órbita en lugar de en la superficie de la Tierra. Algunos beneficios proyectados de dicho sistema son una mayor tasa de recolección y un período de recolección más largo debido a la falta de una atmósfera difusora y de la noche en el espacio.
Industria de las energías renovables
La inversión total en energía renovable alcanzó los $211 000 millones en 2010, frente a los $160 000 millones de 2009. Los principales países de inversión en 2010 fueron China, Alemania, Estados Unidos, Italia y Brasil. Se espera un crecimiento continuo para el sector de la energía renovable y las políticas de promoción ayudaron a la industria a sobrellevar la crisis económica de 2009 mejor que muchos otros sectores.
Empresas de energía eólica
A partir de 2010, Vestas (de Dinamarca) es el principal fabricante de aerogeneradores del mundo en términos de porcentaje de volumen de mercado, y Sinovel (de China) ocupa el segundo lugar. Juntas, Vestas y Sinovel entregaron 10.228 MW de nueva capacidad de energía eólica en 2010, y su participación de mercado fue del 25,9 por ciento. GE Energy (EE. UU.) ocupó el tercer lugar, seguido de cerca por Goldwind, otro proveedor chino. La alemana Enercon ocupa el quinto lugar en el mundo y le sigue en sexto lugar la india Suzlon.
Tendencias del mercado fotovoltaico
El mercado de la energía solar fotovoltaica ha estado creciendo en los últimos años. Según la empresa de investigación de energía solar fotovoltaica, PVinsights, el envío mundial de módulos solares en 2011 fue de alrededor de 25 GW, y el crecimiento del envío año tras año fue de alrededor del 40%. Los 5 principales jugadores de módulos solares en 2011 son, por turnos, Suntech, First Solar, Yingli, Trina y Sungen. Las 5 principales empresas de módulos solares poseían una cuota de mercado del 51,3% de los módulos solares, según el informe de inteligencia de mercado de PVinsights.
| Clasificación 2013 | Empresa de módulos solares | Cambio desde2012 | País |
|---|---|---|---|
| 1 | Energía verde Yingli | – |  Porcelana |
| 2 | trina solar | +1 | Porcelana |
| 3 | afilado solar | +3 |  Japón |
| 4 | energía solar canadiense | – |  Canadá |
| 5 | jinko solar | +3 | Porcelana |
| 6 | ReneSola | +7 | Porcelana |
| 7 | primer solar | −2 |  Estados Unidos |
| 8 | Hanwha Solarone | +2 |  Corea del Sur |
| 9 | Kyocera | +5 | Japón |
| 10 | JA solar | −3 | Porcelana |
| Fuentes: |
La industria fotovoltaica ha visto caídas en los precios de los módulos desde 2008. A finales de 2011, los precios en fábrica de los módulos fotovoltaicos de silicio cristalino cayeron por debajo de la marca de $1,00/W. En la industria fotovoltaica, a menudo se considera que el costo de instalación de $1,00/W marca el logro de la paridad de red para la energía fotovoltaica. Estas reducciones han tomado por sorpresa a muchas partes interesadas, incluidos los analistas de la industria, y las percepciones de la economía actual de la energía solar a menudo van a la zaga de la realidad. Algunas partes interesadas aún tienen la perspectiva de que la energía solar fotovoltaica sigue siendo demasiado costosa sin subsidios para competir con las opciones de generación convencionales. Sin embargo, los avances tecnológicos, las mejoras en los procesos de fabricación y la reestructuración de la industria significan que es probable que haya más reducciones de precios en los próximos años.
Barreras no técnicas para la aceptación
Se han desarrollado muchos mercados, instituciones y políticas de energía para apoyar la producción y el uso de combustibles fósiles. Las tecnologías más nuevas y más limpias pueden ofrecer beneficios sociales y ambientales, pero los operadores de servicios públicos a menudo rechazan los recursos renovables porque están capacitados para pensar solo en términos de grandes centrales eléctricas convencionales. Los consumidores a menudo ignoran los sistemas de energía renovable porque no reciben señales de precios precisas sobre el consumo de electricidad. Las distorsiones del mercado intencionales (como los subsidios) y las distorsiones del mercado no intencionales (como los incentivos divididos) pueden actuar en contra de las energías renovables. Benjamin K. Sovacool ha argumentado que "algunos de los impedimentos más encubiertos, pero poderosos, que enfrentan las energías renovables y la eficiencia energética en los Estados Unidos tienen más que ver con la culturae instituciones que la ingeniería y la ciencia".
Los obstáculos para la comercialización generalizada de tecnologías de energía renovable son principalmente políticos, no técnicos, y se han realizado muchos estudios que han identificado una variedad de "barreras no técnicas" para el uso de energía renovable. Estas barreras son impedimentos que colocan a la energía renovable en desventaja comercial, institucional o política en relación con otras formas de energía. Las barreras clave incluyen:
- Dificultad para superar los sistemas de energía establecidos, lo que incluye la dificultad para introducir sistemas de energía innovadores, en particular para la generación distribuida como la fotovoltaica, debido al bloqueo tecnológico, los mercados de electricidad diseñados para plantas de energía centralizadas y el control del mercado por parte de operadores establecidos. Como señala el Informe Stern sobre la economía del cambio climático:
"Las redes nacionales generalmente se adaptan a la operación de centrales eléctricas centralizadas y, por lo tanto, favorecen su rendimiento. Las tecnologías que no encajan fácilmente en estas redes pueden tener dificultades para ingresar al mercado, incluso si la tecnología en sí es comercialmente viable. Esto se aplica a la generación distribuida como la mayoría de las redes no son adecuadas para recibir electricidad de muchas fuentes pequeñas. Las energías renovables a gran escala también pueden tener problemas si se ubican en áreas alejadas de las redes existentes".
- Falta de apoyo de políticas gubernamentales, que incluye la falta de políticas y regulaciones que respalden el despliegue de tecnologías de energía renovable y la presencia de políticas y regulaciones que obstaculicen el desarrollo de energía renovable y respalden el desarrollo de energía convencional. Los ejemplos incluyen subsidios para combustibles fósiles, incentivos de energía renovable basados en el consumidor insuficientes, suscripción gubernamental para accidentes de plantas nucleares y procesos complejos de zonificación y permisos para energía renovable.
- Falta de difusión de información y concienciación del consumidor.
- Mayor costo de capital de las tecnologías de energía renovable en comparación con las tecnologías de energía convencionales.
- Opciones de financiamiento inadecuadas para proyectos de energía renovable, incluido el acceso insuficiente a financiamiento asequible para desarrolladores de proyectos, empresarios y consumidores.
- Mercados de capital imperfectos, que incluye la incapacidad de internalizar todos los costos de la energía convencional (p. ej., efectos de la contaminación del aire, riesgo de interrupción del suministro) y la incapacidad de internalizar todos los beneficios de la energía renovable (p. ej., aire más limpio, seguridad energética).
- Habilidades y capacitación inadecuadas de la fuerza laboral, que incluye la falta de habilidades científicas, técnicas y de fabricación adecuadas requeridas para la producción de energía renovable; falta de servicios confiables de instalación, mantenimiento e inspección; y la incapacidad del sistema educativo para proporcionar una formación adecuada en nuevas tecnologías.
- Falta de códigos, estándares, interconexión de servicios públicos y lineamientos de medición neta adecuados.
- Mala percepción pública de la estética del sistema de energía renovable.
- Falta de participación y cooperación de las partes interesadas/comunidad en las opciones energéticas y los proyectos de energía renovable.
Con una gama tan amplia de barreras no técnicas, no existe una solución mágica para impulsar la transición a la energía renovable. Idealmente, existe la necesidad de varios tipos diferentes de instrumentos de política para complementarse entre sí y superar diferentes tipos de barreras.
Se debe crear un marco de políticas que nivele el campo de juego y corrija el desequilibrio de los enfoques tradicionales asociados con los combustibles fósiles. El panorama político debe seguir el ritmo de las tendencias generales dentro del sector energético, así como reflejar las prioridades sociales, económicas y ambientales específicas. Algunos países ricos en recursos luchan por alejarse de los combustibles fósiles y hasta ahora no han logrado adoptar los marcos regulatorios necesarios para desarrollar energías renovables (por ejemplo, Rusia).
Panorama de políticas públicas
La política pública tiene un papel que desempeñar en la comercialización de energía renovable porque el sistema de libre mercado tiene algunas limitaciones fundamentales. Como señala el Informe Stern: "En un mercado energético liberalizado, los inversores, operadores y consumidores deberían afrontar el coste total de sus decisiones. Pero este no es el caso en muchas economías o sectores energéticos. Muchas políticas distorsionan el mercado a favor de los tecnologías de combustibles fósiles". La Sociedad Internacional de Energía Solar ha declarado que "los incentivos históricos para los recursos energéticos convencionales continúan incluso hoy en día sesgando los mercados al enterrar muchos de los costos sociales reales de su uso".
Los sistemas de energía de combustibles fósiles tienen diferentes costos y características de producción, transmisión y uso final que los sistemas de energía renovable, y se necesitan nuevas políticas de promoción para garantizar que los sistemas renovables se desarrollen tan rápida y ampliamente como sea socialmente deseable. Lester Brown afirma que el mercado "no incorpora los costos indirectos de proporcionar bienes o servicios en los precios, no valora adecuadamente los servicios de la naturaleza y no respeta los umbrales de rendimiento sostenible de los sistemas naturales". También favorece el corto plazo sobre el largo plazo, mostrando así una preocupación limitada por las generaciones futuras. El cambio de impuestos y subsidios puede ayudar a superar estos problemas, aunque también es problemático combinar diferentes regímenes normativos internacionales que regulan este tema.
Cambio de impuestos
El cambio de impuestos ha sido ampliamente discutido y respaldado por los economistas. Implica reducir los impuestos sobre la renta y aumentar los gravámenes sobre las actividades destructivas para el medio ambiente, a fin de crear un mercado más receptivo. Por ejemplo, un impuesto sobre el carbón que incluyera el aumento de los costos de atención médica asociados con respirar aire contaminado, los costos del daño por lluvia ácida y los costos de la alteración del clima alentaría la inversión en tecnologías renovables. Varios países de Europa occidental ya están cambiando impuestos en un proceso conocido como reforma fiscal ambiental.
En 2001, Suecia lanzó un nuevo cambio de impuestos ambientales de 10 años diseñado para convertir 30 mil millones de coronas (3,9 mil millones de dólares) de impuestos sobre la renta en impuestos sobre actividades ambientalmente destructivas. Otros países europeos con importantes esfuerzos de reforma fiscal son Francia, Italia, Noruega, España y el Reino Unido. Las dos economías líderes de Asia, Japón y China, están considerando impuestos al carbono.
Cambio de subsidios
Así como existe la necesidad de trasladar los impuestos, también existe la necesidad de trasladar los subsidios. Los subsidios no son algo intrínsecamente malo, ya que muchas tecnologías e industrias surgieron a través de esquemas de subsidios gubernamentales. El Informe Stern explica que de 20 innovaciones clave de los últimos 30 años, solo una de las 14 fue financiada en su totalidad por el sector privado y nueve fueron financiadas totalmente con fondos públicos. En términos de ejemplos específicos, Internet fue el resultado de enlaces financiados con fondos públicos entre computadoras en laboratorios gubernamentales e institutos de investigación. Y la combinación de la deducción de impuestos federales y una sólida deducción de impuestos estatales en California ayudó a crear la industria moderna de la energía eólica.Al mismo tiempo, los sistemas de créditos fiscales específicamente estadounidenses para energías renovables se han descrito como un instrumento financiero "opaco" dominado por grandes inversores para reducir sus pagos de impuestos, mientras que los objetivos de reducción de gases de efecto invernadero se tratan como un efecto secundario.
Lester Brown ha argumentado que "un mundo que enfrenta la perspectiva de un cambio climático económicamente disruptivo ya no puede justificar los subsidios para expandir la quema de carbón y petróleo. Cambiar estos subsidios al desarrollo de fuentes de energía benignas para el clima, como la eólica, solar, biomasa, y la energía geotérmica es la clave para estabilizar el clima de la tierra". La Sociedad Internacional de Energía Solar aboga por "nivelar el campo de juego" corrigiendo las continuas desigualdades en los subsidios públicos de las tecnologías energéticas y la I+D, en las que los combustibles fósiles y la energía nuclear reciben la mayor parte del apoyo financiero.
Algunos países están eliminando o reduciendo los subsidios que alteran el clima y Bélgica, Francia y Japón han eliminado todos los subsidios al carbón. Alemania está reduciendo su subsidio al carbón. El subsidio se redujo de $ 5,4 mil millones en 1989 a $ 2,8 mil millones en 2002 y, en el proceso, Alemania redujo su uso de carbón en un 46 por ciento. China redujo su subsidio al carbón de $750 millones en 1993 a $240 millones en 1995 y, más recientemente, impuso un impuesto al carbón con alto contenido de azufre. Sin embargo, Estados Unidos ha ido aumentando su apoyo a las industrias de combustibles fósiles y nuclear.
En noviembre de 2011, un informe de la AIE titulado Implementación de energías renovables 2011 decía que "los subsidios en tecnologías de energía verde que aún no eran competitivas están justificados para incentivar la inversión en tecnologías con claros beneficios ambientales y de seguridad energética". El informe de la AIE no estuvo de acuerdo con las afirmaciones de que las tecnologías de energía renovable solo son viables a través de costosos subsidios y no pueden producir energía de manera confiable para satisfacer la demanda.
Sin embargo, una imposición justa y eficiente de subsidios para las energías renovables y con el objetivo de un desarrollo sostenible requiere coordinación y regulación a nivel mundial, ya que los subsidios otorgados en un país pueden perturbar fácilmente las industrias y las políticas de otros, lo que subraya la relevancia de este tema a nivel mundial. la Organización Mundial del Comercio.
Objetivos de energías renovables
Establecer objetivos nacionales de energía renovable puede ser una parte importante de una política de energía renovable y estos objetivos generalmente se definen como un porcentaje de la combinación de generación de energía primaria y/o electricidad. Por ejemplo, la Unión Europea ha prescrito un objetivo indicativo de energía renovable del 12 por ciento de la combinación energética total de la UE y el 22 por ciento del consumo de electricidad para 2010. También se han establecido objetivos nacionales para los Estados miembros individuales de la UE para alcanzar el objetivo general. Otros países desarrollados con objetivos nacionales o regionales definidos incluyen Australia, Canadá, Israel, Japón, Corea, Nueva Zelanda, Noruega, Singapur, Suiza y algunos estados de EE. UU.
Los objetivos nacionales también son un componente importante de las estrategias de energía renovable en algunos países en desarrollo. Los países en desarrollo con objetivos de energía renovable incluyen China, India, Indonesia, Malasia, Filipinas, Tailandia, Brasil, Egipto, Malí y Sudáfrica. Los objetivos establecidos por muchos países en desarrollo son bastante modestos en comparación con los de algunos países industrializados.
Los objetivos de energía renovable en la mayoría de los países son indicativos y no vinculantes, pero han ayudado a las acciones gubernamentales y los marcos regulatorios. El Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente ha sugerido que hacer que los objetivos de energía renovable sean legalmente vinculantes podría ser una herramienta política importante para lograr una mayor penetración en el mercado de energía renovable.
Nivelando el campo de juego
La AIE ha identificado tres acciones que permitirán que las energías renovables y otras tecnologías de energía limpia "compitan más eficazmente por el capital del sector privado".
- "Primero, los precios de la energía deben reflejar adecuadamente el 'costo real' de la energía (por ejemplo, a través de la fijación del precio del carbono) para que los impactos positivos y negativos de la producción y el consumo de energía se tengan plenamente en cuenta". Ejemplo: las nuevas centrales nucleares del Reino Unido cuestan 92,50 £/MWh, mientras que los parques eólicos marinos del Reino Unido cuentan con 74,2 €/MWh a un precio de 150 £ en 2011, cayendo a 130 £ por MWh en 2022. En Dinamarca, el precio puede ser 84€/MWh.
- "En segundo lugar, deben eliminarse los subsidios ineficientes a los combustibles fósiles, al tiempo que se garantiza que todos los ciudadanos tengan acceso a una energía asequible".
- "Tercero, los gobiernos deben desarrollar marcos de políticas que fomenten la inversión del sector privado en opciones energéticas bajas en carbono".
Programas de estímulo verde
En respuesta a la crisis financiera mundial de finales de la década de 2000, los principales gobiernos del mundo hicieron de los programas de "estímulo verde" uno de sus principales instrumentos políticos para apoyar la recuperación económica. Se han asignado unos 188 000 millones de dólares EE.UU. en fondos de estímulo ecológico a la energía renovable y la eficiencia energética, que se gastarán principalmente en 2010 y 2011.
Regulación del sector energético
La política pública determina la medida en que la energía renovable (ER) se incorporará a la combinación de generación de un país desarrollado o en desarrollo. Los reguladores del sector energético implementan esa política, lo que afecta el ritmo y el patrón de las inversiones en energía renovable y las conexiones a la red. Los reguladores de energía a menudo tienen autoridad para llevar a cabo una serie de funciones que tienen implicaciones para la viabilidad financiera de los proyectos de energía renovable. Dichas funciones incluyen la emisión de licencias, el establecimiento de estándares de desempeño, el seguimiento del desempeño de las empresas reguladas, la determinación del nivel de precios y la estructura de las tarifas, el establecimiento de sistemas uniformes de cuentas, el arbitraje de disputas entre las partes interesadas (como la asignación de costos de interconexión), la realización de auditorías de gestión, el desarrollo de los recursos humanos de las agencias (pericia), informar las actividades del sector y de la comisión a las autoridades gubernamentales, y coordinar las decisiones con otras agencias gubernamentales. Por lo tanto, los reguladores toman una amplia gama de decisiones que afectan los resultados financieros asociados con las inversiones en ER. Además, el regulador del sector está en condiciones de asesorar al gobierno sobre todas las implicaciones de centrarse en el cambio climático o la seguridad energética. El regulador del sector energético es el defensor natural de la eficiencia y la contención de costos a lo largo del proceso de diseño e implementación de políticas de ER. Dado que las políticas no se implementan por sí mismas, los reguladores del sector energético se convierten en un facilitador (o bloqueador) clave de las inversiones en energía renovable. los reguladores toman una amplia gama de decisiones que afectan los resultados financieros asociados con las inversiones en ER. Además, el regulador del sector está en condiciones de asesorar al gobierno sobre todas las implicaciones de centrarse en el cambio climático o la seguridad energética. El regulador del sector energético es el defensor natural de la eficiencia y la contención de costos a lo largo del proceso de diseño e implementación de políticas de ER. Dado que las políticas no se implementan por sí mismas, los reguladores del sector energético se convierten en un facilitador (o bloqueador) clave de las inversiones en energía renovable. los reguladores toman una amplia gama de decisiones que afectan los resultados financieros asociados con las inversiones en ER. Además, el regulador del sector está en condiciones de asesorar al gobierno sobre todas las implicaciones de centrarse en el cambio climático o la seguridad energética. El regulador del sector energético es el defensor natural de la eficiencia y la contención de costos a lo largo del proceso de diseño e implementación de políticas de ER. Dado que las políticas no se implementan por sí mismas, los reguladores del sector energético se convierten en un facilitador (o bloqueador) clave de las inversiones en energía renovable. El regulador del sector energético es el defensor natural de la eficiencia y la contención de costos a lo largo del proceso de diseño e implementación de políticas de ER. Dado que las políticas no se implementan por sí mismas, los reguladores del sector energético se convierten en un facilitador (o bloqueador) clave de las inversiones en energía renovable. El regulador del sector energético es el defensor natural de la eficiencia y la contención de costos a lo largo del proceso de diseño e implementación de políticas de ER. Dado que las políticas no se implementan por sí mismas, los reguladores del sector energético se convierten en un facilitador (o bloqueador) clave de las inversiones en energía renovable.
Transición energética en Alemania
La Energiewende (transición energética en alemán) es la transición de Alemania hacia un suministro de energía bajo en carbono, ambientalmente racional, confiable y asequible. El nuevo sistema dependerá en gran medida de las energías renovables (en particular, eólica, fotovoltaica y biomasa), la eficiencia energética y la gestión de la demanda de energía. La mayoría, si no toda, la generación a carbón existente deberá retirarse. La eliminación gradual de la flota de reactores nucleares de Alemania, que se completará para 2022, es una parte clave del programa.
El apoyo legislativo para Energiewende se aprobó a fines de 2010 e incluye reducciones de gases de efecto invernadero (GEI) del 80 al 95 % para 2050 (en relación con 1990) y un objetivo de energía renovable del 60 % para 2050. Estos objetivos son ambiciosos. El instituto de política con sede en Berlín Agora Energiewende señaló que "si bien el enfoque alemán no es único en todo el mundo, la velocidad y el alcance de la Energiewende son excepcionales". La Energiewende también busca una mayor transparencia en relación con la formación de políticas energéticas nacionales.
Alemania ha logrado un progreso significativo en su objetivo de reducción de emisiones de GEI, logrando una disminución del 27 % entre 1990 y 2014. Sin embargo, Alemania deberá mantener una tasa promedio de reducción de emisiones de GEI del 3,5 % anual para alcanzar su objetivo Energiewende, igual al máximo histórico. valor hasta ahora.
Alemania gasta 1.500 millones de euros al año en investigación energética (cifra de 2013) en un esfuerzo por resolver los problemas técnicos y sociales planteados por la transición. Esto incluye una serie de estudios informáticos que han confirmado la viabilidad y un costo similar (en relación con el negocio habitual y dado que el carbono tiene un precio adecuado) de la Energiewende.
Estas iniciativas van mucho más allá de la legislación de la Unión Europea y las políticas nacionales de otros estados europeos. Los objetivos de la política han sido adoptados por el gobierno federal alemán y han dado como resultado una gran expansión de las energías renovables, en particular la energía eólica. La participación de Alemania en energías renovables ha aumentado de alrededor del 5 % en 1999 al 22,9 % en 2012, superando el promedio de la OCDE del 18 % de uso de energías renovables. A los productores se les ha garantizado una tarifa de alimentación fija durante 20 años, lo que garantiza un ingreso fijo. Se han creado cooperativas de energía y se han hecho esfuerzos para descentralizar el control y las ganancias. Las grandes empresas energéticas tienen una cuota desproporcionadamente pequeña del mercado de las energías renovables. Sin embargo, en algunos casos, los malos diseños de inversión han provocado quiebras y bajos rendimientos, y se ha demostrado que las promesas poco realistas están lejos de la realidad. Las centrales nucleares se cerraron y las nueve centrales existentes cerrarán antes de lo previsto, en 2022.
Un factor que ha inhibido el empleo eficiente de las nuevas energías renovables ha sido la falta de una inversión complementaria en infraestructura energética para llevar la energía al mercado. Se cree que se deben construir o mejorar 8.300 km de líneas eléctricas. Los diferentes estados alemanes tienen diferentes actitudes hacia la construcción de nuevas líneas eléctricas. La industria ha visto congeladas sus tarifas y, por lo tanto, el aumento de los costos de la Energiewende se ha trasladado a los consumidores, que han tenido un aumento en las facturas de electricidad.
Mecanismos de mercado voluntario de electricidad renovable
Los mercados voluntarios, también conocidos como mercados de energía verde, están impulsados por la preferencia del consumidor. Los mercados voluntarios permiten que un consumidor elija hacer más de lo que requieren las decisiones políticas y reducir el impacto ambiental de su uso de electricidad. Los productos de energía verde voluntarios deben ofrecer un beneficio y un valor significativos a los compradores para tener éxito. Los beneficios pueden incluir emisiones de gases de efecto invernadero cero o reducidas, otras reducciones de contaminación u otras mejoras ambientales en las centrales eléctricas.
Los factores impulsores detrás de la electricidad verde voluntaria dentro de la UE son los mercados de electricidad liberalizados y la Directiva RES. Según la directiva, los Estados miembros de la UE deben asegurarse de que se pueda garantizar el origen de la electricidad producida a partir de energías renovables y, por lo tanto, se debe emitir una "garantía de origen" (artículo 15). Las organizaciones ambientales están utilizando el mercado voluntario para crear nuevas energías renovables y mejorar la sostenibilidad de la producción de energía existente. En los EE. UU., la herramienta principal para rastrear y estimular las acciones voluntarias es el programa Green-e administrado por Center for Resource Solutions. En Europa, la principal herramienta voluntaria utilizada por las ONG para promover la producción de electricidad sostenible es la etiqueta EKOenergía.
Desarrollos recientes
Crecimiento proyectado de la inversión en energías renovables a nivel mundial (2007–2017)
Una serie de eventos en 2006 impulsaron la energía renovable en la agenda política, incluidas las elecciones de mitad de período en EE. UU. en noviembre, que confirmaron la energía limpia como un tema principal. También en 2006, el Informe Stern presentó argumentos económicos sólidos para invertir ahora en tecnologías bajas en carbono y argumentó que el crecimiento económico no tiene por qué ser incompatible con la reducción del consumo de energía. Según un análisis de tendencias del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente, las preocupaciones sobre el cambio climático, junto con los altos precios del petróleo recientes y el aumento del apoyo gubernamental, están impulsando tasas crecientes de inversión en las industrias de energía renovable y eficiencia energética.
El capital de inversión que fluye hacia la energía renovable alcanzó un récord de US$77 mil millones en 2007, y la tendencia ascendente continuó en 2008. La OCDE todavía domina, pero ahora hay una actividad creciente de empresas en China, India y Brasil. Las empresas chinas fueron el segundo mayor receptor de capital de riesgo en 2006 después de Estados Unidos. En el mismo año, India fue el mayor comprador neto de empresas en el extranjero, principalmente en los mercados europeos más establecidos.
El nuevo gasto gubernamental, la regulación y las políticas ayudaron a la industria a capear la crisis económica de 2009 mejor que muchos otros sectores. En particular, la Ley de Reinversión y Recuperación Estadounidense del presidente estadounidense Barack Obama de 2009 incluyó más de $70 mil millones en gastos directos y créditos fiscales para energía limpia y programas de transporte asociados. Esta combinación de política y estímulo representa el compromiso federal más grande en la historia de los EE. UU. para iniciativas de conservación de energía, transporte avanzado y energías renovables. Con base en estas nuevas reglas, muchas más empresas de servicios públicos fortalecieron sus programas de energía limpia. Clean Edge sugiere que la comercialización de energía limpia ayudará a los países de todo el mundo a lidiar con el malestar económico actual.La otrora prometedora empresa de energía solar, Solyndra, se vio envuelta en una controversia política relacionada con la autorización del gobierno del presidente estadounidense Barack Obama de una garantía de préstamo de $535 millones a la Corporación en 2009 como parte de un programa para promover el crecimiento de energía alternativa. La compañía cesó toda actividad comercial, se declaró en bancarrota del Capítulo 11 y despidió a casi todos sus empleados a principios de septiembre de 2011.
En su discurso sobre el Estado de la Unión del 24 de enero de 2012, el presidente Barack Obama reafirmó su compromiso con las energías renovables. Obama dijo que "no abandonará la promesa de energía limpia". Obama pidió un compromiso del Departamento de Defensa para comprar 1.000 MW de energía renovable. También mencionó el compromiso de larga data del Departamento del Interior de permitir 10,000 MW de proyectos de energía renovable en terrenos públicos en 2012.
A partir de 2012, la energía renovable juega un papel importante en la combinación energética de muchos países a nivel mundial. Las energías renovables se están volviendo cada vez más económicas tanto en los países en desarrollo como en los desarrollados. Los precios de las tecnologías de energía renovable, principalmente la energía eólica y la energía solar, continuaron cayendo, lo que hizo que las energías renovables fueran competitivas con las fuentes de energía convencionales. Sin embargo, sin igualdad de condiciones, la alta penetración en el mercado de las energías renovables aún depende de políticas de promoción sólidas. Los subsidios a los combustibles fósiles, que son mucho más altos que los de las energías renovables, siguen vigentes y deben eliminarse rápidamente.
El secretario general de las Naciones Unidas, Ban Ki-moon, ha dicho que "la energía renovable tiene la capacidad de llevar a las naciones más pobres a nuevos niveles de prosperidad". En octubre de 2011, "anunció la creación de un grupo de alto nivel para recabar apoyo para el acceso a la energía, la eficiencia energética y un mayor uso de las energías renovables. El grupo será copresidido por Kandeh Yumkella, presidente de UN Energy and director general de la Organización de las Naciones Unidas para el Desarrollo Industrial y Charles Holliday, presidente del Bank of America".
Worldwide use of solar power and wind power continued to grow significantly in 2012. Solar electricity consumption increased by 58 percent, to 93 terawatt-hours (TWh). Use of wind power in 2012 increased by 18.1 percent, to 521.3 TWh. Global solar and wind energy installed capacities continued to expand even though new investments in these technologies declined during 2012. Worldwide investment in solar power in 2012 was $140.4 billion, an 11 percent decline from 2011, and wind power investment was down 10.1 percent, to $80.3 billion. But due to lower production costs for both technologies, total installed capacities grew sharply. This investment decline, but growth in installed capacity, may again occur in 2013. Analysts expect the market to triple by 2030.En 2015, la inversión en renovables superó a la fósil.
100% energía renovable
El incentivo para utilizar energía 100 % renovable para la electricidad, el transporte o incluso el suministro total de energía primaria a nivel mundial ha sido motivado por el calentamiento global y otras preocupaciones tanto ecológicas como económicas. En las revisiones del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático de escenarios de uso de energía que mantendrían el calentamiento global en aproximadamente 1,5 grados, la proporción de energía primaria suministrada por energías renovables aumenta del 15 % en 2020 al 60 % en 2050 (valores medios en todas las vías publicadas). La proporción de energía primaria suministrada por biomasa aumenta del 10% al 27%, con controles efectivos sobre si se cambia el uso del suelo en el cultivo de biomasa. La proporción de energía eólica y solar aumenta del 1,8% al 21%.
A nivel nacional, al menos 30 naciones alrededor del mundo ya cuentan con energías renovables aportando más del 20% del suministro energético.
Mark Z. Jacobson, profesor de ingeniería civil y ambiental en la Universidad de Stanford y director de su Programa de Atmósfera y Energía, dice que producir toda la energía nueva con energía eólica, solar e hidroeléctrica para 2030 es factible y que los acuerdos de suministro de energía existentes podrían reemplazarse para 2050. Las barreras para implementar el plan de energías renovables se consideran "principalmente sociales y políticas, no tecnológicas o económicas". Jacobson dice que los costos de energía con un sistema eólico, solar y de agua deberían ser similares a los costos de energía actuales.
De manera similar, en los Estados Unidos, el Consejo Nacional de Investigación independiente ha señalado que "existen suficientes recursos renovables domésticos para permitir que la electricidad renovable desempeñe un papel importante en la generación de electricidad en el futuro y, por lo tanto, ayude a enfrentar los problemas relacionados con el cambio climático, la seguridad energética y la escalada de los costos de energía... La energía renovable es una opción atractiva porque los recursos renovables disponibles en los Estados Unidos, tomados colectivamente, pueden suministrar cantidades significativamente mayores de electricidad que la demanda interna total actual o proyectada".
Las barreras más significativas para la implementación generalizada de energías renovables a gran escala y estrategias energéticas bajas en carbono son principalmente políticas y no tecnológicas. Según el informe Post Carbon Pathways de 2013, que revisó muchos estudios internacionales, los obstáculos clave son: la negación del cambio climático, el cabildeo de los combustibles fósiles, la inacción política, el consumo de energía insostenible, la infraestructura energética obsoleta y las restricciones financieras.
Eficiencia energética
Avanzar hacia la sostenibilidad energética requerirá cambios no solo en la forma en que se suministra la energía, sino también en la forma en que se utiliza, y es esencial reducir la cantidad de energía necesaria para entregar diversos bienes o servicios. Las oportunidades de mejora en el lado de la demanda de la ecuación energética son tan ricas y diversas como las del lado de la oferta y, a menudo, ofrecen importantes beneficios económicos.
Una economía energética sostenible requiere compromisos tanto con las energías renovables como con la eficiencia. Se dice que la energía renovable y la eficiencia energética son los "pilares gemelos" de la política energética sostenible. El American Council for an Energy-Efficient Economy ha explicado que ambos recursos deben desarrollarse para estabilizar y reducir las emisiones de dióxido de carbono:
La eficiencia es esencial para frenar el crecimiento de la demanda de energía, de modo que el aumento de los suministros de energía limpia pueda lograr reducciones profundas en el uso de combustibles fósiles. Si el uso de energía crece demasiado rápido, el desarrollo de energía renovable perseguirá un objetivo en retroceso. Del mismo modo, a menos que los suministros de energía limpia se conecten rápidamente, la desaceleración del crecimiento de la demanda solo comenzará a reducir las emisiones totales; También es necesario reducir el contenido de carbono de las fuentes de energía.
La AIE ha declarado que las políticas de energía renovable y eficiencia energética son herramientas complementarias para el desarrollo de un futuro energético sostenible y deben desarrollarse juntas en lugar de desarrollarse de forma aislada.