Czy wyobrażacie sobie świat napędzany czystą, niewyczerpaną energią dostępną dla wszystkich?

To już nie tylko marzenie, ale realna wizja przyszłości, która kształtuje się na naszych oczach. Światowy Dzień Energii, który wypada 22 października, to doskonały moment, aby zastanowić się nad tą szansą i towarzyszącymi jej wyzwaniami. To nie tylko dzień celebracji, ale przede wszystkim okazja do refleksji nad stanem globalnej energetyki i kierunkami, w jakich zmierzamy.

Przyszłość naszego systemu energetycznego rysuje się na skrzyżowaniu innowacji, polityki klimatycznej i zrównoważonego rozwoju. Międzynarodowa Agencja Energetyczna (IEA) w swoim najnowszym, opublikowanym w połowa października raporcie „World Energy Outlook 2023” prezentuje tę ścieżkę wraz z drogowskazami, jednocześnie przygotowując na trudności, jakie przed nami stoją.

Wszystkiemu towarzyszy jednak obietnica nieocenionych możliwości, jakie niosą ze sobą nowoczesne technologie klimatyczne.

Punkt startowy: dominacja paliw kopalnianych

Pomimo dynamicznego rozwoju odnawialnych źródeł energii, paliwa kopalne wciąż pozostają dominującym źródłem zaspokajania globalnego zapotrzebowania na energię. Ich udział w globalnym miksie energetycznym wynosi 80%, choć na przestrzeni 10 ostatnich lat odnotowano pewien spadek.

Jednocześnie popyt na energię elektryczną rośnie szybciej niż kiedykolwiek wcześniej, napędzany przez postęp technologiczny, urbanizację i rosnące potrzeby społeczeństw. A to oznacza konieczność zmiany paradygmatu. Aby zrozumieć skalę zmian i kierunki, w jakich może podążać globalna energetyka, warto przyjrzeć się aktualnym danym i scenariuszom przedstawionym przez IEA.

  • W latach 2013–2023 udział paliw kopalnych w globalnym miksie energetycznym zmniejszył się z 82% do 80%.
  • W tym samym okresie zapotrzebowanie na energię wzrosło o 15%.
  • 40% tego wzrostu zostało pokryte przez czystą energię: OZE, energię jądrową oraz paliwa o niskiej emisji.

Mimo postępów, przed nami jeszcze długa droga do pełnej dekarbonizacji.

Wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną

IEA podkreśla, że popyt na energię elektryczną rośnie szybciej niż ogólne zapotrzebowanie na energię. Główne czynniki tego wzrostu to:

Elektromobilność

Globalny rynek pojazdów elektrycznych rozwija się w zawrotnym tempie, napędzany postępami technologicznymi, wsparciem regulacyjnym oraz rosnącą świadomością ekologiczną.

Pojazdy elektryczne, które jeszcze niedawno były niszą na rynku, stają się coraz bardziej dostępne i popularne. Przyczynia się to do znacznego zwiększenia zapotrzebowania na energię szczególnie w miastach o rozwiniętej infrastrukturze ładowania.

Chłodzenie i klimatyzacja

Wzrost standardu życia oraz zmiany klimatyczne zwiększają zapotrzebowanie na systemy chłodzenia. Rosnące temperatury, częstsze fale upałów i konieczność zapewnienia komfortu cieplnego w biurach i mieszkaniach powodują, że energetyczne obciążenie związane z chłodzeniem rośnie w skali globalnej.

Wiele krajów, zwłaszcza w regionach o gorącym klimacie, mierzy się z gwałtownie rosnącym zużyciem energii elektrycznej w sektorze budynków. To zjawisko wymaga dalszego rozwoju technologii chłodzenia o wyższej efektywności energetycznej oraz wdrażania systemów zarządzania zużyciem energii.

Centra danych i sztuczna inteligencja (AI)

Centra danych, będące fundamentem cyfrowej gospodarki, zużywają obecnie około 1% światowej energii elektrycznej, a ich rola w globalnej infrastrukturze energetycznej rośnie wraz z rozwojem sztucznej inteligencji i przetwarzania w chmurze.

Wraz z intensywnym rozwojem technologii cyfrowych, zapotrzebowanie na moc obliczeniową rośnie, co prowadzi do większego zużycia energii w centrach danych. Rozwój AI, który wymaga przetwarzania ogromnych ilości danych w czasie rzeczywistym, dodatkowo zwiększa obciążenie tych systemów.

Aby sprostać temu wyzwaniu, konieczne będzie opracowanie bardziej energooszczędnych technologii przetwarzania danych oraz zwiększenie efektywności chłodzenia serwerów.

Przeczytaj też: Sztuczna inteligencja w energetyce: Jak AI zmienia branżę OZE?

Scenariusze rozwoju globalnej energetyki

Międzynarodowa Agencja Energetyczna opracowała trzy scenariusze, które obrazują możliwe ścieżki rozwoju globalnej energetyki. Każdy z nich zależy od decyzji politycznych, stopnia wdrożenia innowacji technologicznych oraz poziomu zaangażowania w dekarbonizację.

Stated Policies Scenario (STEPS)

Opiera się na obecnych politykach i regulacjach, przewidując umiarkowany wzrost udziału OZE oraz średni roczny wzrost globalnego zapotrzebowania na energię elektryczną o 3% do 2030 roku.

Do tego czasu paliwa kopalne będą odpowiadać za około 70% globalnego miksu energetycznego, a OZE za 30% produkcji energii elektrycznej, natomiast do 2050 roku udział paliw kopalnych spadnie do 60%, a OZE wzrosną do 40% w produkcji energii elektrycznej.

Announced Pledges Scenario (APS)

Zakłada pełne wdrożenie wszystkich oficjalnie ogłoszonych przez rządy zobowiązań klimatycznych i energetycznych, co prowadzi do szybszej dekarbonizacji i większego udziału OZE w miksie energetycznym.

Do 2030 roku OZE mają pokrywać ponad 50% globalnej produkcji energii elektrycznej, a paliwa kopalne spadną poniżej 50%, natomiast do 2050 roku udział OZE wzrośnie do około 70-80%, a paliwa kopalne zostaną zredukowane do poniżej 20%.

Net Zero Emissions by 2050 Scenario (NZE)

Najbardziej ambitny scenariusz, wytyczający drogę do osiągnięcia zerowych emisji netto do 2050 roku, zgodnie z celem ograniczenia globalnego ocieplenia do 1,5°C. Wymaga intensywnej transformacji energetycznej, masowej elektryfikacji wielu sektorów gospodarki oraz szerokiego wdrożenia innowacyjnych technologii.

Według niego do 2030 roku OZE mają osiągnąć około 60% udziału w globalnej produkcji energii elektrycznej, a paliwa kopalne zostaną zredukowane do 40%, natomiast do 2050 roku OZE będą odpowiadać za około 90% miksu energetycznego, a paliwa kopalne zostaną niemal całkowicie wyeliminowane, przy jednoczesnym wdrożeniu technologii wychwytywania dwutlenku węgla (CCS) w pozostałych sektorach.

Wybór drogi, którą podążymy, zależy od nas wszystkich — rządów, firm i społeczeństwa. Im szybciej wdrożymy ambitne strategie i inwestycje w czystą energię, tym większa szansa na ograniczenie skutków zmian klimatu i zapewnienie zrównoważonej przyszłości dla kolejnych pokoleń.

Wkraczamy w erę elektryczności

Stoimy na progu nowej rewolucji energetycznej — era elektryczności nabiera kształtu na naszych oczach. Coraz więcej sektorów gospodarki przechodzi na energię elektryczną jako główne źródło zasilania. Od transportu przez przemysł po nasze domy, elektryfikacja przyspiesza, a energia elektryczna staje się centralnym elementem nowoczesnej infrastruktury. Ta transformacja nie tylko zmienia sposób, w jaki konsumujemy energię, ale również otwiera drzwi do bardziej efektywnego, czystego i zrównoważonego systemu energetycznego.

OZE w produkcji energii elektrycznej

  • W 2023 roku OZE zapewniły ponad 30% światowej produkcji energii elektrycznej.
  • Udział paliw kopalnych w produkcji energii elektrycznej spadł do 60%, najniższego poziomu od 50 lat.

Prognozy na przyszłość

W scenariuszu Announced Pledges Scenario OZE mają pokrywać ponad 50% globalnej produkcji energii elektrycznej do 2030 roku. Kluczową rolę będą odgrywać fotowoltaika i energetyka wiatrowa.

Niewykorzystany potencjał energii słonecznej

Ogromna moc Słońca

W ramach świętowania Światowego Dnia Energii chcemy przypomnieć o pewnym fascynującym fakcie, który jest jedną z rzeczy napędzających nas do działania.

Każdej godziny Ziemia otrzymuje od Słońca tyle energii, ile cała ludzkość zużywa w ciągu roku. Aby to zilustrować:

  • Globalne zużycie energii pierwotnej w 2022 roku wyniosło około 600 eksadżuli (EJ).
  • Słońce dostarcza do powierzchni Ziemi około 430 eksadżuli (EJ) energii co godzinę.

Ten ogromny potencjał wskazuje, że wykorzystanie nawet niewielkiego ułamka energii słonecznej mogłoby zaspokoić globalne zapotrzebowanie na energię. Obecnie korzystamy tylko z niewielkiej części tego potencjału ze względu na szereg wyzwań, których oczywiście nie sposób przeskoczyć z dnia na dzień.

  • Technologiczne ograniczenia – choć technologia fotowoltaiczna dynamicznie się rozwija, efektywność konwersji energii słonecznej na elektryczność wciąż wymaga ulepszeń.
  • Magazynowanie energii – energia słoneczna jest dostępna tylko w ciągu dnia i zależy od warunków pogodowych. Rozwój efektywnych systemów magazynowania jest decydujący dla zapewnienia ciągłości dostaw.
  • Infrastruktura sieciowa – integracja dużych ilości energii słonecznej wymaga modernizacji i rozbudowy sieci przesyłowych oraz dystrybucyjnych.
  • Koszty początkowe – chociaż koszty instalacji fotowoltaicznych maleją, wciąż stanowią barierę, zwłaszcza w krajach rozwijających się.
  • Zagospodarowanie przestrzeni – duże farmy słoneczne wymagają znacznych obszarów, co może prowadzić do konfliktów związanych z użytkowaniem gruntów. Stąd chociażby rozwiązania takie jak Agrofotowoltaika czy Floating PV, o których pisaliśmy na blogu Electrum Ventures.

Mimo tych wyzwań, inwestycje w panele fotowoltaiczne, farmy słoneczne i technologie magazynowania energii są konieczne dla wykorzystania niewyobrażalnego potencjału Słońca.

Przyspieszenie badań i wdrażanie innowacyjnych rozwiązań może znacząco zwiększyć udział energii słonecznej w globalnym miksie energetycznym, przyczyniając się do zrównoważonej i bezpiecznej przyszłości energetycznej.

W Electrum angażujemy się w rozwój projektów wykorzystujących energię słoneczną. Realizujemy inwestycje w farmy fotowoltaiczne oraz pracujemy nad rozwiązaniami zwiększającymi efektywność i opłacalność technologii słonecznych. Wierzymy, że poprzez innowacje i współpracę możemy przyczynić się do pełniejszego wykorzystania potencjału energii słonecznej na rzecz transformacji energetycznej.

Wyzwania na drodze do czystej energii

Konieczność większych inwestycji w sieci przesyłowe i magazyny energii

Obecnie obserwujemy istotną dysproporcję w alokacji środków na rozwój sektora energetycznego. Na każdy 1 dolar zainwestowany w OZE przypada jedynie 0,6 dolara przeznaczonego na rozbudowę sieci przesyłowych i systemów magazynowania energii. IEA podkreśla, że taka nierównowaga może hamować efektywną integrację OZE z systemem energetycznym i zaleca zwiększenie tego wskaźnika do 1:1.

Dlaczego jest to tak ważne?

Odnawialne źródła energii charakteryzują się zmiennością produkcji zależną od warunków pogodowych. Aby w pełni wykorzystać ich potencjał, niezbędne są nowoczesne sieci przesyłowe zdolne do elastycznego zarządzania przepływami energii oraz systemy magazynowania, które umożliwiają gromadzenie nadwyżek produkcji i ich wykorzystanie w okresach zwiększonego zapotrzebowania.

Niedostateczne inwestycje w infrastrukturę mogą prowadzić do przeciążeń sieci, ograniczeń w przesyle energii i strat finansowych. Zwiększenie nakładów na sieci i magazyny do poziomu równoważnego inwestycjom w OZE jest konieczne dla zapewnienia stabilności i niezawodności dostaw energii.

Efektywność energetyczna

Mimo licznych inicjatyw na rzecz poprawy efektywności energetycznej, obecne tempo zmian pozostaje niewystarczające, aby zrealizować cele klimatyczne na czas.

Zgodnie z raportem IEA, tempo wzrostu efektywności energetycznej musiałoby zostać przynajmniej podwojone do 2030 roku, aby skutecznie ograniczyć globalne emisje. Niestety, obecne polityki nie nadążają za tym wyzwaniem, a wiele krajów nadal boryka się z barierami regulacyjnymi i technologicznymi, które hamują przyspieszenie w tej dziedzinie.

Gdzie leżą potencjalne oszczędności?

Budynki

Zgodnie z danymi z raportu IEA, budynki stanowią około 30% globalnego zużycia energii, a poprawa ich efektywności mogłaby przyczynić się do znacznych oszczędności. Technologie takie jak inteligentne systemy zarządzania energią oraz modernizacja systemów grzewczych i chłodzących mogą znacząco zredukować zużycie energii w tym sektorze.

Transport

Rozwój elektromobilności, wraz z ulepszonymi standardami paliwowymi, mógłby przyczynić się do zmniejszenia zużycia energii o około 15% do 2030 roku w krajach rozwiniętych. Pojazdy elektryczne, które są bardziej efektywne energetycznie w porównaniu do tradycyjnych pojazdów spalinowych, będą odgrywać ważną rolę w tym procesie.

Przemysł

Sektor przemysłowy również ma ogromny potencjał do poprawy efektywności energetycznej. Z raportu wynika, że poprawa efektywności procesów produkcyjnych oraz zastosowanie bardziej zaawansowanych technologii mogłoby przyczynić się do zmniejszenia zużycia energii o około 20% do 2050 roku, co znacząco wpłynęłoby na globalne emisje.

Przeczytaj też: Fotowoltaika dla przemysłu

Bezpieczeństwo energetyczne

Ekstremalne zjawiska pogodowe, takie jak fale upałów, susze czy huragany, stają się coraz częstsze i intensywniejsze, co bezpośrednio zagraża globalnym systemom energetycznym.

Zgodnie z danymi z raportu, ekstremalne zjawiska pogodowe mogą w 2030 roku prowadzić do przerw w dostawie energii nawet dla 30% populacji w najbardziej narażonych regionach. Wzrost temperatur zwiększa zapotrzebowanie na energię chłodzącą, co może przeciążać lokalne sieci energetyczne, zwłaszcza w regionach rozwijających się, które nie dysponują odpowiednią infrastrukturą.

Jak zapewnić odporność systemów?

  • Dywersyfikacja źródeł energii

Aby zwiększyć odporność systemów energetycznych, konieczna jest dywersyfikacja źródeł energii. Kraje, które zainwestowały w rozwój OZE, są mniej narażone na nagłe wahania cen paliw kopalnych oraz na zakłócenia wynikające z kryzysów geopolitycznych. Do 2050 roku udział OZE w miksie energetycznym może wzrosnąć do 90% w krajach realizujących ambitne polityki klimatyczne, co znacząco wpłynie na stabilność systemów energetycznych.

  • Modernizacja sieci

Zgodnie z danymi, rozwój inteligentnych sieci (smart grids) zwiększy elastyczność i niezawodność systemów energetycznych. Modernizacja sieci przesyłowych oraz rozwój systemów magazynowania energii to must step na drodze ku lepszej integracji zmiennych źródeł energii. Bez inwestycji w te technologie, istnieje ryzyko przeciążenia sieci, co może prowadzić do przerw w dostawie energii.

Nasza wspólna droga naprzód

Światowy Dzień Energii to nie tylko okazja do refleksji nad wyzwaniami, które stoją przed nami w kontekście globalnej transformacji energetycznej, ale przede wszystkim wezwanie do działania. W raporcie IEA podkreślono, że do osiągnięcia neutralności klimatycznej w 2050 roku, świat musi potroić tempo wdrażania odnawialnych źródeł energii i podwoić roczny wzrost efektywności energetycznej. Aby to osiągnąć, konieczne jest zaangażowanie wszystkich – rządów, firm oraz społeczeństwa.

Co mogą zrobić decydenci i firmy?

  • Tworzenie stabilnych ram regulacyjnych

Stabilne i przewidywalne regulacje są kluczem do przyciągnięcia inwestycji w czystą energię. Rządy muszą tworzyć polityki, które zachęcają do inwestowania w odnawialne źródła energii, modernizację sieci i systemów magazynowania. Z raportu wynika, że takie polityki mogą przyspieszyć tempo dekarbonizacji o 30% do 2030 roku.

Nowe technologie, takie jak nie tylko zaawansowane systemy magazynowania energii, ale i technologie wychwytywania i składowania dwutlenku węgla (CCUS) oraz efektywne systemy zarządzania energią – to na nie wskazuje raport, podkreślając, że inwestycje w badania i rozwój w tych obszarach muszą wzrosnąć o 50% do 2030 roku, aby zrealizować scenariusz neutralności klimatycznej.

  • Partnerstwa międzynarodowe

Współpraca międzynarodowa jest niezbędna dla transferu technologii i finansowania projektów w krajach rozwijających się. Bez takiego wsparcia, kraje te mogą napotkać bariery finansowe, które spowolnią ich transformację energetyczną. Raport IEA szacuje, że do 2030 roku kraje rozwijające się będą potrzebowały dodatkowych 500 miliardów dolarów rocznie na inwestycje w czystą energię.

Co mogą zrobić społeczeństwa i jednostki?

  • Świadome wybory

Konsumenci mają znaczący wpływ na przyszłość energii, wybierając produkty i usługi o niższym śladzie węglowym. Korzystanie z energii pochodzącej z odnawialnych źródeł oraz inwestowanie w energooszczędne urządzenia mogą przyczynić się do zmniejszenia emisji nawet o 20% do 2030 roku.

  • Edukacja i świadomość

Promowanie wiedzy na temat efektywności energetycznej oraz korzyści płynących z odnawialnych źródeł energii jest kluczowe dla budowania zrównoważonej przyszłości. Edukacja społeczeństwa na temat możliwości oszczędzania energii może przynieść znaczące oszczędności na poziomie indywidualnym i globalnym.

  • Wsparcie inicjatyw lokalnych

Udział w projektach społecznościowych, takich jak lokalne farmy wiatrowe czy słoneczne, może przyspieszyć rozwój czystej energii na poziomie regionalnym. Raport podkreśla, że lokalne projekty energetyczne mogą stać się istotnym elementem transformacji energetycznej, zwłaszcza w krajach o ograniczonym dostępie do energii.

Działanie w Electrum

W Electrum rozumiemy wyzwania związane z globalną transformacją energetyczną, dlatego nasza strategia opiera się na wykorzystaniu nowoczesnych technologii, które pozwalają na maksymalne zwiększenie efektywności energetycznej oraz integrację odnawialnych źródeł energii.

Naszą drogę wyznacza wdrażanie technologii klimatycznych, czyli Climate Tech.

Wdrażając inteligentne rozwiązania sieciowe (smart grids), poprawiamy efektywność zarządzania przepływem energii.

Nasze systemy automatyzacji i cyfrowego zarządzania umożliwiają dynamiczne dostosowywanie podaży energii do zmieniającego się popytu.

Dzięki tej technologii możemy efektywnie integrować OZE z istniejącą infrastrukturą, zapewniając stabilność dostaw i minimalizując ryzyko przeciążeń sieci.

Magazyny energii, które będą coraz istotniejsze w naszej działalności, nie tylko zwiększą elastyczność systemu, umożliwiając gromadzenie nadwyżek produkcji energii odnawialnej, ale także pomogą w stabilizacji sieci energetycznej.

Aby zapewnić trwałość i optymalną wydajność naszych instalacji, oferujemy zaawansowane rozwiązania z zakresu operacyjnego zarządzania i utrzymania (O&M).

Regularna konserwacja oraz nowoczesne systemy monitoringu pozwalają na szybkie wykrywanie potencjalnych problemów i natychmiastową reakcję.

Rozwiązania z zakresu predykcyjnego zarządzania bazują na analizie danych zbieranych z czujników, co umożliwia przewidywanie problemów technicznych i zapobieganie awariom jeszcze przed ich wystąpieniem.

Nie tylko odpowiadamy na obecne wyzwania transformacji energetycznej, ale aktywnie uczestniczymy w kreowaniu przyszłości energetycznej opartej na innowacjach i odpowiedzialności za naszą planetę.

Podsumowanie

Światowy Dzień Energii 2024 daje nam nie tylko okazję do refleksji, ale stawia przed nami konkretne wyzwania, które wymagają natychmiastowego działania. Jak pokazuje raport IEA, wciąż jesteśmy na etapie, gdzie paliwa kopalne dominują, a tempo rozwoju odnawialnych źródeł energii i poprawy efektywności energetycznej nie nadąża za potrzebami klimatycznymi. Przyszłość globalnej energetyki stoi na rozdrożu – decyzje podejmowane dziś zadecydują o tym, czy w kolejnych dekadach uda nam się znacząco ograniczyć emisje i przejść na bardziej zrównoważone modele energetyczne.

Wkraczamy w erę elektryczności, która – przy odpowiednim zaangażowaniu rządów, firm i jednostek – może zrewolucjonizować sposób, w jaki pozyskujemy i konsumujemy energię. Elektryfikacja transportu, rozwój inteligentnych systemów zarządzania energią i poprawa efektywności budynków to jedne z kluczowych obszarów, które mogą przynieść nam znaczące oszczędności energetyczne.

Warto jednak podkreślić, że transformacja energetyczna nie jest tylko technologicznym wyzwaniem – to społeczna odpowiedzialność, która wymaga zaangażowania każdego z nas. W Electrum wierzymy, że innowacje, współpraca międzynarodowa oraz rozwój technologii OZE są fundamentami przyszłości, w której energia będzie czysta, zrównoważona i dostępna dla wszystkich. Wyzwania, które przed nami stoją, są ogromne, ale tak samo wielkie są możliwości, jakie daje nam era elektryczności i odnawialnych źródeł energii.

Jedno jest pewne: przyszłość energetyczna świata leży w naszych rękach, a działania podjęte teraz zdefiniują bezpieczeństwo energetyczne i klimatyczne kolejnych pokoleń.

Źródła: Międzynarodowa Agencja Energetyczna (IEA), „World Energy Outlook 2023”