Las fuentes de energía renovable (FER) son fuentes de energía cuya renovación natural es lo suficientemente rápida como para que se consideren inagotables en la escala de tiempo humana. Provienen de fenómenos naturales cíclicos o constantes inducidos por las estrellas : el Sol principalmente por el calor y la luz que genera, pero también la atracción de la Luna ( mareas ) y el calor generado por la Tierra ( energía geotérmica ). Su carácter renovable depende por un lado de la velocidad a la que se consume la fuente y, por otro lado, de la velocidad a la que se renueva.
La expresión “energía renovable” es la forma abreviada y común de las expresiones “fuentes de energía renovable” o “fuentes de energía renovable” que son más correctas desde un punto de vista físico .
La participación de las energías renovables en el consumo mundial de energía final se estimó en 2018 en el 17,9%, incluido el 6,9% de la biomasa tradicional (madera, residuos agrícolas, etc. ) y el 11,0% de las energías renovables "modernas": 4,3% de calor producido por renovables térmicas energías (biomasa, geotermia, solar ), 3,6% hidroelectricidad , 2,1% para otras energías renovables ( eólica , solar , geotérmica, biomasa, biogás ) y 1% para biocombustibles ; su participación en la producción de electricidad se estimó en 2018 en 26,4%.
El Sol es la fuente principal de las diversas formas de energías renovables: su radiación es el vector de transporte de energía utilizable (directa o indirectamente) durante la fotosíntesis , o durante el ciclo del agua (que permite la energía hidroeléctrica ) y la energía de las olas (energía de las olas), la diferencia de temperatura entre las aguas superficiales y las aguas profundas del océano ( energía térmica de los mares ) o la difusión iónica provocada por la llegada de agua dulce al agua del mar ( energía osmótica ). Esta energía solar combinada con la rotación de la Tierra está en el origen de los vientos ( energía eólica ) y las corrientes marinas (energía de las mareas ).
El calor interno de la Tierra ( energía geotérmica ) se asimila a una forma de energía renovable, y el sistema Tierra - Luna genera las mareas de los océanos y mares permitiendo el desarrollo de la energía de las mareas .
Tanto la energía solar como el calor interno de la Tierra provienen de reacciones nucleares ( fusión nuclear en el caso del Sol, fisión nuclear en el del calor interno de la Tierra).
Los combustibles fósiles o minerales ( material fisionable ) no son fuentes de energía renovables, los recursos se consumen a un ritmo mucho mayor que el ritmo al que se crean o están disponibles de forma natural.
La expresión “energías renovables y recuperadas” (EnR & R) se utiliza en ocasiones cuando se añaden energías renovables a la recuperación del calor producido por diferentes actividades productivas.
Durante la mayor parte de su historia, la humanidad solo ha tenido energías renovables para satisfacer sus necesidades energéticas. En el Paleolítico , las únicas energías disponibles eran la fuerza muscular humana y la energía de la biomasa utilizable gracias al fuego ; pero muchos avances han hecho posible utilizar estas energías con una eficiencia cada vez mayor (inventos de herramientas cada vez más eficientes).
El avance más significativo fue la invención de la tracción animal , que llegó después de la domesticación de los animales. Se estima que el hombre comenzó a ganado enganche con arados o los vehículos de ruedas durante el IV º milenio antes de Cristo. AD Estas técnicas inventadas en el antiguo Creciente Fértil y Ucrania, posteriormente conocido desarrollo global.
La invención del velero fue un avance importante para el desarrollo del comercio en el mundo.
El de los molinos de agua y de viento también aportó una energía adicional considerable. Fernand Braudel llama "primera revolución mecánica" la introducción gradual de la XI ª siglo a la XIII ° siglo, los molinos de agua y molinos de viento: "estas" fuerzas vivas "son probablemente de baja potencia, 2 a 5 CV para una rueda de agua, a veces cinco , como máximo diez por las alas de un molino de viento. Pero, en una economía mal abastecida de energía, representan una potencia adicional considerable. Más antiguo, el molino de agua tiene una importancia mucho mayor que la turbina eólica. No depende de las irregularidades del viento, sino del agua, más o menos menos caprichosa. Tiene una distribución más amplia, por su antigüedad, la multiplicidad de ríos, ... ” .
Al final de la XVIII ª siglo, en la víspera de la revolución industrial , prácticamente toda la humanidad estaba todavía las necesidades de energía proporcionados por las energías renovables. En un intento de evaluar la distribución del consumo por fuentes de energía, Fernand Braudel estima la participación de la tracción animal en más del 50%, alrededor del 25% la de la madera, del 10 al 15% la de los molinos de agua, el 5% de la fuerza humana y un poco más del 1% del viento para la marina mercante; renuncia a cuantificar la participación de los molinos de viento, por falta de datos, al tiempo que especifica: "los aerogeneradores, menos numerosos que los molinos de agua, sólo pueden representar un cuarto o un tercio de la potencia de las aguas disciplinadas" . Por lo tanto, podemos estimar la participación total de la energía eólica (vela + molinos de viento) entre el 3 y el 5%. Menciona para el récord las vías navegables interiores, la marina, el carbón y la tierra.
La aparición de la máquina de vapor y el motor diesel , condujo a la disminución de los molinos de agua y de energía eólica en el XIX ° siglo; los molinos de agua y viento han desaparecido, reemplazados por molinos harineros industriales. La energía hidráulica era una nueva edad de oro con la energía hidroeléctrica, aparecido en Suiza, Italia, Francia y los Estados Unidos a finales del XIX ° siglo.
En el XIX ° siglo, François Larderel desarrolla, Italia, el uso técnico de la energía geotérmica .
En la década de 1910, aparecieron los primeros calentadores de agua solares individuales en California. En 1911, se construyó la primera central geotérmica en Larderello .
En el medio del XX ° siglo, la energía eólica ya no se utiliza para la navegación y para el bombeo (agricultura, polders).
Luego, reaparecieron los aerogeneradores, beneficiándose de técnicas más eficientes de la aviación; su desarrollo cobró impulso a partir de la década de 1990. Los sistemas solares térmicos y fotovoltaicos se desarrollaron a principios de la década de 2000. Bajo el efecto del progreso tecnológico y las economías de escala vinculadas a los crecientes volúmenes instalados, los sectores de producción de energía renovable, aún emergiendo a principios de la década de 2000 , están viendo que sus costos cambian rápidamente.
Desde el final del XX ° siglo, en respuesta a un inicio de escasez de petróleo , los efectos del clima y la salud adversos de la energía de carbono , así como los accidentes nucleares de Chernobyl y Fukushima y controversias sobre el tratamiento de los residuos de la nuclear , una reorientación mundial hacia las energías renovables.
En 2017, la participación de las energías renovables en el consumo global de energía final se estimó en un 18,1%, incluido el 7,5% de la biomasa tradicional (madera, residuos agrícolas, etc. ) y el 10,6% de las energías renovables. "Moderna": 4,2% de calor producido por energías renovables térmicas (biomasa, geotermia, solar ), 3,6% hidroeléctrica , 2% para otras energías renovables ( eólica , solar , geotérmica, biomasa, biogás ) y 1% para biocombustibles .
En el sector de la electricidad, la participación general en 2018 fue del 26,2%, y la energía hidroeléctrica tuvo la mayor participación con el 15,8%. La participación de las renovables en el consumo de energía primaria , en el que las renovables tienden a estar infrarrepresentadas debido al método de cálculo aplicado (ver balance energético ), fue del 13,7% en 2016.
Para ponerse al día con el retraso en relación a los objetivos de Río de Janeiro y Kioto , la ONU propuso en 2011 como meta producir el 30% de la energía utilizada en 2030 a través de energías renovables, frente al 13% en 2010. Energías renovables son de diferentes tipos, que se describen a continuación.
Es más probable que se añadan energías renovables a las energías convencionales que a sustituirlas, en particular en el campo de la electricidad.
Se destacan dos familias principales de uso de energía solar:
La energía solar térmica se conoce desde hace mucho tiempo y se utiliza, por ejemplo, para calentar o secar objetos exponiéndolos al sol.
La energía térmica se puede utilizar directa o indirectamente:
La energía solar térmica también se puede utilizar para cocinar. Aparecida por primera vez en la década de 1970, la cocina solar consiste en preparar platos utilizando una cocina u horno solar. Los pequeños hornos solares permiten temperaturas de cocción de alrededor de 150 ° C , las parábolas solares permiten cocinar los mismos platos que una cocina convencional de gas o eléctrica.
Energía solarLa energía solar fotovoltaica es una energía eléctrica generada a partir de la radiación solar mediante paneles o plantas de energía solar fotovoltaica . La energía fotovoltaica utiliza el efecto fotoeléctrico para crear una corriente eléctrica. Dependiendo de las tecnologías, un sistema fotovoltaico produce entre 20 y 40 veces más energía durante su operación (equivalente primario ) de la que se utilizó para fabricarlo.
La energía eólica consiste en utilizar la energía mecánica del desplazamiento masivo del aire dentro de la atmósfera .
La energía eólica se ha explotado desde la antigüedad , utilizando veleros como lo demuestra el " barco solar " de Khufu . La energía eólica también se ha aprovechado mediante molinos de viento equipados con palas en forma de vela, como los que se pueden ver en Holanda , o los mencionados en Don Quijote . Estos molinos utilizan energía mecánica para alimentar varios equipos. Los molineros usan molinos para hacer girar un molino de granos .
Hoy en día, las turbinas eólicas están reemplazando a los molinos de viento. Las turbinas eólicas transforman la energía mecánica en energía eléctrica.
Las energías hidráulicas (a excepción de la energía mareomotriz ) tienen su origen principal en los fenómenos meteorológicos y por tanto en la energía solar . El sol hace que el agua se evapore, principalmente en los océanos, y libera parte de ella en los continentes a distintas altitudes. Hablamos del ciclo del agua para describir estos movimientos. El agua (de hecho, vapor de agua) adquiere, en altitud, una energía potencial de gravedad ; cuando el agua cae, parte de esta energía puede ser captada y transformada en represas hidroeléctricas, cuando el agua regresa a los océanos. Antes de la llegada de la electricidad, los molinos de agua permitieron captar esta energía mecánica para impulsar máquinas o herramientas (telares, molinos para moler trigo, etc. ).
Desde la invención de la electricidad, la energía mecánica se puede transformar en energía eléctrica. Existen otras energías hidráulicas y generalmente provienen de fuentes marinas :
Energía de olasSe produce por el movimiento de las olas y puede ser recogido por dispositivos como el Pelamis , una especie de gusano metálico articulado, o el Searev .
Poder de las mareasLa energía de las mareas es producida por el movimiento del agua creado por las mareas (cambios en el nivel del mar).
Poder de las mareasProviene del uso de corrientes submarinas (incluidas las de marea).
Energía térmica de los maresLa talasotermia es la recuperación directa de energía térmica del agua mediante una bomba de calor para calentar, por ejemplo, un circuito de calefacción urbana .
La diferencia de temperatura entre el agua superficial y el agua profunda (una fuente termal, una fuente fría) hace posible aplicar el ciclo de Carnot para producir energía mecánica y luego energía eléctrica .
Energía osmóticaTiene su origen en la difusión iónica que se produce durante la llegada y la mezcla de agua dulce en el agua salada del mar y consiste en aprovechar el fenómeno de ósmosis que se produce durante la mezcla de agua. De mar y agua dulce ( gracias a su diferente salinidad). La primera planta osmótica fue inaugurada en 2009 en Hurum, Noruega por la empresa Statkraft en la desembocadura del fiordo de Oslo a orillas del Mar del Norte.
La energía obtenida de la biomasa proviene, indirectamente, de la energía solar almacenada en forma orgánica a través de la fotosíntesis . Se aprovecha por combustión o metabolización . Esta energía es renovable siempre que las cantidades quemadas no superen las cantidades producidas; esta condición no siempre se cumple. El equilibrio medioambiental es una gran preocupación vinculada al uso de la energía recuperada.
Hasta el XVIII ° siglo, la biomasa fue la principal fuente de energía utilizada por la humanidad, especialmente en la forma de la madera ; sigue siendo hoy, con diferencia, la principal energía renovable. Pero este recurso produce muchos contaminantes y tiene el mayor inconveniente de requerir superficies considerables para su producción, debido a la baja eficiencia energética de la fotosíntesis: 3 a 6% contra, por ejemplo, 14 a 16% para una célula fotovoltaica de silicio monocristalino; además, su producción en forma de biocombustibles entra en conflicto con la producción de alimentos. Los biocombustibles tienen un impacto ambiental y social controvertido (competencia con la producción de alimentos, gasto energético muy elevado para el transporte y procesamiento de materias primas).
El principio consiste en extraer la energía geotérmica contenida en el suelo para utilizarla en forma de calefacción o para transformarla en electricidad . En las capas profundas, el calor de la Tierra es producido por la radiactividad natural de las rocas en el núcleo y la corteza terrestres a partir de la energía nuclear producida por la desintegración del uranio , el torio y el potasio . Sin embargo, la energía geotérmica también conlleva riesgos a nivel humano. Las técnicas están evolucionando y permiten buscar el calor a mayores profundidades. Las presiones cambiantes en los sótanos tienen un impacto en la actividad sísmica. La frecuencia de los terremotos pero también su potencia se puede incrementar debido a la explotación de esta energía. A diferencia de otras energías renovables, la geotermia profunda no depende de las condiciones atmosféricas (sol, lluvia, viento).
La energía geotérmica muy baja utiliza el calor de la capa superficial del suelo, que no proviene de las profundidades de la corteza terrestre, sino del sol y la escorrentía del agua de lluvia; se utiliza para:
La civilización moderna es muy dependiente de la energía y especialmente de las energías no renovables, que tarde o temprano se acabarán . Cambiar de un recurso actualmente no renovable a un recurso renovable puede significar cambiar de las llamadas "energías de carbono" ( petróleo , gas natural , carbón ) o consideradas peligrosas ( nucleares ) a energías limpias y seguras, como la energía solar en particular. (térmica o fotovoltaica), eólica , hidráulica , geotérmica y mareomotriz . Las ventajas buscadas son en particular:
La combustión de combustibles fósiles genera grandes cantidades de dióxido de carbono (CO 2). El efecto invernadero provocado por el hombre se debe principalmente al aumento del consumo de combustibles fósiles. Dado que las energías renovables generalmente emiten cantidades significativamente menores de gases de efecto invernadero , muchos países de todo el mundo están fomentando su desarrollo. Con el desarrollo de las energías renovables y el consiguiente ahorro de combustibles fósiles, deben reducirse las emisiones de dióxido de carbono provocadas por la actividad humana.
Los gases de efecto invernadero emitidos por las energías renovables se producen principalmente durante la producción y, en menor medida, durante el transporte de materiales, ya que el actual mix energético aún depende principalmente de energía procedente de combustibles fósiles para este fin. Sin embargo, estas emisiones se amortizan varias veces a lo largo del ciclo de vida , lo que se traduce en un ahorro neto de gases de efecto invernadero.
Un caso especial es la bioenergía , cuando la producción de los combustibles utilizados requiere el cultivo de nuevas tierras. Le brûlage de la forêt primaire pour les surfaces cultivées de soja ou palmier à huile et le recours à des intrants qui dégagent eux-mêmes des gaz à effet de serre ( protoxyde d'azote ) peuvent réduire les avantages de ce type d'énergie pour el clima. Un análisis del ciclo de vida puede determinar si los beneficios ecológicos esperados son reales en cada caso. La huella de carbono de los biocombustibles es a menudo peor que la de los combustibles fósiles ( cf. Huella de carbono, ahorro de energía y emisiones de gases de efecto invernadero de los biocombustibles ).
El agotamiento de los recursos no renovables (como los combustibles fósiles y nucleares) es un problema sin resolver en la historia del pensamiento económico . Estos recursos, disponibles solo por un tiempo limitado, han jugado un papel central en la industria energética. Independientemente de otros aspectos como el cambio climático , parece inevitable una transición a largo plazo hacia otros tipos de suministro de energía, como las renovables.
Según el historiador económico inglés Edward Anthony Wrigley, la humanidad se encuentra en una fase en la que deben encontrarse nuevas soluciones. El acceso a fuentes de combustibles fósiles ha traído una prosperidad sin precedentes a tres continentes y está cambiando rápidamente a otros dos. Como se trata de bienes de consumo , están a punto de desaparecer. Si bien el alcance de los recursos de carbón , petróleo y gas es objeto de muchos estudios y sigue siendo incierto por el momento, es poco probable que duren más de dos o tres generaciones para satisfacer las necesidades futuras de energía, especialmente si continúan aumentando. La dependencia continua de los combustibles fósiles conduciría al desastre .
Las energías renovables, cuando sustituyen a los combustibles fósiles o la energía nuclear, promueven la independencia energética de los países que no tienen recursos fósiles o fisibles. Esto se explica por:
Muchos problemas de salud y ambientales Pueden reducirse en gran medida o incluso eliminarse mediante el uso a gran escala de energías renovables provenientes del viento, el agua y la energía solar. Evitar daños a la salud puede, en algunos casos, compensar con creces los costos de la política climática . La investigación realizada para los Estados Unidos ha demostrado que los beneficios económicos para la salud derivados del reemplazo de la energía de origen fósil excedieron los subsidios a la energía eólica en aproximadamente un 60% . Además, a diferencia de la mitigación del cambio climático , que es global y tiene un efecto a largo plazo, el beneficio para la salud de la reducción de la contaminación del aire tiene un efecto local y a corto plazo.
La energía solar y sus derivados (viento, cascada, energía mareomotriz, corrientes relacionadas con las mareas , etc. ) son casi siempre fuentes intermitentes , es decir, sus caudales naturales no siempre están disponibles y que su disponibilidad varía mucho sin posibilidad de control. . Algunas de estas fuentes de energía tienen variaciones regulares, como la energía de las mareas y (parcialmente) la radiación solar, otras son menos regulares, como la energía eólica .
El almacenamiento es necesario para desarrollar de manera eficiente energías renovables y “ limpias ” cuando son intermitentes. El almacenamiento de energía consiste en establecer una cantidad de reserva de energía de una fuente en un lugar determinado, en una forma fácilmente utilizable, para su uso posterior. Se necesitan diferentes medios según el tamaño del sistema: pequeño almacenamiento externo (1 a 100 kW ), almacenamiento semi-masivo o regional (1 MW a 1 GW ) y sistemas grandes y centralizados (varios gigavatios). Los análisis realizados en el marco de estudios de escenarios donde predominan las energías renovables (ADEME, Agora Energiewende) muestran que la necesidad de flexibilidad, y en particular de almacenamiento eléctrico, aumenta de forma no lineal con su tasa de penetración.
Un estudio publicado en 2015 por el departamento de investigación y desarrollo de EDF simula el funcionamiento del sistema eléctrico europeo con un 60% de energías renovables, de las cuales el 40% son energías intermitentes, utilizando datos meteorológicos de los últimos 30 años. Concluye que seguirán siendo necesarios 500 GW de centrales eléctricas controlables (térmicas, hidráulicas y de biomasa) para garantizar la seguridad del suministro. Una capacidad instalada de 705 GW de energía eólica y solar vería su producción diaria variar en un 50% dependiendo de las condiciones climáticas; para 280 GW de energía eólica terrestre, la producción media por hora en un día de invierno podría variar entre 40 y 170 GW según el año . Serán necesarios importantes refuerzos de la red, pero no podrán dar una solución a los problemas climáticos que afectan a toda Europa (anticiclones).
Un artículo que se publicará en 2022 en The Energy Journal estudia las capacidades de producción y almacenamiento que cubrirían la demanda de electricidad al menor costo para la Francia metropolitana en 2050 utilizando solo fuentes renovables, sin ningún momento del día. Falla durante 18 años meteorológicos . Los autores estudiaron 315 escenarios variando el costo de las principales tecnologías de generación de electricidad y almacenamiento de energía. En su escenario de costes centrales, que se basa en las perspectivas del Centro Común de Investigación de la Comisión Europea, las fuentes de producción movilizadas son la eólica terrestre (46%), la eólica marina (11%), la solar fotovoltaica (31%), la hidráulica (11%). ) y biogás (3%). Se utilizan tres técnicas de almacenamiento: metanización (que forma parte de las técnicas de conversión de la electricidad en gas ), que se utiliza para el almacenamiento a largo plazo, estaciones de transferencia de energía de bombeo y baterías de iones de litio , que se utilizan para el almacenamiento a corto plazo. El coste total anualizado de producción y almacenamiento asciende a 51 € / MWh consumido, de los cuales el 85% para la producción y el 15% para el almacenamiento.
Una red eléctrica inteligente ( en inglés :red inteligente) es una red de distribución eléctrica que promueve el flujo de información entre proveedores y consumidores con el fin de ajustar el flujo de electricidad en tiempo real y permitir una gestión más eficiente de la red eléctrica. Estas redes utilizan tecnologías informáticas para optimizar la producción , distribución, consumo y posiblemente almacenamiento de energía con el fin de coordinar todos los enlaces de la red, desde el productor hasta el consumidor final . Una red interconectada a escala continental de este tipo permitiría reducir los vaivenes de la producción y el consumo, gracias a la multiplicación de las fuentes de producción disponibles y la superposición de diferentes franjas horarias de uso; el problema de la intermitencia se volvería así menos crítico (ver Debate sobre energía eólica ).
El uso local de energías renovables producidas in situ reduce las demandas en los sistemas de distribución eléctrica, pero más allá de un umbral (alrededor del 25 al 30% de la producción en las zonas insulares por falta de interconexión), aumenta la dificultad de gestionar la intermitencia o los excedentes de producción. Según la Unión de Energías Renovables , la obligación impuesta a las instalaciones de ER en áreas no interconectadas (si superan el 30% de la demanda eléctrica) de implementar tecnologías de almacenamiento que les permitan suavizar su producción y proporcionar reservas de energía implica un aumento en su costo de producción de alrededor del 100%.
El aumento de la participación de energías renovables intermitentes en el mix eléctrico de un país o región puede generar efectos indeseables si no se acompaña de las medidas necesarias para gestionar esta intermitencia (almacenamiento, gestión de la demanda, etc. ). Así, cortes de luz durante el verano de 2020 en California , que hizo la apuesta de las energías renovables para producir su electricidad, de la que cerca de un tercio se produce gracias a los inmensos campos de paneles solares y aerogeneradores que cubren determinados lugares despoblados. Casi 220.000 hogares se quedan sin electricidad en agosto por períodos de 60 a 90 minutos . Teóricamente se suponía que las turbinas eólicas y los paneles solares compensarían el cierre en 2012 de una central nuclear de 2.000 MW , pero, durante esta ola de calor, el viento sopla poco y los paneles solares son ineficientes por la noche, mientras que las temperaturas se mantienen altas. los acondicionadores de aire funcionan. La segunda consecuencia de esta situación es la importancia de las emisiones de CO 2 . : más de la mitad de la electricidad producida en California proviene de centrales eléctricas de gas, una fuente de combustible fósil que emite 490 gramos de CO 2por kilovatio-hora producido, 40 veces más que la energía nuclear.
Otro problema es el transporte de energía en el tiempo y el espacio. En los países industrializados, casi todos los consumidores y productores de energía están conectados a una red eléctrica , lo que puede asegurar intercambios de un extremo a otro de un país o entre países, pero con mayores pérdidas en largas distancias (que se pueden reducir con la nueva alta tensión líneas de corriente continua ). También es necesario gestionar la distribución de los flujos de energía a lo largo del tiempo para evitar la congestión y equilibrar mejor el sistema de oferta-demanda en electricidad u otra forma de energía. Surgen nuevos desafíos, por ejemplo, con las necesidades futuras de recarga de vehículos eléctricos (intermitencia y ubicaciones variables).
Estas energías a veces se producen lejos de su zona de consumo (en el mar, por ejemplo, para la energía eólica). Por tanto, para abastecer una red es necesario combinar la diversificación del mix energético , la gestión activa de la demanda para amortiguar las fluctuaciones de la producción, la transferencia del consumo máximo a las horas no pico y la compensación de las "caídas de producción" mediante la asociación de fuentes. medios de almacenamiento suficientes, desde el upstream hasta el downstream del sector, es decir, del productor al consumidor. Para esta última medida, se trata de eventualmente utilizar la red de distribución (red de gas por ejemplo) como “buffer” o de crear redes de intercambio más grandes (distintas de la antigua red de distribución).
La Agencia Internacional de Energía (AIE) ha estimado que alrededor de una cuarta parte de la inversión que se realizará en redes (de transmisión de energía) entre 2010 y 2035 estará vinculada al crecimiento de la generación de electricidad de '' origen renovable (por ejemplo: en Europa, 20.000 km de nuevas líneas de alta tensión necesarias según Ademe, en particular para integrar el paquete energético para 2020 , con en Francia al menos 25.000 MW de energía eólica y 5.400 MW de fotovoltaica "pico" prevista: "con un objetivo de 19 GW en tierra , RTE tendrá que invertir mil millones de euros durante diez años en infraestructura de transporte " .
En Alemania, los campos eólicos del norte del país están geográficamente distantes de los principales centros de consumo, en particular del sur industrial. Por tanto, la transición energética ha hecho necesario el desarrollo de una red de transmisión eléctrica a nivel nacional. El plan de desarrollo de la red, elaborado a finales de 2014, estima que 7.700 kilómetros son de alta prioridad. La BNetzA señaló en su informe de mayo de 2017 que desde esa fecha solo se habían desplegado 850 km de nuevas líneas, de los cuales solo 90 en 2016. La población se opone "de manera virulenta" al paso de las líneas con el fin de preservar los paisajes, porque los Länder atravesados muchas veces no se benefician ni de las corrientes encaminadas ni de los ingresos asociados a la producción de energías renovables.
La recogida y combustión de biomasa puede producir molestias (deforestación, reducción de la biodiversidad, etc. ) y contaminantes ( NOx , hollín, dioxinas , etc. , en particular producidos por biomasa sólida como la madera ).
Según la OMS , casi 1,7 millones de muertes prematuras al año se atribuyen a la contaminación del aire en interiores, causada principalmente por cocinar en el sur y este de Asia, en particular la India, donde 700 millones de personas dependen de combustibles sólidos (madera, carbón vegetal, desechos vegetales y animales). ) y estufas tradicionales para cocinar.
Desde 2007, el sector de la dendroenergía también se ha desarrollado muy rápidamente en Gran Bretaña, donde las centrales eléctricas de carbón han sido reemplazadas por centrales eléctricas de leña. Estas plantas son muy ávidas en la madera, tanto que el país se ve obligado a importarla, desde los bosques húmedos del sur de los Estados Unidos, en Louisiana o en Mississippi, donde, siendo las normas menos protectoras, los forestales no lo hacen. no dudes en realizar talas sin preocuparte por el rebrote, o el impacto en la biodiversidad que albergan estos bosques.
Las instalaciones hidroeléctricas, además de la destrucción provocada por el hundimiento de un valle, pueden romperse; entre 1959 y 1987, treinta accidentes causaron 18.000 víctimas en todo el mundo, incluidas más de 2.000 en Europa) o provocaron terremotos. Las emisiones de gases de efecto invernadero en los reservorios de agua (en particular el metano ) pueden ser significativas y, debido al contenido de mercurio de los suelos (Amazonia, etc.), el desarrollo bacteriano en el agua puede conducir a la formación de metilmercurio con contaminación tóxica aguas abajo (especialmente en el sur). America).
Las tierras raras utilizadas para la fabricación de determinadas turbinas eólicas ( neodimio y disprosio para los alternadores de determinadas turbinas eólicas marinas ) son fuentes de contaminación muy importantes en cuanto a su extracción. Según una capacidad eólica marina proyectada para 2029 en 120 GW en todo el mundo, la necesidad representa menos del 6% de la producción anual de neodimio y más del 30% de la producción anual de disprosio. En este contexto, al menos un fabricante ofrece aerogeneradores que no utilizan imanes permanentes para su instalación en el mar, soluciones de sustitución existentes: generadores asíncronos o generadores síncronos sin imán permanente, por ejemplo. Las tecnologías solares fotovoltaicas comercializadas en 2019 no utilizan tierras raras. Solo una pequeña proporción de las turbinas eólicas terrestres lo utilizan, alrededor del 3% en Francia.
Las minas impactan 50 millones de kilómetros cuadrados de la superficie terrestre, el 82% de los cuales se utiliza para extraer materiales utilizados (entre otros) para la energía renovable.
Si bien las energías renovables pueden tener un nivel bajo a cero de emisiones de gases de efecto invernadero (eólica, solar, etc.) durante su operación, o una huella de carbono relativamente neutra (la combustión de madera compensada por el almacenamiento, en última instancia, el carbono de los bosques), el ciclo de vida de Los sistemas también deben tenerse en cuenta :
La Fundación para la Investigación sobre la Biodiversidad (FRB) pide que ya no se separen las dos necesidades de la lucha contra el calentamiento global y la preservación de la biodiversidad . Un estudio liderado por Alexandros Gasparatos, profesor de la Universidad de Tokio , publicado en abril de 2017 y traducido por la FRB, analiza, a través de 500 referencias científicas, las relaciones entre las energías renovables y la biodiversidad: aves muertas por aerogeneradores , deforestación para abastecimiento de madera. centrales eléctricas incendiadas , centrales hidroeléctricas que interrumpen la migración de ciertas especies de peces , inundan vastas áreas río arriba, fragmentan los hábitats y afectan los ecosistemas. Estos impactos deben evaluarse antes de decidir sobre inversiones: por ejemplo, ¿deberían instalarse turbinas eólicas en corredores de migración de aves o en áreas con alta biodiversidad?
Estadísticamente, una turbina eólica mata de cero a tres aves por año, mientras que un kilómetro de línea de alta tensión mata a varias docenas al año. Además, existe riesgo de murciélagos. Según la FRB, las estimaciones varían entre 234.000 y 573.000 aves muertas anualmente por turbinas eólicas en los Estados Unidos. Los murciélagos se verían afectados aún más, menos por las colisiones que por los traumatismos internos, llamados barotrauma, asociados con reducciones repentinas de la presión del aire cerca de las palas. Los aerogeneradores de eje vertical, tipo helicoidal Savonius , reducen el riesgo de muerte de aves y requieren menos espacio.
La construcción de una presa hidroeléctrica tiene graves consecuencias: inundaciones de valles enteros, profunda modificación del ecosistema local. Además, las represas hidroeléctricas obstruyen la migración de peces, que es un problema para los ríos del noroeste de América del Norte, donde las poblaciones de salmón se han reducido significativamente. Sin embargo, este problema se ha mitigado con la construcción de pasos pesqueros y la reducción de las poblaciones se debe principalmente a otros factores: sobrepesca , contaminación, aumento de la mortalidad en el mar, etc.
Las energías renovables generalmente requieren más espacio que otras fuentes de energía. La implementación en tierra de estas soluciones puede degradar determinados espacios naturales y plantear problemas en términos de biodiversidad.
Los aerogeneradores en el mar escapan a este inconveniente y, por el contrario, pueden constituir zonas aisladas de biodiversidad para crustáceos y peces, al abrigo de los daños provocados por la pesca intensiva.
Un desarrollo significativo de las energías renovables tendrá efectos sobre los paisajes y el medio ambiente, con diferencias significativas en el impacto ecológico o paisajístico según la instalación de que se trate y según si el entorno ya es artificial o si el desarrollo planificado se dirige a una zona aún virgen . Los impactos visuales y paisajísticos son en parte subjetivos .
La construcción de grandes instalaciones (tipo planta solar) siempre tiene un impacto en el paisaje. A menudo se citan grandes turbinas eólicas y, más raramente, techos solares . Es por ello que se están realizando esfuerzos para intentar una mejor integración de estas instalaciones en el paisaje. Una producción descentralizada puede teóricamente también reducir la necesidad de torres de alta tensión y líneas de alta tensión , pero la experiencia de los países que ya están ampliamente involucrados en programas de energía renovable que aumentar las necesidades de líneas de alta tensión: por ejemplo, Alemania necesita 3.600 km de 380 adicionales kV entre 2025 y transportar electricidad desde aerogeneradores, ubicados principalmente en el norte del país, a ciudades del sur. El auge de las turbinas eólicas marinas requiere la instalación de líneas de alta tensión para conectarlas a la red; además, dado que las energías renovables son de naturaleza intermitente, las interconexiones deben desarrollarse fuertemente de tal manera que sea posible suministrar energía a través de otros medios de producción; Por lo tanto, Noruega está utilizando las capacidades reguladoras de sus presas para desarrollar masivamente sus interconexiones: ya existen cuatro con Dinamarca, pero otras están en discusión con Alemania, los Países Bajos y el Reino Unido. Las redes de media tensión se pueden enterrar.
RTE y la Agencia Internacional de la Energía creen que el desarrollo de las energías renovables requerirá una interconexión más amplia: un "sistema eléctrico con una cuota muy alta de energías renovables iría acompañado de una mayor huella territorial de las redes" , lo que plantea un problema de aceptabilidad.
Las tecnologías desarrolladas para la producción de electricidad a partir de energías renovables requieren una cantidad mayor y más diversificada de materiales minerales, con una cantidad constante de energía producida, en comparación con las tecnologías tradicionales (hidráulica, fósil y nuclear).
Las tecnologías renovables dependen de varios metales funcionalmente importantes, como plata, indio , telurio , neodimio , galio y varias tierras raras . La literatura científica no está de acuerdo con la severidad de las posibles limitaciones de suministro de estos materiales críticos. Sin embargo, estas tierras raras son cada vez menos necesarias en la producción de equipos de energías renovables, la industria busca sustitutos: así, los imanes permanentes permiten prescindir del disprosio en los aerogeneradores, y el nuevo vehículo eléctrico de motor de Renault-Nissan. alianza no contiene tierras raras. Las empresas de energía renovable han eliminado por completo las tierras raras. Además, la extracción de minerales requiere mucha agua.
La implementación concreta se enfrenta a las limitaciones ambientales y de mercado (la lógica de los fondos de inversión no siempre es una lógica de inversión), la gobernanza y el marco legal, que evolucionan.
Los agentes económicos afectados también suelen estar dispersos. Debemos reunirlos e imaginar las condiciones organizativas adecuadas: contratos sectoriales, contratos territoriales, planificación de redes eléctricas inteligentes adaptadas a las energías renovables, “contratos de instalación” de unidades de producción de energía. La definición de sectores y su organización se va construyendo poco a poco y con avances técnicos y legales.
La energía hidroeléctrica es sensible a los efectos del cambio climático. En el contexto del calentamiento global , la AIE también recomienda en 2013 preparar mejor la red eléctrica para eventos climáticos. Por ejemplo, las perturbaciones de la red eléctrica relacionadas con el clima en los Estados Unidos se multiplicaron por diez entre 1992 y 2012. Los eventos climáticos representaron aproximadamente el 20% de todas las perturbaciones a principios de la década de 1990, pero representaron el 65% en 2008. La agencia también recomienda mejorar la eficiencia de los sistemas de aire acondicionado, incluso en los países en desarrollo.
Para la construcción de nuevas centrales eléctricas, según un estudio del banco Lazard , se ha vuelto más ventajoso apostar por la energía solar y eólica, en casi todos los países, desde Europa hasta Estados Unidos, pasando por Australia, Brasil, India, Sur África y Japón; pero estas energías no siempre están disponibles de forma inmediata y, por tanto, siguen siendo “complementarias” a la producción de electricidad basada en combustibles fósiles o energía nuclear. La AIE considera que en los países emergentes, los frenos al desarrollo son las barreras regulatorias, las limitaciones de la red y las condiciones microeconómicas, mientras que en los países desarrollados el rápido desarrollo de las renovables lleva al cierre de centrales térmicas.
Fuente | Energía eólica | Fotovoltaica solar | Carbón | Gas de ciclo combinado |
---|---|---|---|---|
Viento bajo tierra | camino | Escala industrial baja | camino | Existente | nuevo | Existente | nuevo | |
BNEF | 27 | 47 | 26 | 51 | ||
Lazard | 28 | 41 | 32 | 37 | 33 | 109 | 44 | 56 |
IRENA | 44 | 56 | 58 | 85 |
En comparación, el coste de producción de la energía nuclear histórica en Francia es del orden de 30 a 60 € / MWh ; la cifra de 60 incluye los costos de desmantelamiento y reprocesamiento del combustible. El costo del Flamanville EPR se estima en 2019 en 12,4 mil millones de euros; para una potencia de 1.630 MW y una tasa de utilización del 85%, el precio de coste sería de 154 € / MWh .
En octubre de 2019, Bloomberg New Energy Finance (BNEF) señaló que “el precio de la energía eólica y solar sigue cayendo, con la energía eólica marina mostrando las reducciones de costos más impresionantes y la energía solar fotovoltaica y la energía eólica terrestre siendo ahora tan barata como cualquier otra fuente de energía. en California, China y partes de Europa ” . La organización concluye: "Como resultado, las plantas de energía de combustibles fósiles están cada vez más marginadas en varios mercados, una tendencia que se espera que continúe en los próximos años" .
A partir de noviembre de 2019, según Lazard Bank , “la energía eólica terrestre y la energía solar a escala industrial, que se han vuelto competitivas en costos con la generación convencional desde hace varios años sobre una nueva base. tecnologías de producción. "
En mayo de 2019, la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA) publicó un estudio sobre los costes de 17.000 proyectos de energía renovable y 9.000 licitaciones que encontró que “en la mayor parte del mundo actual, las energías renovables son la fuente más barata de nueva generación de electricidad. A medida que los costos de las tecnologías solar y eólica continúen cayendo, este será el caso en aún más países. De los proyectos que entrarán en servicio en 2020, se espera que el 77% de los proyectos eólicos terrestres y el 83% de los grandes proyectos de energía fotovoltaica ofrezcan una nueva fuente de electricidad que sea menos costosa que la alternativa más barata a los combustibles fósiles sin asistencia financiera. "
En diciembre de 2019, el Informe sobre el estado de la industria nuclear mundial (WNISR) del activista antinuclear Mycle Schneider estimó que “el análisis actualizado del costo de la energía (LCOE) para los Estados Unidos muestra que todos los costos de producción son la electricidad de fuentes renovables ahora está por debajo la del carbón y el gas de ciclo combinado. Entre 2009 y 2018, los costes de la solar comercial cayeron un 88% y los de la eólica un 69%, mientras que al mismo tiempo los de la nuclear aumentaron un 23% ” .
Sin embargo, las fuentes de energía intermitentes, como la energía eólica y solar, pueden generar costos adicionales asociados con la necesidad de almacenamiento o producción de respaldo. En algunas regiones y épocas, la energía solar fotovoltaica puede ser muy competitiva si produce cuando la demanda y los precios son más altos, como durante los picos del mediodía en verano, que se observan en países con aire acondicionado. Es un gran consumidor.
Comparar el precio de la electricidad renovable con el de otras fuentes implica tener en cuenta los costes de las externalidades negativas (daños ocasionados a terceros o al medio ambiente sin compensación , incluidos los provocados por los efectos de las emisiones de gases de efecto invernadero o GES). De hecho, estos costos no están integrados en la formación de precios de mercado; Se ha intentado corregir este sesgo del mercado, en particular a través del mercado del carbono, donde se negocian los derechos de emisión de GEI . Se ha demostrado que el impuesto al carbono es efectivo en los países donde se ha implementado (Dinamarca, Finlandia, Suecia).
Las energías renovables, como todas las demás, inducen externalidades , es decir costes que soportan personas o entidades distintas de sus productores.
Un estudio publicado en 2014 por dos investigadores de EDF y Compass Lexecon para el debate sobre la transición energética describe estas externalidades e intenta una primera cuantificación dividiéndolas según las tres cuestiones principales que plantea la inserción de energías renovables intermitentes:
Un cuarto tema podría volverse importante cuando las energías renovables alcancen altas tasas de penetración: derrames (pérdidas de producción que serán inevitables durante los períodos en que la producción de energía renovable exceda la demanda total, incluidas las posibilidades de exportación); tales pérdidas ya ocurren en Dinamarca y Alemania.
El estudio de Renaud Crassous y Fabien Roques ofrece una valoración, basada en estudios sobre sistemas existentes antes de 2013, de los costes de inserción de energías intermitentes para una tasa de penetración del 10 al 15%:
Para tasas de penetración más altas, los costos de la red probablemente aumentarán drásticamente, porque se volverán esenciales importantes refuerzos de estructura de muy alta tensión ; Las perspectivas de avances tecnológicos en las nuevas tecnologías de almacenamiento (baterías, hidrógeno), aún lejos de la competitividad para los usos de la red, podrían cambiar a largo plazo este diagnóstico, entendiéndose que el costo futuro del almacenamiento debería incluirse en los costos de almacenamiento. 'inserción.
El Informe de costos de descarbonización publicado en 2019 por la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos y la Agencia de Energía Nuclear (NEA) estima los costos del sistema asociados con las energías intermitentes (eólica y solar fotovoltaica) en menos de $ 10 / kWh cuando la proporción de estas energías son del 10%, y más de $ 50 / kWh , o casi el 100%, si su participación alcanza el 75%. Estas cifras están en contradicción con las estimadas en el marco de estudios de escenarios donde predominan las energías renovables (ADEME, Agora Energiewende, Enerpresse).
Durante los períodos de baja demanda (domingos, verano), los precios de la electricidad en los mercados mayoristas caen cada vez más en territorio negativo. Así que el domingo5 de abril de 2020, mientras que la demanda se redujo drásticamente debido a una temperatura muy suave y especialmente a las medidas de contención decididas en respuesta a la pandemia Covid-19 , los precios mayoristas de la electricidad se volvieron negativos en Francia, Inglaterra, Bélgica, Alemania, los Países Bajos y Austria. En Francia, donde se produjo este fenómeno por cuarto domingo consecutivo, alcanzaron un mínimo de 21,06 € / MWh y en Alemania de 50,26 € / MWh . El crecimiento de las energías renovables en las combinaciones de energía de los países europeos está aumentando el desequilibrio del mercado: los productores de energía solar y eólica, llamados prioritariamente por la red de transmisión eléctrica, se benefician de hecho de tarifas de alimentación garantizadas para su electricidad; por tanto, no tienen ningún interés en desconectar sus plantas, sea cual sea la demanda.
Los precios negativos, que pueden ocurrir en particular durante los bajos de consumo debido a capacidades de producción que son difíciles de ajustar, en particular cuando la producción eólica y solar cubren una gran parte del consumo, son cada vez más frecuentes en Alemania: el número de períodos horarios con precios negativos fue de 134 en 2018 a 211 en 2019.
Según el informe anual de 2015 encargado por el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente , las inversiones globales en energías renovables aumentaron en un 5% en 2015, a $ 286 mil millones (mil millones de dólares) (excluyendo grandes proyectos hidroeléctricos, estimados en 43 $ mil millones), superando su anterior récord de $ 278.5 mil millones alcanzado en 2011; este récord se logró a pesar de la caída de los precios de los combustibles fósiles. Las inversiones en instalaciones de producción de energía renovable representaron más del doble que las de combustibles fósiles (carbón y gas), estimadas en $ 130 mil millones. Sin embargo, la participación de las energías renovables en la producción de electricidad sigue siendo solo ligeramente superior al 10%. Por primera vez, las inversiones de los países en desarrollo y emergentes superaron a las de los países desarrollados: $ 156 mil millones (+ 19%) contra $ 130 mil millones (−8%); China sola invirtió $ 102,9 mil millones (+ 17%), o el 36% del total mundial, seguida de Europa: $ 48,8 mil millones (−21%), Estados Unidos: $ 44,1 mil millones (+ 19%) e India: $ 10,2 bn (+ 22%). La energía solar lidera con $ 161 mil millones (+ 12%), seguida de la energía eólica: $ 109,6 mil millones (+ 4%); otras energías renovables totalizan $ 15,2 mil millones y todas experimentaron una fuerte caída en 2015; así, las inversiones en biocombustibles cayeron a $ 3,1 mil millones, mientras que en su punto máximo en 2007 alcanzaron $ 28,3 mil millones; Las inversiones en biomasa y desechos cayeron a $ 6 mil millones frente a $ 18 mil millones en 2011.
La madurez del mercado de energías renovables se evidencia en el auge de los bonos verdes : mientras que las emisiones acumuladas de estos valores alcanzaron los $ 17.400 millones a fines de 2013, se emitieron más de $ 26.000 millones en los primeros nueve meses de 2014; Las emisiones de 2014 deberían sumar $ 40 mil millones y las de 2015 casi $ 100 mil millones . En noviembre de 2013, EDF emitió 1.400 millones de euros, de los cuales 550 millones se invirtieron en nueve parques eólicos y una planta de biogás ubicados en Estados Unidos, Canadá y Francia; GDF Suez recaudó 2.500 millones de euros en mayo de 2014.
En octubre de 2014, la mayor gestora de activos europea, Amundi , y el electricista EDF anunciaron una asociación para ofrecer productos de ahorro invertidos en energías renovables mediante la creación de una sociedad de gestión conjunta, que espera recaudar 1.500 millones de euros de inversores institucionales y particulares en su primeros dos años de práctica.
La iniciativa RE 100, lanzada en septiembre de 2014 durante la Semana del Clima de Nueva York, reúne a 45 grandes empresas a principios de diciembre de 2015 que se han comprometido a consumir electricidad 100% verde en 2020, o en ocasiones un poco más tarde. Entre ellos, fabricantes (Johnson & Johnson, Nestlé, Nike, Philips, Unilever), bancos (Goldman Sachs, Commerzbank, UBS), distribuidores (Ikea, Marks & Spencer, H&M) y una empresa francesa: La Poste. Apple recibió elogios de Greenpeace en su último informe sobre las políticas ambientales de los gigantes de la web, ya que logra una tasa del 100% en sus centros de datos . Google también invierte en proyectos de energía eólica y solar y ya está definido como el mayor comprador "corporativo" de energía verde del mundo. Su campus de Mountain View funciona al 100% con turbinas eólicas. En 2014, el 37% de la electricidad consumida por el grupo era de origen renovable, y se ha comprometido públicamente a triplicar sus compras de electricidad verde para 2025. EDF Renouvelables ha celebrado un contrato con Google que se compromete a comprar, durante quince años, la electricidad que producirá el parque eólico Great Western, ubicado en el noroeste de Oklahoma (200 MW ); EDF Renouvelables también ha celebrado acuerdos similares con Microsoft y Procter & Gamble.
Los acuerdos de compra de energía a largo plazo (PPA) entre productores de electricidad renovable y grandes empresas son habituales en Estados Unidos, que suponen el 60% de la capacidad contratada en el mundo a finales de 2016 (16 GW ). En Europa, estos contratos se han negociado en Gran Bretaña, los Países Bajos, Suecia y España; en Francia, SNCF y Aéroports de Paris han iniciado consultas para suministros a precio fijo durante 10 a 20 años.
En 2018, las empresas firmaron 7,2 GW de nuevos contratos a largo plazo entre enero y julio, frente a los 5,4 GW de todo 2017. Estados Unidos sigue a la cabeza, con Facebook (1,1 GW ) seguido de AT&T; en Europa, se firmaron 1,6 GW contra 1,1 GW en 2017, de los cuales tres cuartas partes por los productores de aluminio Norsk Hydro y Alcoa ; En Francia, Engie lanzó una convocatoria de solicitudes para vender generación renovable “en un marco excluyendo subsidios” a sus clientes, a través de un contrato de compra a largo plazo.
Algunas energías renovables son rentables y se han desarrollado de forma espontánea: energía hidroeléctrica (reserva de agua y energía potencial ), determinadas energías derivadas de la biomasa (madera, residuos agrícolas, residuos urbanos); otros, cuyo coste de producción supera su valor económico o cuyo retorno de la inversión es largo, sólo han podido empezar gracias a ayudas o subvenciones que los hacen rentables para los inversores.
Los sistemas de subsidios actuales varían según el país y el contexto local, y a veces pueden superponerse, especialmente cuando están involucrados múltiples niveles de poder político:
Estados UnidosLa Ley de Reinversión y Recuperación Estadounidense ( plan de estímulo de 2009 ) otorgó un crédito fiscal a la producción: Crédito fiscal a la producción (PTC) de energía renovable de 2,3 c $ / kWh durante diez años; la Ley de Política Energética de 2005 instituyó a nivel federal créditos fiscales para energías renovables, renovada en 2008: el Crédito Tributario por Inversión en Energía Renovable (ITC), crédito fiscal del 30% de las inversiones en sistemas solares residenciales y comerciales, pilas de combustible y energía eólica turbinas (<100 kW ), y un 10% para geotermia , microturbinas y plantas de cogeneración de menos de 50 MW , hasta31 de diciembre de 2016 ; Además, una treintena de estados también tienen su programa de apoyo en forma de tarifas de alimentación, subsidios o cuotas. California otorgó deducciones fiscales en la década de 1980 que permitieron la construcción de parques eólicos como el Altamont Pass (576 MW , 1981-1986).
AustraliaSe utiliza el sistema de Certificado Verde . El programa RET ( Renewable Energy Target ), instituido por las leyes de 2000 y 2001, tiene como objetivo reducir la cuota de las energías renovables en la producción de electricidad de Australia y el 20% en 2020, gracias a un sistema de certificados ( Certificados de generación a gran escala y la Pequeña Certificados de Tecnología a escala ) emitidos por cada MWh de electricidad renovable producida por productores de energía renovable, quienes las venden a los proveedores de electricidad, quienes las devuelven al final del año al Regulador de Energía Limpia para certificar el cumplimiento de los objetivos anuales del programa RET. . Estos certificados verdes también se utilizan en el Reino Unido (ROC - Renovables Sistema de Cupón de Obligación ), en Suecia, en Bélgica, en Polonia, así como en 31 estados de los Estados Unidos . Que han instituido cuotas de energía renovable de la electricidad comercializada ( ver a continuación: sistemas de cuotas).
EuropaEl sistema de apoyo inicial más utilizado, tras la implementación de la Directiva 2001/77 / CE, es el de tarifas reguladas (en inglés: feed-in tariff , es decir, tarifa de inyección (a la red)): los proveedores de electricidad tienen un obligación de comprar toda la producción de las instalaciones de producción de electricidad a partir de energías renovables, durante 10 a 20 años, a tarifas fijas por la administración; el costo adicional de estas tarifas sobre los precios del mercado mayorista se reembolsa a los proveedores mediante un recargo en las facturas de electricidad de los consumidores.
AlemaniaEl precio de compra regulado en 2012 fue de 8,8 c € / kWh para los aerogeneradores terrestres y de 15,6 c € / kWh para los aerogeneradores marinos; que se transmite a los consumidores de electricidad a través del equivalente de la CSPE, llamado EEG -Umlage que alcanzó 5,277 c € / kWh en 2013 (0,25 c € / kWh de impuestos para las turbinas eólicas en el mar) en un precio medio de la electricidad para un típico Hogar alemán de 28,5 c € / kWh .
FranciaEl precio de compra de la energía eólica fue fijado por el decreto de 17 de noviembre de 2008a 8,2 c € / kWh (luego indexado según una fórmula que en 2012 lo llevó a 8,74 c € / kWh ) para la energía eólica; Se supera el coste adicional en relación al precio de mercado (media 2015: 42,6 € / MWh ), calculado en 3.156 millones de euros en 2013 por la Comisión Reguladora de Energía que lo estima en 3.722,5 millones de euros para 2013 y 4.041,4 millones de euros para 2015. a los consumidores de electricidad a través de la aportación al servicio público de electricidad (CSPE), fijada en 13,5 € / MWh en 2013, 16,5 € / MWh en 2014 y 19,5 € / MWh en 2015, mientras que CRE estima que debería fijarse en 25,93 € / MWh para cubrir cargos y atrasos; la compensación por el sobrecoste de las energías renovables representa el 63,7% del CSPE, y la fotovoltaica representa el 62% de este 63,7%.
Otro sistema que se utiliza con frecuencia (junto con el de las tarifas de compra) es el de las licitaciones: en Francia, su finalidad es apoyar a los sectores cuyo desarrollo está rezagado y se utiliza sobre todo para grandes instalaciones (parques eólicos en curso). grandes plantas de energía solar, plantas de energía de biomasa, etc.); el Tribunal de Cuentas observa que determinadas licitaciones no alcanzaron sus objetivos (especificaciones insuficientemente respetadas por los proyectos, tarifas propuestas demasiado elevadas, número insuficiente de proyectos candidatos, etc. ): el de 2004 lanzado para instalar 500 MW de energía eólica terrestre únicamente retuvo 287 MW , o el 56% del objetivo; la de 2010 retuvo solo 66 MW para un objetivo de 95 MW . Peor: muchas licitaciones no han permitido limitar los precios ofrecidos por los promotores de proyectos, ya sea por falta de competencia o por dificultades técnicas que han animado a los candidatos a asumir importantes márgenes de riesgo, en particular el lanzado en 2011 para offshore. parques eólicos: el precio de referencia fijado en la licitación no se respetó para tres de los cuatro emplazamientos afectados.
CuotasLos sistemas de cuotas se utilizan en Estados Unidos y China: los poderes públicos imponen a las empresas eléctricas un aporte mínimo de energías renovables en términos de capacidad instalada o electricidad producida en forma de cuotas, que cambian a lo largo del tiempo con los objetivos de la política energética; muy a menudo este sistema se complementa con otros mecanismos de apoyo como los créditos fiscales, por lo que en los Estados americanos donde está implantado este sistema su contribución a la valoración del kWh es sólo del orden del 25%. Estos estados de EE. UU., Que suman 31, han instituido ' Estándares de cartera renovable' (RPS) que requieren que los proveedores de electricidad logren una cierta proporción de energía renovable en la electricidad comercializada (por ejemplo, 15% en 2025 en Arizona, 30% en 2020 en Colorado, 33% en 2020 en California); los productores de estas energías reciben certificados (REC) por cada kWh producido, que venden a sus clientes proveedores al mismo tiempo que su electricidad; los proveedores pueden entonces presentar estos certificados a la administración para demostrar que cumplen con las RPS; de lo contrario, tienen que pagar multas. Un informe encuentra que este sistema RPS es más efectivo cuando se combina con Créditos Tributarios Federales (PTC).
Contrato por diferenciaEl contrato por diferencia (o prima ex post) es un nuevo sistema en vigor en 2014 sobre opciones en Alemania, Italia y Reino Unido, y recomendado por la Comisión Europea: el regulador define un nivel de referencia ( precio indicativo ); el productor vende la electricidad producida al precio del mercado mayorista, directamente o mediante un "integrador", en particular para los agentes sin acceso directo al mercado (pequeños productores); el productor recibe una remuneración adicional (“prima”) en caso de que la diferencia entre el nivel de referencia y el precio de mercado sea positiva; de lo contrario, el productor debe pagar el excedente percibido; una variante (el contrato por diferencia asimétrica) no prevé este reembolso. Según la SER, este sistema impone costos de comercialización adicionales al productor de hasta el 10% del costo de compra.
Una variante, la prima ex ante , aplicada en España hasta 2008 y en el Reino Unido desde 2014 como opción, prevé una prima inicialmente definida por el regulador y fijada por un período limitado; esto simplifica el sistema y por lo tanto reduce su costo, pero involucra supuestos sobre precios de mercado futuros y por lo tanto un riesgo para el productor. En reacción al peso creciente de los subsidios a las energías renovables, los estados están considerando reformas para mejorar la eficiencia de los sistemas de apoyo aumentando su selectividad y buscando insertar gradualmente las energías renovables en los mecanismos de mercado; esto es lo que recomiendan la Comisión Europea , el Tribunal de Cuentas y la CRE , planteando el reto de la SER . También en esta dirección se encamina la reforma que se está iniciando en Alemania y los proyectos trazados por el gobierno francés en el marco de la transición ecológica ; la SER y el CLER están impugnando estos proyectos, en particular la idea lanzada por la Comisión Europea de lanzar convocatorias tecnológicamente neutrales (concurso para todas las tecnologías), que, según ellos, impediría el desarrollo de nuevos sectores industriales. para ellos, las licitaciones deben reservarse para grandes proyectos, así como la eventual implementación de un mecanismo de "precio de mercado más prima ex post" ( Feed-in-Premium ex post , o contrato por diferencia); quieren que las pequeñas instalaciones sigan beneficiándose de la obligación de comprar a precios regulados.
El Ministerio de Energía anunció la 16 de enero de 2015su decisión: el actual sistema de tarifas de compra será sustituido por un mecanismo de venta en el mercado, con una prima variable, calculada por la diferencia entre el precio medio de la electricidad en el mercado y un precio objetivo máximo. Un dispositivo inspirado en el modelo alemán o el “ contrato por diferencia ” británico . Este cambio solo se aplicará a grandes instalaciones (excluyendo sectores emergentes como la energía eólica marina); cumple las nuevas directrices sobre ayudas estatales adoptadas en abril de 2014 por la Comisión Europea y se incluirá en la ley de transición energética. Comenzando el1 st de enero de 2.017, los productores también tendrán que renunciar al sistema de ventanas abiertas para instalaciones de cierto tamaño, que luego serán asignadas exclusivamente mediante licitación competitiva.
Comenzando el 1 st de enero de 2016, desaparecerá el sistema de tarifas de compra reguladas del que se benefician las energías renovables, para dar paso a un sistema de venta en el mercado acompañada de una prima; este nuevo sistema, impuesto por Bruselas, se aplicará a las instalaciones con una capacidad instalada superior a 500 kW , excluyendo sectores emergentes como la energía eólica marina; la energía eólica terrestre se beneficiará de un período adicional, probablemente dos años; La energía solar fotovoltaica, que depende de las licitaciones de grandes centrales eléctricas, estará interesada a partir de 2016, así como la biomasa, la geotermia y el biogás. Para vender su electricidad en el mercado, muchos productores de energía verde tendrán que recurrir a un intermediario: el agregador, porque los productores deben proporcionar pronósticos con anticipación y sufrir sanciones en caso de error; sin embargo, en renovables, es difícil establecer estimaciones confiables, especialmente para los pequeños productores; los agregadores, que compran electricidad a varios productores, ven minimizado su riesgo de error gracias a la diversificación de su cartera. Entre los agregadores, además de EDF y Engie, los jugadores alemanes utilizarán su experiencia.
En Alemania, la venta directa de energías renovables acompañada de una prima de mercado, posible desde 2012 y obligatoria desde 2014 para nuevas instalaciones de más de 500 kilovatios, tiene éxito: según los operadores de red, dos tercios de la producción de electricidad a partir de fuentes renovables debería venderse en el mercado en 2016 y alrededor de las tres cuartas partes en 2019, según la federación profesional BDEW. Los agregadores alemanes, entre los que se encuentran el electricista noruego Statkraft , líder en Alemania con 8.700 MW , y Next Kraftwerke, que cuenta con una cartera de 1.500 MW compuesta por 3.000 instalaciones, principalmente pequeñas plantas de biomasa, eólica y solar, cuentan con posicionarse sobre la francesa. mercado.
Monto de la subvenciónEn Francia, la Comisión Reguladora de Energía (CRE) elabora un inventario anual de tarifas de servicio público (costos adicionales creados por obligaciones de servicio público); En 2018, los costes adicionales derivados de la obligación de compra de energías renovables ascendieron a 4.659 millones de euros en contratos de compra y 8,8 millones de euros en retribuciones adicionales. Estos subsidios se financian con el impuesto interno al consumo final de electricidad (TICFE) y el impuesto interno al consumo de gas natural (TICGN); El TICFE sobre electricidad se establece de 2017 a 2019 en 22,5 € / MWh , es decir, 2,25 € c / kWh . La CRE observa que los cargos por servicios públicos relacionados con las energías renovables se redujeron en 2018, debido al aumento observado en los precios del mercado mayorista de la electricidad durante el segundo semestre de 2018 y la caída en la producción y el costo. Compra posterior para la industria eólica por condiciones climáticas desfavorables condiciones en el verano de 2018.
En Alemania en 2019, la contribución de EEG ( EEG-Umlage , equivalente alemán de TICFE), disminuyó un 5,7% hasta 6,405 c € / kWh frente a 6,792 c € / kWh en 2018, tras una primera disminución del 1,3% en 2017. Esta disminución se relaciona principalmente con el aumento previsto de los precios mayoristas de la electricidad y con las reformas que favorecieron las licitaciones; la contribución de EEG había aumentado de 1 c € / kWh en 2006 a 6,35 c € / kWh en 2016. Para 2020, la contribución de EEG se incrementó en 0,35 c € , ascendiendo así a 6,756 c € / kWh .
Un informe publicado a finales de 2016 por el Instituto de Economía de Mercado de Düsseldorf estima el coste de la transición energética en Alemania hasta 2025 en 520.000 millones de euros, incluidos 408.000 millones de euros en subvenciones para energías renovables (EEG-Umlage) y 55 euros. mil millones en refuerzos de red.
Los planes de estímulo anunciados en 2020 a favor de las energías renovables, las grandes empresas de energía renovable están anunciando ambiciosos objetivos: la italiana Enel anuncia un objetivo de inversión de 70.000 millones de euros para alcanzar 60 GW de capacidad de producción en 2023, luego 120 GW para 2030, frente a los 48 GW actuales. ; La española Iberdrola tiene como objetivo 60 GW en 2025, es decir, casi el doble de su capacidad actual, luego 95 GW en 2030. Total ha elevado su objetivo a 35 GW de capacidad renovable en 2025, luego a 85 GW en 2030. Engie tiene la intención de aumentar su flota de 9 GW durante tres años, luego 4 GW por año. Pierre Georges, director de S&P Global "espera cuadriplicar la capacidad solar, siete en energía eólica marina y tres veces en energía eólica terrestre para 2030" . Los ocho principales actores occidentales podrían invertir más de 250.000 millones de dólares en 2030 para cumplir sus objetivos de energía renovable.
Grupo | País | Capacidad instalada en GW (excluyendo hidroelectricidad) a finales de 2019 |
Capitalización bursátil (miles de millones de euros) al 25/11/2020 |
---|---|---|---|
China Poder de Longyan | porcelana | 20,5 | 6.2 |
Iberdrola | España | 18,9 | 71,8 |
NextEra Energy | Estados Unidos | 17 | 127,9 |
Enel | Italia | 14.3 | 86,4 |
Renovables Huaneng | porcelana | 12,1 | no calificado |
EDP Renovaveis | Portugal | 11,4 | 15,2 |
Orsted | Dinamarca | 9,8 | 61,6 |
China Resources Power (Hong Kong) |
porcelana | 9,8 | 4.4 |
EDF | Francia | 9,8 | 36,7 |
Huadian Fuxin Energy (Hong Kong) |
porcelana | 9.4 | 2.3 |
China Datang Corporation | porcelana | 9 | 1.1 |
RWE | Alemania | 8,6 | 23,3 |
Engie | Francia | 7.3 | 30,8 |
Acciona | España | 7.2 | 5.7 |
GCL New Energy (Hong Kong) |
porcelana | 7 | 0,3 |
La Agencia Internacional de Energía (AIE) pronostica, en octubre de 2019, que se instalarán 1.200 GW de capacidad adicional de energía renovable para 2024 en todo el mundo, un aumento del 50% en la base instalada, y que la energía solar representará casi el 60% de este aumento. gracias a la caída de los costes de las células fotovoltaicas, que se prevé que seguirán cayendo entre un 15% y un 35% para 2024; la energía eólica terrestre ocupa el segundo lugar; La energía eólica marina verá triplicarse su base instalada durante los próximos cinco años, particularmente en Europa, donde las licitaciones están aumentando, en Estados Unidos y China, pero solo representará el 4% de la nueva capacidad. La participación de las energías renovables en la producción de electricidad se reduciría del 25% actual al 30% en cinco años. El carbón verá su participación reducida a menos del 35%, pero continuará creciendo en valor absoluto y seguirá siendo la principal fuente de electricidad en el mundo. Sin embargo, la previsión de crecimiento de la AIE es insuficiente para cumplir los objetivos del Acuerdo de París: para ello se necesitarían 280 GW anuales de capacidad renovable, es decir, la mitad de la tasa actual. Un año después, las perspectivas de la AIE han cambiado profundamente: la crisis de Covid-19 ha sacudido los cimientos de los sectores económicos de alta emisión y varios países han anunciado objetivos de neutralidad de carbono para mediados de siglo. En sus previsiones globales, la IEA ha añadido un escenario SDS (escenario de desarrollo sostenible) y un escenario NZE2050 (Cero emisiones netas en 2050), y reconoce que "la solar se está convirtiendo en el nuevo rey de la electricidad" y que la crisis del Covid-19 "catalizó una caída estructural en la demanda de carbón" con decisiones de cerrar plantas de energía de carbón de 275 GW para 2025, o el 13% de la capacidad instalada en 2019. La IEA estima, sin embargo, que ' "En ausencia de un cambio mayor en las políticas, todavía es demasiado pronto para predecir una rápida disminución de la demanda de petróleo ” y subraya que para lograr los objetivos climáticos, se deben tomar acciones drásticas de manera rápida y adecuada, más allá del sector energético.
El informe de síntesis del IPCC publicado en 2014 compiló 1.184 escenarios de 31 modelos, en su mayoría desarrollados por el Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung y la Universidad de Stanford . Señaló, en su sección sobre “Adaptación, mitigación y desarrollo sostenible”, que en escenarios que imponen acceso restringido a una de las tecnologías bajas en carbono (abandono de la energía nuclear o captura y almacenamiento de dióxido de carbono, recurso restringido a energías renovables), “Los costos de mitigar el cambio climático pueden aumentar dramáticamente” .
Un estudio publicado en 2014 por el Instituto Fraunhofer predice que la transición energética alemana (Energiewende) será rentable a partir de 2030 o 2035 gracias al ahorro de combustibles fósiles que permitirá. La previsión se realiza dentro de un escenario sin incremento del precio de los combustibles fósiles, teniendo en cuenta las inversiones auxiliares: medios de almacenamiento ( power-to-gas , power-to-heat , baterías), estaciones de recarga para movilidad eléctrica, calor bombas, redes, etc. ; los autores insisten en que se dé prioridad a los sectores de transporte y calefacción, más que a la producción de electricidad.
El informe ETP de 2014 de la Agencia Internacional de Energía publicado en mayo de 2014 estudia el escenario "2DS" (para el " escenario de 2 grados "), destinado a limitar el aumento de temperatura promedio a 2 ° C de acuerdo con las recomendaciones del IPCC . El análisis de este escenario por parte de la AIE predice que los 44 billones de dólares de inversiones globales necesarias para una descarbonización del sistema energético se compensan con los 115.000 billones de dólares de ahorro de combustible que trae; incluso con una tasa de descuento del 10%, la ganancia neta aún sería de $ 5,000 mil millones.
Un equipo de investigación de la Universidad de Stanford ha demostrado que producir electricidad a partir de biomasa sería más rentable desde el punto de vista económico y medioambiental que utilizarla en el transporte como biocombustible. Para hacer esto, Elliott Campbell y sus colegas estimaron la cantidad de CO 2emitida por un coche eléctrico y por un coche propulsado por bioetanol , integrando la energía consumida directamente y la energía incorporada . Según su cálculo, un coche eléctrico emite la mitad de CO 2que un vehículo idéntico que funciona con etanol. Además, una hectárea de cultivo permite cubrir 52.000 km de electricidad frente a 31.000 de etanol .
Un estudio de Ademe publicado en 2018 predice que "la optimización económica de la evolución del sistema eléctrico francés conduce a una cuota de energía renovable del 85% de media en 2050, y más del 95% en 2060" . Además de las energías renovables, se consideró la oportunidad de desarrollar un sector nuclear de nueva generación (EPR). Según las hipótesis adoptadas por el estudio, la ampliación de parte de la flota nuclear actual permitiría lograr una transición eficiente a las energías renovables, mientras que el desarrollo del sector EPR no sería competitivo. Este estudio es objeto de una polémica "porque si decidimos dejar espacio para las renovables intermitentes como propone Ademe, debería ser caro para Francia en comparación con un futuro razonable donde todas las opciones bajas en carbono, nueva nuclear incluida, habrían competido en igualdad económica ” . Además, algunos observadores creen que los supuestos que sirvieron de base para el estudio de Ademe son demasiado optimistas.
En octubre de 2018, la Agencia Alemana de Energía ( Deutsche Energie-Agentur ) publicó un estudio en profundidad sobre las transformaciones necesarias para lograr en 2050 el objetivo de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero de Alemania en un 80% al 95%. Un escenario de referencia muestra que la política actual, basada fundamentalmente en el desarrollo de energías renovables, solo permitiría lograr una reducción del 62%. El estudio construye cuatro escenarios (dos con un objetivo de reducción del 80%, dos con un objetivo del 95%), que implementan esfuerzos más ambiciosos para reducir el consumo de energía (-44% a -50%) y el uso generalizado de combustibles sintéticos renovables (hidrógeno, metano, GNL, gasolina sintética y queroseno), así como la captura y secuestro de carbono para procesos industriales cuya descarbonatación no es posible de otra manera. La producción de electricidad renovable debería multiplicarse por más de cuatro, y Alemania se convertiría en un importante importador de electricidad en los años 2030-2040 (92 a 155 TWh / año ). En los escenarios de reducción de emisiones del 95%, las importaciones de combustibles sintéticos renovables alcanzarían entre 396 y 744 TWh / año , y la producción nacional solo cubriría del 18 al 26% de las necesidades.
Un estudio de la universidad finlandesa de 2019 estima que una transición energética global hacia una energía 100% renovable es factible y menos costosa de operar que el sistema energético global actual y se puede lograr para 2050. Los autores concluyen que se puede construir un sistema eléctrico neutro en carbono en todos regiones del mundo de una manera económicamente viable. En este escenario, la transformación requerirá cambios constantes pero en evolución durante los próximos 35 años. En particular, el escenario permite reducir costos, sin recurrir a la energía nuclear ni al secuestro de dióxido de carbono; sin embargo, las instalaciones nucleares existentes se utilizan hasta el final de su vida técnica. Este estudio fue objeto de una publicación científica en la revista Nature Communications .
Un estudio publicado en 2019 por investigadores de la Universidad de Stanford analiza los sistemas energéticos de 143 países que representan el 99,7% de las emisiones globales de CO 2. Para estos países, los autores plantean la hipótesis de una transición energética a energía 100% renovable (eólica, hidráulica, solar) a más tardar en 2050. El estudio estima que esta transición reduce los costos energéticos de los 143 países analizados en un 61% anual.
La 5 de julio de 2013, la AIE recomendó cuatro medidas urgentes y "sin arrepentimientos" , "que no deben amenazar el crecimiento económico" :
El desarrollo de energías renovables ha sido un objetivo del objetivo de desarrollo sostenible n o 7 de la ONU. A finales de 2019, casi todos los países se han fijado objetivos para las energías renovables; 166 países se han fijado objetivos para las energías renovables eléctricas, 46 para el transporte y 49 para la calefacción y refrigeración.
En 2018, después de dos décadas de crecimiento, la tasa de crecimiento de nuevas capacidades solares, eólicas e hidroeléctricas se estabilizó en 177 GW . Según la Agencia Internacional de Energía (AIE), "esta desaceleración inesperada en las tendencias de crecimiento genera preocupaciones sobre la capacidad de cumplir con los objetivos climáticos a largo plazo" . Esta ralentización está ligada principalmente a China, cuya puesta en servicio pasó de 80 a 75 GW , habiendo anunciado el gobierno en junio de 2018, sin previo aviso, que dejaría de conceder autorización para la puesta en marcha de instalaciones solares hasta fin de año. Fin de año y menor compra precios de nuevas instalaciones; a pesar de esto, el país concentra cerca del 45% de la capacidad instalada mundial en el año.
En 2018, según la Agencia Internacional de Energía , la participación de las energías renovables en el consumo mundial de energía primaria fue del 13,8%, de las cuales el 9,3% procede de biomasa y residuos, el 2,5% de energía hidroeléctrica y el 2,0% de otras energías renovables (eólica, solar, etc. ). En comparación, en 1973, la participación de las energías renovables era del 12,4%, incluido el 10,5% para la biomasa y los residuos, el 1,8% para la hidroelectricidad y el 0,1% para otras energías renovables.
La participación de la biomasa en el consumo total de energía final fue de alrededor del 12% en 2018, del cual el 6,9% corresponde a usos tradicionales de biomasa y el 5,1% a bioenergía moderna. Proporciona el 33% de la calefacción de los edificios, incluido el 28% de la biomasa tradicional (principalmente madera) y el 5% de la biomasa moderna; 9,7% de la producción de calor en la industria, 3,1% en el transporte y 2,1% de la producción de electricidad.
En 2018, la participación de las energías renovables en el consumo global de energía final se estimó en el 17,9% (en comparación con el 79,9% para los combustibles fósiles y el 2,2% para la energía nuclear), de los cuales el 6,9% para la biomasa tradicional y el 11,0% para las energías renovables "modernas": 4,3% del calor producido por energías renovables térmicas (biomasa, geotermia, solar), 3,6% de la hidroelectricidad, 2,1% de otras energías renovables (eólica, solar, geotérmica, biomasa, biogás) y 1,0% de biocombustibles. Las mayores tasas de crecimiento medio anual durante cinco años (2013-2018) fueron las de las energías renovables "modernas": + 4% anual, es decir, tres veces las del consumo total: + 1,4% anual. pero el crecimiento del 1,3% anual de los combustibles fósiles representó más de dos tercios del aumento del volumen de consumo. La participación de las energías renovables en el consumo de energía final alcanza el 26,4% en electricidad, el 10,1% en usos térmicos y el 3,3% en transporte.
La diferencia entre las estadísticas AIE y REN21 proviene de los convenios adoptados para los balances energéticos de la IEA, que reducen la participación de las energías eléctricas renovables en la energía primaria (ver balances energéticos ).
Energia termal renovableRango | Solar térmica | Energía geotérmica (producción) | Biodiesel (producción) | Bioetanol (producción) |
---|---|---|---|---|
1. | porcelana | porcelana | Indonesia | Estados Unidos |
2. | Estados Unidos | pavo | Estados Unidos | Brasil |
3. | pavo | Islandia | Brasil | porcelana |
4. | Alemania | Japón | Alemania | India |
5. | Brasil | Nueva Zelanda | Francia | Canadá |
La energía primaria renovable más utilizada es la biomasa: alrededor de 45,2 EJ ( exajulios ) en 2019, o alrededor del 12% del consumo de energía final, de los cuales el 6,9% es biomasa tradicional y el 5,1% de biomasa moderna. El uso tradicional de biomasa en 2018 se estima en 26 EJ (madera, carbón vegetal, excrementos, residuos agrícolas), frente a 27,2 EJ en 2010; esta disminución es el resultado de los esfuerzos para reducir la contaminación del aire producida por la combustión de biomasa; Los patrones modernos de uso de biomasa produjeron directamente alrededor de 13,2 EJ de calor en 2018, un 9,5% más que en 2010, más 0,7 EJ indirectamente a través de redes de calefacción urbana, de los cuales 8, 9 EJ en la industria y la agricultura y 4,3 EJ en los sectores residencial y comercial.
La biomasa proporciona a la industria 8,9 EJ , o el 9,7% de su consumo total de calor, particularmente de biomasa sólida; ha aumentado un 1,8% anual durante cinco años; el uso de residuos de biomasa para la producción de calor está muy extendido en la industria agroalimentaria, la industria de la madera y el papel; El 40% de la energía consumida en la industria del papel proviene de la biomasa; alrededor del 6% del sector del cemento se abastece de biomasa y residuos, especialmente en Europa, donde esta cuota alcanza el 25%; estos usos industriales se concentran en países con las mayores industrias agroalimentarias: Brasil está a la cabeza con 1,6 EJ en 2018, principalmente por su uso de bagazo para producir calor en la industria azucarera; India (1,4 EJ ) es también un gran productor de azúcar y Estados Unidos (1,3 EJ ) tiene una gran industria papelera.
El uso de madera para calefacción residencial está muy desarrollado en Europa y América del Norte; el mercado de pellets de madera creció un 5% en 2018 a 15,8 Mt , incluyendo 4,3 Mt en Italia, 2,4 Mt en Dinamarca, 2,2 Mt en Alemania, 1,6 Mt en Suecia, 1, 6 Mt en Francia y 2,7 Mt en América del Norte; el uso de biomasa (principalmente madera) en las salas de calderas de la red de calefacción (0,7 EJ ) aumentó un 5,7% anual durante 2013-2018, especialmente en el norte de Europa; en Lituania, el 61% de la energía de calefacción urbana provino de los residuos de la tala; en los Estados Unidos, en 2014, 2,5 millones de hogares utilizaron madera como combustible principal, para calefacción, y 9 millones como combustible secundario; en China, un programa lanzado en 2008 fomenta el uso de pellets de residuos agrícolas para calefacción y para reducir el uso de carbón en la calefacción urbana; más de 6 Mt de pellets, con un contenido energético de 96 PJ , se produjeron y vendieron en 2015 en China.
BiogásA pesar del aumento en el uso de biogás para calefacción, particularmente a través de la producción de biometano y su inyección en redes de gas, el biogás solo proporcionó el 4% de la bioenergía consumida para calentar edificios en Europa en 2018. El biometano también se utiliza como combustible para el transporte en Europa y Estados Unidos, donde el uso de combustible de biometano aumentó un 20% en 2019 a alrededor de 30 PJ . En Europa, este uso aumentó un 20% en 2018 a 8,2 PJ ; Suecia sigue liderando con alrededor del 60% del total, seguida de Alemania, Noruega y Reino Unido, donde el consumo se cuadruplicó en 2018 hasta 0,6 PJ gracias a la constitución de una red pública de gasolineras. Se están desarrollando redes similares en Finlandia y Suecia. El uso de biometano para el transporte público también está creciendo: se han encargado 409 autobuses de biogás en Ile-de-France, 189 en Trondheim en Noruega y 77 en Bristol (Reino Unido). La producción de electricidad a partir de biogás se expande a nuevos países en 2019, con logros en Ghana, Maharashtra (India), México, Brasil, Omán y Dubai. En Europa, se construyeron 70 nuevas plantas de producción de biometano en 2018, lo que eleva el número total a 660 plantas que producen 90 PJ (2,3 mil millones de metros cúbicos) por año; Estados Unidos inauguró varias grandes instalaciones; India ha lanzado un programa para construir 5,000 pequeñas plantas de biogás para 2023, produciendo 750 PJ por año utilizando desechos agrícolas y municipales. Asia está asumiendo un papel de liderazgo en el desarrollo de pequeños digestores que producen biogás para cocinar y calentar: por ejemplo, India tiene 4,9 millones de digestores familiares o de aldea; también está desarrollando producción a escala industrial con 300 MW a finales de 2017.
BiocombustiblesLos biocombustibles representaron el 3,1% del consumo de combustibles de transporte mundial en 2018; La producción mundial de biocombustibles líquidos aumentó un 5% en 2019 a 161 Gl ( gigalitros = mil millones de litros), o alrededor de 4 EJ . Estados Unidos sigue siendo el principal productor con una cuota de mercado del 41%, a pesar del descenso de su producción de etanol y biodiésel, seguido de Brasil (26%), Indonesia (4,5%), China (2,9%) y Alemania (2,8%). ). La producción mundial en 2019 se dividió entre 59% de etanol , 35% de biodiésel EMHV y 6% de biodiésel EEHV y aceites vegetales hidrogenados. La producción mundial de etanol creció un 2% en 2019 a 114 Gl , de los cuales el 50% en los Estados Unidos (2% menos, del maíz) y el 33% en Brasil (un 7% más, de la caña de azúcar), seguido de China, India y Canadá y Tailandia. La producción mundial de biodiésel creció un 13% en 2019 a 47,4 Gl , incluido el 17% en Indonesia, el 14% en los Estados Unidos, el 12% en Brasil, el 8% en Alemania, el 6,3% en Francia y el 5,3% en Argentina.
Solar térmicaLa potencia térmica de los colectores solares de calor instalados en 2019 se estima en 31,3 GWth , lo que eleva el total instalado a 479 GWth ; este total es por primera vez una reducción del 1% en comparación con los 482 GWth en 2018; La capacidad instalada se duplicó con creces de 209 GWth en 2009 a 409 GWth en 2014, antes de desacelerar gradualmente su crecimiento. Su potencia calorífica alcanza los 389 TWh (1.402 PJ ). China sigue siendo el principal mercado termosolar con el 69% de la capacidad instalada, seguido muy por detrás de Estados Unidos, Turquía, Alemania y Brasil; excluyendo China, la capacidad aumentó un 3% a 148 GWth .
Las instalaciones en 2019 bajaron un 7% debido a la caída del 8% observada en China; Se observaron marcadas aceleraciones en Dinamarca (+ 170%), Chipre (+ 24%) y Sudáfrica (+ 20%), pero caídas notables afectaron a Alemania (−11%), Polonia (−15%) e Italia (−15%). ). La tendencia hacia el desarrollo de sistemas colectivos se confirma en China: su participación en nuevas instalaciones aumentó del 61% en 2015 al 74% en 2019.
La Unión Europea sigue siendo el segundo mercado después de Asia, con 1,5 GWth instalados en 2019 (−1,8%), incluidos 358 MWth en Alemania y 253 MWth en Grecia. Más de 10 millones de sistemas solares térmicos están en funcionamiento a finales de 2019.
La calefacción urbana solar se aceleró en 2019 con 417 instalaciones, particularmente en China, Alemania y Dinamarca.
GeotermiaEl uso directo de calor geotérmico (baños termales, calefacción de piscinas, calefacción de espacios, procesos agrícolas e industriales), a veces en cogeneración, se estima en 117 TWh (421 PJ ) en 2019. La capacidad instalada se estima en 30 GWth , 2.2 GWth en 2019 (+ 8%). El principal uso es el de baños y piscinas (44%), hasta un 9% anual; luego viene la calefacción de espacios (39%), un 13% más por año, luego la calefacción de invernadero (8,5%), las aplicaciones industriales (3,9%), la acuicultura (3,2%), el secado en agricultura (0,8%) y el deshielo (0,6%). Los principales países que practican estos usos son China (47%), que ha experimentado un incremento de más del 20% anual durante los últimos cinco años, seguido de Turquía, Islandia y Japón.
Bombas de calorCasi 18 millones de hogares compraron bombas de calor en 2018, un 30% más que en 2017, incluido alrededor del 80% en China, Japón y Estados Unidos. Sin embargo, la contribución de las bombas de calor a la calefacción de espacios sigue siendo solo del 3% en 2018.
En 2019, las ventas de bombas de calor para agua caliente sanitaria alcanzaron 1,5 millones de unidades en China, 0,5 millones en Japón y 0,2 millones en Europa. El mercado de bombas de calor para calefacción aire-aire también está dominado por China, con ventas de decenas de millones en 2019; en Estados Unidos, las ventas superaron los 3,1 millones; en Europa, 2019 fue el sexto año consecutivo en experimentar un crecimiento superior al 10% y las bombas de calor representaron casi el 10% de la demanda de calefacción de espacios; Las bombas de calor aire-aire representaron más del 90% de los 1,5 millones de bombas de calor vendidas en Europa para los mercados residencial y comercial. Se están desarrollando grandes bombas de calor en aplicaciones de redes de calefacción y refrigeración de distrito .
A finales de 2016, la capacidad total instalada de bombas de calor en Europa alcanzó los 73,6 GWth , produciendo alrededor de 148 TWh de calor, de los cuales 94,7 TWh ( es decir, 64%) extraídos del aire ambiente o del suelo y el resto de la energía motriz. (electricidad en general).
Electricidad renovableProducción de electricidad a partir de fuentes renovables
"Otros" = biomasa, residuos, energía geotérmica, mareas.
Fuente: Agencia Internacional de Energía .
Según la Agencia Internacional de Energía , las nuevas instalaciones de capacidad de producción de electricidad renovable en el mundo se ralentizarán en 2020 en comparación con 2019: −18% para solar y −12% para eólica, debido a las medidas tomadas en respuesta a la pandemia Covid-19 . Las capacidades de producción de electricidad renovable puestas en servicio en todo el mundo en 2020 serían de 167 GW , o un 13% menos que en 2019, lo que limita el crecimiento de la capacidad de producción de electricidad verde al 6%.
En 2019 se instalaron más de 200 GW de energía eléctrica renovable, lo que elevó la capacidad instalada de producción de electricidad renovable a 2.588 GW . La tasa de crecimiento de esta potencia supera el 8% en los últimos cinco años. Esta energía adicional se descompone en 57% de energía solar fotovoltaica, 30% de energía eólica, 8% de energía hidroeléctrica y 5% de biomasa, energía geotérmica y energía solar termodinámica. China se mantiene en gran parte en la cima del ranking de potencia acumulada con 789 GW , seguida de Estados Unidos (282 GW ), Brasil (144 GW ), India (137 GW ) y Alemania (124 GW ).
La participación de las energías renovables en la producción de electricidad a finales de 2019 se estimó en 27,3%: 15,9% hidroeléctrica, 5,9% eólica, 2,8% fotovoltaica, 2,2% biomasa y 0,4% de miscelánea (geotermia, termodinámica solar, energías marinas).
En 2018, la participación de las energías renovables en la producción de electricidad alcanzó el 25,6%, de las cuales el 15,8% la energía hidroeléctrica y el 9,8% otras renovables y residuos; en 1973, la participación de las energías renovables era del 21,5%, incluido el 20,9% de la hidroelectricidad y el 0,6% de otras energías renovables.
Energía | 1990 | % | 2000 | % | 2010 | % | 2015 | 2018 | % 2018 | var. 2018/1990 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Hidráulico | 2 192 | 18,4% | 2.696 | 17,4% | 3,535 | 16,4% | 3 982 | 4.325 | 16,2% | + 97% |
Biomasa | 105 | 0,9% | 114 | 0,7% | 278 | 1,3% | 416 | 518 | 1,9% | + 392% |
Residuos | 8 | 0,1% | 17 | 0,1% | 33 | 0,2% | 38 | 39 | 0,1% | + 365% |
Geotermia | 36 | 0,3% | 52 | 0,3% | 68 | 0,3% | 81 | 89 | 0,3% | + 144% |
Energía solar fotovoltaica * | 0,09 | 0,001% | 0,8 | 0,005% | 32 | 0,15% | 250 | 554 | 2,1% | × 6.092 |
Solar térmica * | 0,7 | 0,006% | 0,5 | 0,003% | 1,6 | 0,008% | 10 | 11 | 0,04% | +1 608% |
Energía eólica | 4 | 0,03% | 31 | 0,2% | 342 | 1,6% | 834 | 1,273 | 4,8% | × 328 |
Mareas | 0,5 | 0,005% | 0,5 | 0,004% | 0,5 | 0,002% | 1.0 | 1.0 | 0,004% | + 88% |
Total EnR | 2 347 | 19,7% | 2 912 | 18,8% | 4.291 | 19,9% | 5 610 | 6.811 | 25,5% | + 190% |
Fuente de datos: Agencia Internacional de Energía . *% = participación en la producción de electricidad; Solar PV = Solar fotovoltaico; Solar térmica = Termodinámica solar. NB: la IEA incluye en la producción hidroeléctrica la de las plantas de almacenamiento por bombeo, que no es renovable. |
En 2018, más de dos tercios de la capacidad eléctrica recién instalada en el mundo era renovable, pero después de dos décadas de crecimiento, el ritmo de la nueva capacidad solar, eólica e hidroeléctrica se ha estabilizado en 177 GW . Según la Agencia Internacional de Energía (AIE), "esta desaceleración inesperada en las tendencias de crecimiento genera preocupaciones sobre la capacidad de cumplir con los objetivos climáticos a largo plazo" . Esta ralentización está ligada principalmente a China, cuya puesta en servicio pasó de 80 a 75 GW , habiendo anunciado el gobierno en junio de 2018, sin previo aviso, que dejaría de conceder autorización para la puesta en servicio de instalaciones solares hasta el final del período. Fin de año y menor compra precios de nuevas instalaciones; a pesar de esto, el país concentra cerca del 45% de la capacidad instalada mundial en el año. Si bien las energías renovables representan el 63% del crecimiento de las nuevas instalaciones, su participación en la producción de electricidad es solo del 25% debido a sus tiempos de operación más cortos que las centrales térmicas.
Rango | Hidroeléctrica (producción) |
Energía geotérmica (capacidad) |
Viento (capacidad) |
Biomasa (capacidad) |
Solar fotovoltaica (capacidad) |
Solar termodinámico (capacidad) |
---|---|---|---|---|---|---|
1. | porcelana | Estados Unidos | porcelana | porcelana | porcelana | España |
2. | Brasil | Indonesia | Estados Unidos | Estados Unidos | Estados Unidos | Estados Unidos |
3. | Canadá | Filipinas | Alemania | Brasil | Japón | Marruecos |
4. | Estados Unidos | pavo | India | India | Alemania | Africa del Sur |
5. | Rusia | Nueva Zelanda | España | Alemania | India | porcelana |
Energía | finales de 2003 | finales de 2012 | finales de 2013 | finales de 2014 | finales de 2015 | finales de 2016 | finales de 2017 | finales de 2018 | finales de 2019 |
Hidroelectricidad | 715 | 960 | 1000 | 1.036 | 1.071 | 1.095 | 1,114 | 1,135 | 1150 |
Energía eólica | 48 | 283 | 318 | 370 | 433 | 487 | 539 | 591 | 651 |
Fotovoltaica solar | 2.6 | 100 | 139 | 177 | 228 | 303 | 402 | 512 | 627 |
Termodinámica solar | 0.4 | 2.5 | 3.4 | 4.3 | 4,7 | 4.8 | 4.9 | 5,6 | 6.2 |
Biomasa | <36 | 83 | 88 | 101 | 106 | 114 | 122 | 131 | 139 |
Geotermia | 8,9 | 11,5 | 12 | 12,9 | 13 | 12,1 | 12,8 | 13,2 | 13,9 |
Total EnR | 800 | 1440 | 1,560 | 1,701 | 1.856 | 2.017 | 2 195 | 2 387 | 2.588 |
La producción hidroeléctrica mundial se estima en 4.306 TWh en 2019, un aumento del 2,3%, lo que representa el 15,9% de la producción mundial de electricidad; Se pusieron en servicio 15,6 GW en 2019, lo que eleva la capacidad instalada global a alrededor de 1.150 GW (+ 1,4%); esta progresión se ha ido desacelerando durante varios años; estos totales excluyen los 150 GW de las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo , consideradas no renovables. La capacidad hidroeléctrica instalada global se divide en 2019 entre China (28%), Brasil (9%), Canadá (7%), Estados Unidos (7%), Rusia (4%), India (4%), Noruega (3 %), Turquía (3%) y 35% para el resto del mundo. Por primera vez desde 2004, China perdió el primer lugar en el ranking de nuevas instalaciones, superada por Brasil que puso en servicio 4,95 GW , casi un tercio del total mundial, incluidas las últimas seis turbinas de 611 MW de la central de Belo Monte ; Se pusieron en servicio 3,87 GW en China, lo que elevó su capacidad instalada a 326,1 GW y su producción a 1.302 TWh ; los otros países que han inaugurado grandes centrales eléctricas son Laos (+1,9 GW ), Bután (+0,7 GW ), Tayikistán (+0,6 GW ) y Rusia (+0,5 GW ).
Energías marinasSi bien el potencial de las energías marinas es enorme, las técnicas para explotarlo aún se encuentran en las etapas preliminares de su desarrollo. Las instalaciones de 2019, es decir, alrededor de 3 MW , elevan la capacidad instalada total a 535 MW , de los cuales más del 90% está representado por dos centrales mareomotrices : Sihwa en Corea del Sur (254 MW ) y La Rance en Francia (240 MW ). La energía de las corrientes de marea produjo más de 45 GWh en 2019, incluidos 15 GWh en Europa, un aumento del 50%. La energía de las olas se encuentra todavía en la etapa conceptual, al igual que la conversión de la energía térmica del océano y el gradiente de salinidad.
BiomasaLa potencia de las centrales eléctricas de biomasa aumentó en 8 GW en 2019 hasta alcanzar los 139 GW (+ 6%), produciendo 591 TWh (+ 9%), incluida la producción de electricidad de las plantas de cogeneración . Asia produjo 225 TWh (+ 17%), de los cuales casi la mitad en China, Europa 200 TWh (+ 5%) y América del Norte 76 TWh (-2%). La capacidad instalada de China aumentó un 26% a 22,5 GW en 2019 y su producción un 23% a 111 TWh ; este crecimiento se concentra en plantas de cogeneración que utilizan biomasa sólida y residuos urbanos. En Japón, la capacidad instalada aumentó un 8% a 4,3 GW y la producción un 18% a 24 TWh . En la Unión Europea, la capacidad instalada aumentó un 4% a 44 GW y la producción un 5% a 200 TWh . La capacidad instalada de biomasa de EE. UU. Se mantuvo en 16 GW y la producción cayó un 6% a 64 TWh . En Brasil, la capacidad instalada aumentó un 2% a 15 GW y la producción un 2% a 55 TWh .
GeotermiaLa capacidad instalada de las plantas de energía geotérmica aumentó en alrededor de 0,7 GW en 2019, de los cuales el 32% en Turquía (+232 MW después de +219 MW en 2018), el 25% en Indonesia (+182 MW después de +140 MW en 2018) y 22 % en Kenia (+160 MW ), lo que eleva la flota mundial a 13,9 GW , incluidos 2,5 GW en Estados Unidos (+14,8 MW en 2019), 2,1 GW en Indonesia, 1,9 GW en Filipinas, 1,5 GW en Turquía.
Fotovoltaica solarLa capacidad del parque solar fotovoltaico aumentó un 12% en 2017: se agregaron alrededor de 115 GWp al parque (103 GWp en 2018), a pesar de un descenso significativo en China, lo que lo llevó a 627 GWp frente a menos de 23 GWp diez años antes; China representó el 26% de este aumento: + 30,1 GWp (32% menos, tras una caída del 15% en 2018), lo que eleva su capacidad instalada a 204,7 GWp y su producción a 224 TWh (+ 26%), o el 3% de la producción eléctrica del país. En segundo lugar se encuentran Estados Unidos: +13,3 GWp (+ 23%), flota: 76 GWp, producción: 104 TWh . En tercer lugar, India: +9,9 GWp, flota: 42,8 GWp, producción: + 27%. En cuarto lugar, Japón: +7 GWp (disminuyendo continuamente desde el pico de 2015), flota: 63 GWp. A finales de 2019, la cuota de energía fotovoltaica supera el 3% en 22 países y el 5% en 12 países; alcanzó, para el conjunto de 2019, 10,7% en Honduras, 8,6% en Italia, 8,3% en Grecia, 8,2% en Alemania, 8,1% en Chile, 7, 8% en Australia, 7,4% en Japón.
Termodinámica solarLa solar termodinámica creció en 600 MW (frente a 700 MW en 2018) a 6.2 GW (11% frente a un aumento promedio del 24% en 10 años); los proyectos en construcción alcanzan los 1,1 GW , de los cuales más del 60% en los Emiratos Árabes Unidos. Cinco países han puesto en marcha nuevas plantas: Israel (242 MW , incluida la torre solar Megalim de 121 MW y la planta de espejos parabólicos Negev de 121 MW ), China (200 MW : cuatro plantas de 50 MW : la planta de espejos Dacheng Dunhuang Fresnel y Qinghai Gonghe, CPECC Hami y torres solares Luneng Haixi), Sudáfrica (100 MW : planta de espejos parabólicos Kathu), Kuwait (50 MW : cilindros parabólicos de la planta de espejos de Shagaya, la primera del país) y Francia (9 MW : planta eLLO con espejos de Fresnel, la primero en Francia). La capacidad de almacenamiento de energía térmica de las centrales en funcionamiento alcanza los 21 GWh , en forma de sales fundidas. España (2,3 GW ) y Estados Unidos (1,7 GW ) representan casi el 70% de la flota y el mercado continúa desplazándose hacia los países emergentes y con altos niveles de insolación, en particular la región de Oriente Medio y Norte de África, que 15 centrales eléctricas con un total de 1,8 GW en funcionamiento a finales de 2019, o casi el 30% del total mundial; otros proyectos están en construcción en China, India y Chile.
Energía eólicaLa potencia eólica instalada aumentó en alrededor de 60 GW en 2019, alcanzando los 651 GW (+ 10%), de los cuales 30 GW en alta mar; este es el aumento más significativo después del de 2015 (63,8 GW ), después de tres años de descenso; es un 19% mayor que en 2018. Esta aceleración se debe principalmente al renovado crecimiento en China, Estados Unidos y Europa, excepto en Alemania. En 2018 se pusieron en marcha nuevos parques eólicos en al menos 55 países, frente a 47 en 2018. A finales de 2019, 102 países tienen parques eólicos, de los cuales 35 superan 1 GW en funcionamiento.
Asia sigue siendo para el 11 º año consecutivo, el mercado más grande, con un 50% de encargado, seguido de Europa (24%), América del Norte (16%) y América Latina (6%). China sigue a la cabeza, con 26,8 GW instalados , seguida de Estados Unidos: +9,1 GW , Reino Unido: 2,4 GW , India: +2,4 GW , España: +2,3 GW , Alemania: +2,1 GW .
La energía eólica ha cubierto alrededor del 47% de la demanda de electricidad en Dinamarca y representa casi el 57% de su producción de electricidad. Su participación en la producción de electricidad alcanzó el 32% en Irlanda, el 29,5% en Uruguay, el 26,4% en Portugal, el 21,8% en Alemania, el 20,9% en España. A finales de 2019, la energía eólica instalada era suficiente para abastecer el 5,9% de la producción eléctrica.
China ha encargado 26,8 GW (+ 22%), incluidos 24,3 GW en tierra y 2,5 GW en el mar, lo que eleva su flota a 136,3 GW ; el mercado indio creció un 8,5%, llevando su flota a 37,5 GW ; la Unión Europea instaló 14,7 GW en total, es decir, un 34% más que en 2018, elevando su flota a 196,8 GW , de los cuales 192,2 GW en la Unión Europea a 28 (EU28), de los cuales 22, 1 GW en el mar; 19 países de la UE28 han instalado nuevos parques, frente a 16 en 2018. Cinco países representan las tres cuartas partes del mercado: Reino Unido, España, Alemania, Suecia y Francia. Pero la puesta en servicio ha disminuido en Alemania (desde 2017, cuando se introdujo el sistema de licitación, han caído un 84% para la energía eólica terrestre) y en Francia. La generación de energía eólica en Alemania, sin embargo, creció un 12% en tierra y un 27% en el mar, alcanzando los 126 TWh , o el 21,8% de la producción eléctrica del país. En la Unión Europea en su conjunto, la energía eólica terrestre proporciona alrededor del 12,2% de la producción de electricidad y la energía eólica marina el 2,3%.
La eólica marina ha experimentado un fuerte crecimiento: 6,1 GW de instalaciones, un 35,5% más que en 2018, incluyendo más de 3,6 GW en Europa (59%), en particular 1,8 GW en Reino Unido y 1,1 GW en Alemania, y 2,4 GW en China, lo que eleva la flota mundial a más de 29 GW , de los cuales 22,1 GW en Europa y 6,8 GW en China. A finales de 2019, 18 países (12 en Europa, 5 en Asia y 1 en América del Norte) tenían energía eólica marina en funcionamiento; Reino Unido se mantiene a la cabeza con 9,9 GW , seguido de Alemania (7,5 GW ), China (6,8 GW ), Dinamarca (1,7 GW ) y Bélgica (1,6 GW) ).
En 2018, las energías renovables representaron el 18% del consumo energético final de la Unión Europea. En 2019, las energías renovables proporcionaron el 35% de la electricidad de la UE. Doce países europeos ya han alcanzado sus objetivos de desarrollo de energías renovables para 2020, mientras que los dos más retrasados son los Países Bajos y Francia.
El desarrollo de las energías renovables es uno de los elementos importantes de la política energética de la Unión Europea. El Libro Blanco de 1997 fijó el objetivo del 12% de energía renovable comercializada para la Unión en 2010. Posteriormente, se emitieron directivas para especificar este objetivo:
En 2018, la Comisión, el Consejo y el Parlamento (directiva 2018/2001) establecieron el objetivo del 32% de energías renovables en el consumo final bruto de la UE para 2030, así como un objetivo del 14% de energías renovables en el transporte por 2030; los biocombustibles de primera generación se congelarán a su nivel de producción de 2020, y los basados en aceite de palma deberán desaparecer para el 2030, y para comenzar sus importaciones se congelarán al nivel alcanzado en 2019; la proporción de biocombustibles avanzados y biogás debería ser al menos del 1% para 2025 y al menos del 3,5% para 2030.
El Austria , la Grecia y Alemania son líderes en el campo de la producción de calor solar. La España experimentó un auge gracias a la ampliación a todo el territorio de la Ordenanza Solar de Barcelona (obligación de instalar un calentador solar de agua en todas las nuevas construcciones de vivienda colectiva o durante las renovaciones). Los éxitos de estos países se basan en parte en sus ventajas geográficas, aunque Alemania no tiene recursos excepcionales en sol o viento (mucho peor para el viento por ejemplo que Inglaterra ).
Las ayudas estimulan el desarrollo de energías renovables:
En 2014 una sentencia del Tribunal de Justicia de la Unión Europea confirmó el derecho de los Estados a reservar sus ayudas nacionales a las energías renovables para instalaciones ubicadas en su territorio. Sin embargo, las energías renovables se aprovecharían mejor si se explotaran en regiones donde las condiciones meteorológicas son las más favorables; Alemania tiene cinco veces la superficie de paneles solares que España o Grecia, y la energía eólica instalada en España es el doble que la del Reino Unido, que es incluso mejor con viento. Pero cada país quiere su ayuda para crear puestos de trabajo en su territorio, sin tener en cuenta el altísimo coste de estas creaciones de empleo.
AlemaniaEn 2018, las energías renovables representaron el 16,7% de la energía final en Alemania. Las energías renovables produjeron el 40% de la electricidad en Alemania en 2019; esto representa el 43% de la demanda alemana, pero el crecimiento de las instalaciones de aerogeneradores terrestres se ha ralentizado considerablemente.
AustriaEl 32,6% de la energía producida a partir de fuentes renovables entra en el consumo final bruto de Austria en 2017.
DinamarcaLa Dinamarca fue un pionero de la energía eólica y es el país que produce la mayor cantidad de electricidad a partir del viento per cápita. En 2019, la participación de las energías renovables en su mix eléctrico alcanzó el 75% (47% eólica, 3% solar, 25% biomasa). Dinamarca es el primer país de Europa en producir la mitad de su electricidad a partir de fuentes de energía intermitentes, utilizando, entre otras cosas, cables de interconexión submarina que conectan el país con instalaciones de almacenamiento hidroeléctrico ubicadas en Noruega y Suecia, lo que permite compensar la producción intermitente. Las cifras publicadas por la Agencia Internacional de Energía (AIE) revelan que en 2010 el carbón, el gas y el petróleo todavía producían el 66,1% de la electricidad de Dinamarca. Sin embargo, en 2018, estos combustibles fósiles solo jugaron un papel a una tasa del 28,4% en el mix eléctrico. Una caída de casi el 40% debido principalmente al auge de las energías renovables ya que los daneses siempre han abandonado la energía nuclear. En 2017, la proporción de energía producida a partir de fuentes renovables alcanzó el 35,8% en el consumo final bruto de Dinamarca.
EscociaA la vanguardia en los campos de las energías eólica marina y marina, y gracias a las favorables características demográficas y geográficas (vientos regulares, fachadas marítimas), y a la voluntad política de desarrollar energías renovables, Escocia produce el 80% de su electricidad a partir de estos dos recursos. , y la empresa privada Scottish Power ha anunciado la creación de un parque de 215 aerogeneradores capaz de producir 539 MW y abastecer de electricidad a 300.000 hogares, o toda la ciudad de Glasgow; Por lo tanto, Escocia desea lograr una producción 100% renovable en 2020.
EspañaEn 2019, la participación de las energías renovables en el mix eléctrico español alcanzó el 36,8%. La España se encuentra en 2017 6 º en el mundo para la producción de energía eólica, el 9 º en el mundo para la producción de electricidad solar fotovoltaica y 1 st en el mundo para la producción de electricidad solar térmica.
FinlandiaEn Finlandia, el 41% de la energía producida a partir de fuentes renovables ingresó al consumo final bruto en 2017.
FranciaEn 2017, la participación de las energías renovables en el mix energético de Francia fue del 10,7%.
Según los objetivos de Grenelle de l'Environnement , las energías renovables deberían producir el 23% del consumo de energía final de Francia en 2020. La energía eólica debería producir el 10% de la electricidad en Francia en 2020. Las inversiones de programación plurianual en la producción de calor han establecido objetivos para la geotermia energía: un aumento de seis veces en la producción de calor a partir de la energía geotérmica entre 2006 y 2020.
Este desarrollo se financia mediante la contribución al servicio público de electricidad . En Francia, la energía fotovoltaica es producida por muchos operadores (particulares, propietarios de edificios industriales o agrícolas, etc. ) que venden la electricidad producida por su instalación a proveedores de electricidad que están sujetos a una obligación de compra, en condiciones tarifarias reguladas por la ley. Las tarifas de compra son fijadas por el Ministro a cargo de la energía después de consultar con la Comisión Reguladora de Energía , a fin de estimular la inversión de estos operadores al tiempo que se limitan los “efectos inesperados”; el costo adicional resultante de estas tarifas de compra se carga a los consumidores de electricidad a través de la contribución al servicio público de electricidad .
En abril de 2014, CRE publicó un informe sobre los costos y rentabilidad de las energías renovables; este informe recomienda para la energía eólica:
En fotovoltaica, recomienda la generalización de las licitaciones a todos los sectores maduros y el mantenimiento de precios de compra dinámicos (revisados trimestralmente en función de la potencia acumulada de solicitudes de conexión registradas durante el trimestre anterior).
Para el sector de la biomasa, destacó la gran diversidad de instalaciones y una alta tasa de abandono (60%) de los proyectos ganadores de las licitaciones, en particular por la pérdida de una salida de calor; sin embargo, mantiene su preferencia por las licitaciones y recomienda que se tenga en cuenta la dimensión regional de los proyectos; Una tarifa de compra regionalizada, que comprenda cláusulas vinculantes en particular en términos de control de los planes de suministro de la instalación, también podría constituir una solución adecuada, pero la construcción de las tarifas sería muy compleja.
La 22 de octubre de 2015, ADEME publicó un estudio que presenta 14 escenarios para 2050 con cuotas de energía renovable (ER) que van del 40% al 100%:
Para llegar a estos resultados, los autores del estudio asumieron que el coste de la energía nuclear bajaría hasta los 80 € / MWh frente a los 42 € / MWh de 2015 y que el de las energías renovables bajaría drásticamente: 60 € / MWh para las terrestres. solar, 107 € / MWh para aerogeneradores marinos flotantes. Se asume que el consumo de electricidad bajará de 465 TWh en 2014 a 422 TWh en 2050. La gestión de la intermitencia de las energías renovables se resolvería por varios medios: la inteligencia de los sistemas (por ejemplo: recarga de dispositivos eléctricos cuando brilla el sol), intradía el almacenamiento mediante baterías o medios hidráulicos ( estaciones de transferencia de energía por bombeo ) y el almacenamiento interestacional utilizando energía a gas (transformación de la electricidad en gas).
En 2013, las energías renovables produjeron el 8,8% de la energía primaria consumida en Francia (madera 3,9%, energía hidroeléctrica 1,9%, agrocombustibles 1%, energía eólica 0,5%, residuos urbanos renovables 0,4%, varios 1%) y 18,6% de la electricidad producida. en Francia (hidroelectricidad: 13,8%; eólica: 2,9%; solar: 0,8%; otras energías renovables: 1,1%). En el consumo de energía final en 2012, las energías renovables térmicas representaron el 9% y la electricidad el 23,9%, de las cuales el 18,6% renovables; la participación de las energías renovables en el consumo final alcanza, por tanto, el 13,4%. Según la Comisión Reguladora de Energía , los costes adicionales estimados para 2013 por energías renovables ascienden a 3.018,8 millones de euros, de los que 2.106,8 millones de euros para fotovoltaica, es decir, el 70%; en 2014 ascenderán a 3.722,5 millones de euros , de los que 2.393 millones son fotovoltaicos, un 62%.
IslandiaIslandia tiene electricidad 100% renovable: el 30% proviene de la energía geotérmica y el 70% de las represas hidroeléctricas en 2018. En términos de consumo final de todas las energías, la proporción de electricidad representa el 51,8%, la de las redes de calefacción , el 97% procedente de la energía geotérmica, es del 21,7%, y la participación de los combustibles fósiles es del 23%; la participación de las energías renovables es del 77%.
ItaliaEn 2017, la participación de las ER en el consumo de energía final fue del 17,4%, en el sector eléctrico, las ER produjeron el 35% de la producción eléctrica nacional.
LetoniaEl 39% de la energía producida a partir de fuentes renovables entra en el consumo final bruto de Letonia en 2017.
PortugalEn 2005, el 16% de la electricidad de Portugal era renovable. El umbral del 50% se traspasó en 2010 y en 2014 Portugal alcanzó el 63% de ER.
Reino UnidoEl Reino Unido es el 3 e viento productor de energía en Europa y el 1 er mundo para la energía eólica en el mar. Durante cuatro meses de 2019, la energía utilizada en el Reino Unido vino de más recursos de energías renovables que los combustibles fósiles.
SueciaCon el 54,5% de la energía producida a partir de fuentes renovables en su consumo final bruto en 2017, Suecia es el país de la Unión Europea donde esta proporción es la más alta.
suizoSuiza, gracias a sus numerosos ríos y presas, principalmente alpinas, produce una alta proporción de su electricidad de forma renovable. En 2017, el 59,6% de su producción eléctrica fue de origen hidroeléctrico . Además, el 4,0% de otras energías renovables, principalmente solar fotovoltaica o procedente de la incineración de residuos domésticos; la contribución de otras fuentes de energía renovable (energía eólica, geotermia, etc. ) es marginal.
Varias redes están en funcionamiento o previstas para utilizar el calor de los lagos para calefacción urbana o refrigeración remota, a través de bombas de calor.
En 2012, las energías renovables representaron el 82,7% de la producción eléctrica total.
Canadá ChileEn 2019, el 43% de la producción eléctrica proviene de energías renovables.
Estados UnidosEn 2007, las energías renovables representaron el 9,6% de la “producción” total de energía primaria comercializada en Estados Unidos frente al 11,7% de la nuclear. En 2008, Estados Unidos ocupó el primer lugar del mundo en inversiones en energías renovables (24 mil millones de dólares).
ParaguayDesde la década de 2000, casi el 100% de la producción de electricidad de Paraguay proviene de energías renovables.
El de China es el mayor productor de energía renovable en el mundo; también es el principal productor de electricidad renovable en cada categoría: hidroeléctrica, eólica, solar y biomasa. En 2017, la participación de las energías renovables en el consumo de energía primaria de China fue del 9,2% (3,7% de biomasa y residuos, 3,2% hidráulica y 2,3% eólica y solar). En 2017, el gobierno chino está invirtiendo $ 361 mil millones adicionales para desarrollar sus energías renovables y reducir su dependencia del carbón.
IndiaEn 2017, la participación de las energías renovables en el consumo de energía primaria de la India fue del 23,4% (21,2% de biomasa y residuos, 1,4% hidráulica y 0,8% solar y eólica).
JapónEn 2018, el 20,3% de la producción de electricidad fue de origen renovable (8,8% hidroeléctrica, 1,9% biomasa, 2% residuos, 6,6% solar, 0,7% eólica, 0,2% energía geotérmica).
En 2016, la participación de las energías renovables en el consumo de energía primaria de los países africanos fue cercana al 50%, debido a un alto uso de dendroenergía combinado con un bajo consumo de energía. En 2016, las inversiones alcanzarían los 5.800 millones de euros. El Kenya debe albergar 1,4 GW de renovables; la Etiopía instalar 570 MW de energía geotérmica y energía eólica entre 2014 y 2016; el África del Sur debe instalar 3,9 GW en 2015-16, sobre todo eólica y solar, y proporciona 17,8 GW en 2030.
A gran escala, la Fundación Desertec está construyendo centrales termosolares en el Sahara. Según sus ingenieros, "los desiertos del planeta reciben cada seis horas del sol el equivalente a lo que la humanidad consume cada año" y unos cientos de km 2 de zona desértica podrían cubrir todas las necesidades energéticas del planeta.
ArgeliaArgelia lanzó, el 3 de febrero de 2011, su Programa Nacional de Desarrollo de Energías Nuevas y Renovables y Eficiencia Energética. Este programa, que se ejecuta de 2011 a 2013, tenía como objetivo producir 22.000 MW de electricidad a partir de energía solar y eólica, incluidos 10.000 MW para la exportación.
El gobierno argelino adoptó su programa de desarrollo de energías renovables 2015-2030 a finales de febrero de 2015. Una primera fase del programa, iniciada en 2011, había permitido realizar proyectos piloto y estudios sobre el potencial nacional. El nuevo programa especifica los objetivos de instalación para 2030:
El total asciende así a 22 GW , de los cuales más de 4,5 GW deben alcanzarse en 2020.
Africa del Sur CongoEn 2015, las energías renovables representaron alrededor del 95,8% del consumo real total en la República Democrática del Congo.
MarruecosMarruecos es presentado por los medios de comunicación marroquíes como "líder en energías renovables en África" . Pero en 2018, la participación de las energías renovables en la producción de electricidad fue solo del 19% (eólica: 11,3%; hidráulica: 5%; solar: 2,8%) frente al 18% en 2010, y su participación en el consumo de energía primaria cayó del 10,9% en 2010. al 8,8% en 2017.
Trabaja para potenciar su potencial solar (alrededor de 3.000 horas de sol al año). A finales de 2019, había 700 MW instalados en energía solar en Marruecos y 2.700 MW comprometidos.
Marruecos también se ha embarcado en un proceso de mejora de su potencial de energía eólica . A finales de 2019, Marruecos tenía una capacidad instalada de 1.207 MW y una capacidad comprometida de 1.320 MW .
Marruecos también cuenta con instalaciones de generación de energía hidroeléctrica . Su producción hidráulica alcanzó los 2,17 TWh en 2018, el 17 º más grande de África con el 1,6% de la producción africana, detrás de Mozambique: 14,4 TWh , Zambia: 13,65 TWh y Egipto: 13,1 TWh . Comenzó en la década de 1960 con la construcción de presas: se construyeron 148 presas, incluidas más de 24 hidroeléctricas y 1 planta de almacenamiento por bombeo (STEP). Pretende lograr, en 2020, un mix eléctrico del que el 14% sea de origen hidráulico. Dos nuevas plantas de tratamiento de aguas residuales están en proceso. A finales de 2019, Marruecos tiene una capacidad instalada de cerca de 1.770 MW de origen hidráulico. Se está construyendo una EDAR de 350 MW .
Existe un consenso creciente sobre las energías renovables.
En Francia, en 2010, el 97% de los franceses se pronunció a favor del desarrollo de energías renovables con preferencia por la solar (61% contra 68% en 2009), la eólica (53% contra 43% en 2009), por delante de energía hidráulica (20%) y geotermia (20%). La aceptabilidad general ha aumentado (el 74% de las personas encuestadas en 2010 se mostró a favor de la instalación de aerogeneradores en la región (−3 puntos en comparación con 2009)), pero el 67% de los encuestados citó criterios estéticos y el temor a la contaminación acústica (59%) como freno a su desarrollo, salvo que se encuentren a más de 1 km de casa. Utilizar su hogar para producir electricidad a partir de fuentes renovables parece interesante para el 44% de las personas encuestadas y muy interesante para el 28% de ellas. En 2010, gracias en particular a las ayudas públicas, la energía solar ganó + 13% y las bombas de calor (+ 5%). La aceptabilidad general de las energías renovables va en aumento, con un 75% de los franceses a favor de su instalación. Sin embargo, ADEME registró una disminución en la aceptabilidad de los proyectos instalados "en su techo", la instalación de equipos se consideró demasiado complicada para las personas (para el 44% de los encuestados, + 8% en comparación con 2009) y nuevamente inicialmente demasiado costosa (para el 45% de los encuestados, o + 11% en comparación con 2009) o con un retorno de la inversión demasiado largo. El principio del tercer inversor está luchando por desarrollarse para pequeños proyectos en Francia, y la caída en el coste de compra de fotovoltaica electrificada probablemente ha contribuido a ralentizar este sector, que se está desarrollando con fuerza en otros países.
La Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA) se estableció después de una reunión preparatoria sobre26 de enero de 2009en Bonn (conferencia para la fundación de la Agencia); entró en funcionamiento el4 de abril de 2011.
A finales de 2012, para la Europa de los veintisiete , el mercado total de energías renovables representaba cerca de 1,2 millones de puestos de trabajo (en fotovoltaica, biomasa sólida y sobre todo eólica, para una facturación acumulada (todas las energías renovables juntas) valoradas en más de de 137 mil millones de euros.)
En mayo de 2014, tiene 131 Estados miembros y otros 37 candidatos a la membresía.
El objetivo de la “RES Champions League” es crear competencia entre las ciudades europeas en función de su producción de energías renovables. Esta competencia tiene dos rankings, uno para energía solar y otro para biomasa. Hay ligas nacionales de RE para Alemania, Bulgaria, Francia, Hungría, Italia, Polonia y la República Checa.
En Francia, las dos principales asociaciones que representan al sector de las energías renovables son:
Una tendencia clara en la reorientación hacia las energías renovables se observa desde el final del XX ° siglo, en respuesta a un agotamiento precoz de aceite , el clima y los impactos negativos en la salud de las energías de carbono , a los peligros de la energía nuclear y la dificultad de tratar a sus desperdicio o su menor aceptabilidad después de los desastres de Chernobyl y Fukushima .
Se están estudiando conceptos de aerogeneradores aerotransportados para conseguir vientos más altos, más potentes y más regulares: Magenn, Kite Gen y Skywindpower diseñados para elevarse de 300 a 5.000 m con la esperanza de producir mucha más electricidad que con un aerogenerador terrestre, porque la potencia de las corrientes en chorro es de 20 a 30 veces mayor que la de los vientos de bajo nivel.
Según Statkraft , el potencial técnico global de la energía osmótica sería de 1.600 TWh / año , o el 50% de la producción de electricidad de la Unión Europea. Statkraft desarrollará un prototipo de 3 kW destinado a probar la fiabilidad del proceso y mejorar su eficiencia con el objetivo de alcanzar los 25 MW en 2015. Desde entonces, se ha construido una central eléctrica en Japón; otro está en construcción en los Estados Unidos.
Las cianobacterias modificadas podrían convertir la energía solar en combustible y consumir CO 2. Esta técnica y el uso de este combustible equilibrarían la producción y el consumo de CO 2. Una empresa creó esta técnica mediante ingeniería genética y la está mejorando gradualmente.
Según Jean-Marc Jancovici , el desarrollo de las energías renovables no será suficiente para evitar una reducción significativa del consumo energético: "a pesar de las renovables, le parecen necesarios cambios en nuestros estilos de vida".
El futurista Jeremy Rifkin anuncio para el comienzo del XXI ° siglo una posible " tercera revolución industrial " después de la convergencia del sector de la energía y la industria informática. El desarrollo de sistemas de almacenamiento de energía irregular (a través del hidrógeno o vehículos eléctricos utilizados como baterías móviles) y el de las redes inteligentes permiten la puesta en común y el intercambio de millones de fuentes de energía distribuidas (solar, eólica, marina, geotérmica, hidroeléctrica, de biomasa y residuos, etc. ). Jeremy Rifkin cree que esta revolución es urgente; debe implementarse antes de 2050 y comenzar ampliamente en 2020 si la humanidad quiere responder a los desafíos del cambio climático , la crisis del petróleo y las crisis económicas y ecológicas.
Desde la década de 1970, han surgido y se estructuran cursos de formación en energías renovables. Evolucionan regularmente para tener en cuenta las tecnologías y energías emergentes (incluidas las redes eléctricas inteligentes , etc. ) y las nuevas regulaciones.
En 2015, se enumeraron 215 cursos de capacitación (incluidos 16 en el nivel CAP en BAC pro, 13 en el nivel Bac + 2, 30 en el nivel Bac + 3, 34 en el nivel Bac + 5 y 24 impartidos por industriales, así como alrededor de cien en educación continua ). La última formación abierta fue en 2016, llamada Sup'EnR (curso de tres años abierto a Bac + 2) por la Universidad de Perpignan sobre los temas de energía solar, eólica terrestre y flotante, biomasa, hidráulica y geotermia), que imparte formación en ingeniería energética aplicada a la industria y la construcción, con acceso al horno solar de Odeillo ya la planta solar de Thémis .
Otras referencias: