Obnovljivi viri energije (OVE) vključujejo vse vire energije, ki jih zajemamo iz stalnih naravnih procesov, kot so sončno sevanje, veter, vodni tok v rekah ali potokih (hidroenergija), fotosinteza, s katero rastline gradijo biomaso, bibavica in zemeljski toplotni tokovi (geotermalna energija). Večina obnovljivih virov, razen geotermalne in energije bibavice, izvira iz sprotnega sončnega sevanja. Nekatere oblike obnovljivih virov so shranjena sončna energija. Dež, vodni tokovi ter veter so posledica kratkotrajnega shranjevanja sončne toplote v atmosferi. Biomasa se nabira v teku obdobja rasti v enem letu, kot na primer slama; ali več let, v lesni biomasi. Med obnovljive vire energije štejemo tudi človeško delo, kar pomeni, da je npr. kolesarjenje oziroma peš hoja trajnosten način transporta.

Zajemanje obnovljivih virov energije ne izčrpa vira. Nasprotno pa z uporabo fosilnih goriv v nemškem času izčrpamo energijo, ki se je shranjevala tisoče ali milijone let. Zaradi tega se fosilna goriva (premog, nafta, zemeljski plin, šota ipd.) ne štejejo med obnovljive vire, čeprav se lahko obnovijo v zelo dolgem času.

Proizvodnja električne energije iz obnovljivih virov energije (tudi: OVE-E) v večini primerov zahteva ukrepe za zagotavljanje enakih ali prednostnih možnosti kot proizvodnja iz klasičnih virov, kar številne države izvajajo z različnimi sistemi spodbujanja. V Sloveniji je spodbujanje izvedeno na osnovi energetskega zakona z uredbami in sklepi vlade . V Sloveniji je soproizvodnja in proizvodnja električne energije iz obnovljivih virov energije združena v pravni pojem kvalificirana proizvodnja električne energije. Proizvajalci, ki ustrezajo pogojem, določenim v zakonodaji, si pridobijo status kvalificiranega proizvajalca in pripadajoče ugodnosti.

Vrste obnovljivih virov energije

Biomasa: les, rastlinska olja, biodizel, bio-plin, biohidrogen. Geotermalna energija: globoka in površinska geotermalna energija. Sončna energija: solarna elektrarna, solarna kemija, solarna termoelektrarna. Vetrna energija (vetrne elektrarne). Vodna energija: energija plimovanja, energija tokov, toplotno izkoriščanje - oceanska termalna elektrarna, zajezitveno izkoriščanje, energija valovanja.

Energija plimovanja, ki jo izkoriščajo plimski podvodni generatorji, je zaenkrat slabo izkoriščen obnovljiv vir. Plimski generatorji so razmeroma nova tehnologija, ki deluje na podoben način kot vetrni generatorji. Zaradi gostote vode, ki je 832-krat večja od gostote zraka, lahko plimski generator proizvaja veliko bolj enakomerno in zanesljivo energijo. Tako kot pri vetrnem generatorju je treba tudi za vodni generator poiskati primerno mesto za njegovo delovanje. Poiskati je treba območja s hitrimi tokovi, kot npr. vhodi v reke, okoli skalnatih konic, okoli rtov ali med otoki.

Vodna energija

Nameščena zmogljivost in drugi ključni oblikovalski parametriVrednost in leto Globalna zmogljivost proizvodnje električne energije 1.267,8 GW (2023). Opomba: Izključuje čisto črpališčno shranjevanje. Letna stopnja rasti globalne zmogljivosti proizvodnje električne energije 1,9% (2014-2023). Opomba: Izključuje čisto črpališčno shranjevanje. Letna sestavljena stopnja rasti 2014-2023. Delež globalne proizvodnje električne energije 14,3% (2023) Izravnani stroški na megavatno uro 65,581 USD (2019) Primarna tehnologija Jez Glavne aplikacije Električna energija, shranjevanje energije s črpanjem, mehanska energija]] Čeprav je voda 800 krat gostejša od zraka, lahko zelo majhna količina rečne ali morske vode proizvede ogromno količino energije. Poznamo veliko načinov, kako prečrpavati energijo iz vode, kot so hidroelektrični jezovi (dva primera sta Akosombo Dam v Gani in Grand Coulee Dam v Washingtonu), mikro hidro sistemi, ki se uporabljajo v bogatih vodnih področjih in običajno proizvedejo do 100 kW energije, ter Run-of-the-river hidroelektrični sistemi, ki proizvajajo kinetično energijo brez uporabe jezu.

Bioenergija

Nameščena zmogljivost in drugi ključni oblikovalski parametriVrednost in leto Globalna zmogljivost proizvodnje električne energije 150,3 GW (2023) Letna stopnja rasti globalne zmogljivosti proizvodnje električne energije 5,8% (2014-2023). Opomba: Skupna letna stopnja rasti 2014-2023. Delež globalne proizvodnje električne energije 2,4% (2022) Izravnani stroški na megavatno uro 118,908 USD (2019) Primarne tehnologije Biomasa, biogorivo Glavne aplikacije Električna energija, ogrevanje, kuhanje, goriva za prevoz Rastline s pomočjo fotosinteze zajemajo sončno energijo. Ko rastline gorijo, se ta sončna energija sprosti in v tem primeru deluje biomasa kot nekakšna baterija za shranjevanje sončne energije. Poznamo dva postopka za proizvodnjo biomase in sicer gojenje rastlin predvsem za uporabo energije in uporaba ostankov rastlin, ki se uporabljajo za druge stvari. Proizvodnja biomase se razlikuje po regijah in je odvisna od podnebja, tal...

Biogorivo

Biogoriva vključujejo širok razpon goriv, ki so pridobljena iz biomase. To so tekoča goriva, ki vključujejo bioalkohol, kot je bioetanol, in olja, kot je biodizel, ter plinasta goriva, ki vključujejo bioplin, deponijski plin in sintetični plin.

Bioetanol je alkohol, ki se pridobiva s fermentacijo sladkorja in dodanih škrobnih rastlin. Trenutno se bioetanol uporablja v Braziliji in ZDA. Za proizvodnjo etanola se danes uporablja tudi celulozna biomasa, ki se pridobiva iz dreves in trave. Etanol je uporaben kot gorivo za prevozna sredstva v čisti obliki, vendar se večinoma uporablja kot dodatek bencinu za povečanje oktanskega števila in izboljšanja emisij. Biodizel je izdelan iz rastlinskih olj, reciklirane masti in živalskih maščob in se običajno uporablja kot dodatek za zmanjševanje ravni delcev ogljikovega monoksida in ogljikovodikov pri dizelskemu pogonu. V letu 2010 je bilo proizvedeno 2.7% biogoriva za svetovno tržišče goriva.

Sončna energija

Nameščena zmogljivost in drugi ključni oblikovalski parametriVrednost in leto Globalna zmogljivost proizvodnje električne energije 1419,0 GW (2023) Letna stopnja rasti globalne zmogljivosti proizvodnje električne energije 25% (2014-2023). Opomba: Skupna letna stopnja rasti 2014-2023. Delež globalne proizvodnje električne energije 5,5% (2023) Izravnani stroški na megavatno uro Fotovoltaika na ravni gospodarskih objektov: 38,343 USD (2019) Primarne tehnologije Fotovoltaika, koncentrirana sončna energija, sončni termični kolektor Glavne aplikacije Električna energija, ogrevanje vode, ogrevanje, prezračevanje, klimatizacija (HVAC)

To je energija, ki prihaja od sonca v obliki sončnega sevanja. S pomočjo fotovoltaike in ostalih elementov, ki spadajo zraven, lahko učinkovito uporabimo sončno energijo za hlajenje in ogrevanje prostorov, dnevno svetlobo, kuhanje, toplo vodo (sanitarno vodo) in za visoko temperaturne procese v industriji. Solarna tehnologija je pasivna ali aktivna glede na način zajema, pretvorbe in distribucije solarne energije. Aktivne solarne tehnike delujejo na principu fotovoltaike in kolektorjev za izkoriščanje sončne energije. Pasivne pa vključujejo usmerjenost stavb in izbiro najugodnejšega materiala.

Vetrna energija

Nameščena zmogljivost in drugi ključni oblikovalski parametriVrednost in leto Globalna zmogljivost proizvodnje električne energije 1017,2 GW (2023) Letna stopnja rasti globalne zmogljivosti proizvodnje električne energije 13% (2014-2023). Opomba: Skupna letna stopnja rasti 2014-2023. Delež globalne proizvodnje električne energije 7,8% (2023) Izravnani stroški na megavatno uro Vetrna energija na kopnem: 30,165 USD (2019) Primarna tehnologija Vetrna turbina, mlin na veter Glavne aplikacije Električna energija, črpanje vode (vetrna črpalka)

Za pridobivanje energije potrebujemo močan veter in pa seveda vetrno turbino v razponu med 600 kW in 5MW nazivne moči, čeprav so najpogosteje uporabljene turbine z nazivno močjo od 1,5-3MW. Izhodna moč turbine je odvisna predvsem od hitrosti vetra, se pravi, čim večji bo sunek vetra, tem večja bo izhodna energija. Veliko vetrnih elektrarn se nahaja ob morju in višji nadmorski višini, to pa predvsem zaradi močnega in konstantnega vetra. Tipični faktorji zmogljivosti so nekje med 20-40%. Turbine se postavljajo na širše območje tam, kjer je vir vetra močnejši, to je ob obali, kjer je 90% boljši izkoristek kot v notranjih krajih.

Geotermalna energija

Nameščena zmogljivost in drugi ključni oblikovalski parametriVrednost in leto Globalna zmogljivost proizvodnje električne energije 14,9 GW (2023) Letna stopnja rasti globalne zmogljivosti proizvodnje električne energije 3,4% (2014-2023). Opomba: Letna sestavljena stopnja rasti 2014-2023. Delež globalne proizvodnje električne energije <1% (2018) Izravnani stroški na megavatno uro 58,257 USD (2019) Primarne tehnologije Suha para, Zaprti uparjalni proces in binarne elektrarne Glavne aplikacije Električna energija, ogrevanje

Geotermalna energija je energija pridobljena z zajetjem zemljine toplote, ki se nahaja v vulkansko aktivnih lokacijah kilometre globoko v zemeljski skorji ali v majhnih globinah. Po večini jo pridobivajo s pomočjo geotermalnih črpalk. Izgradnja takega črpališča ima zelo velike stroške, ki pa se s časom amortizirajo, saj so sami operativni stroški zelo nizki. Tako pridobivanje energije je zelo primerno za mesta, saj energijo pridobivamo iz zemljinega jedra, kar ne potrebuje velikih operativnih površin.

Poznamo tri sisteme elektrarn. Sistem na suho paro deluje tako, da zajame paro iz tal in jo uporabi za pogon turbine, ki vrti generator. Sistem ločevanja pare zajema toplo vodo navadno pri temperaturi nad 200 °C. S črpanjem vode iz tal omogoča, da ta zavre in se loči na paro in vodo. Pri tem para poganja turbine. Pri binarnem sistemu gre vroča voda skozi toplotni izmenjevalec, ki segreva organsko tekočino. Tekočina se upari in požene turbine generatorja. Vsi trije sistemi kondenzirano paro in preostalo tekočino vrnejo nazaj, da poberejo še več toplote.

Geotermalna energija je ponekod bližje površju kot drugje. Kadar je mogoče zajeti vodo ali paro, je mogoče pridelovati energijo. Geotermalno pridobivanje energije je razvito v glavnih ognjeniških območjih, kot so Čile, Islandija, Nova Zelandija, ZDA, Filipini in Italija. Dve najbolj primerni področji v Združenih državah Amerike sta Yellowstone in severna Kalifornija. Islandija proizvaja 170MW geotermalne energije in omogoča ogrevanje 86% vseh stanovanj.

Rast obnovljivih virov energije

Od konca leta 2004 do leta 2009 je razvoj obnovljivih virov energije močno narasel, tudi do 60 odstotkov za mnoge tehnologije. Vetrna energija in ostale energije so doživele največji razvoj v letu 2009, vendar v tistem letu je bilo dano največ vložka v vetrno energijo. Razvoj fotonapetostnih sistemom se je povečal najhitreje od vseh ostalih obnovljivih virov energije, s 60 odstotno povprečno letno stopnjo rasti za obdobje petih let.

+Izbrani kazalniki obnovljivih virov energije Izbrani globalni kazalniki 2008 2009 2010 Naložbe v nove zmogljivosti obnovljivih virov (letno) 130 160 211 milijard USD Zmogljivost obnovljive energije (obstoječe) 1,140 1,230 1,320 GWe Zmogljivost vodne energije (obstoječe) 950 980 1,010 GWe Zmogljivost vetrne energije (obstoječe) 121 159 198 GWe Zmogljivost sončne fotonapetosti (omrežje povezanih) 16 23 40 GWe Zmogljivost vroče vode (obstoječe) 130 160 185 GWth Proizvodnja etanola (letno) 67 76 86 milijard litrov Države s političnimi cilji za uporabo obnovljivih virov energije 79 89 98

Do leta 2030 naj bi vsi uporabljali samo še energijo vetra, vode in sončno energijo, vsaj tako napovedujejo znanstveniki. V projektu, ki ga je izvedla Mednarodna agencija za energijo (IEA) leta 2011, so ugotovili, da sončna energija lahko v 50 letih proizvede večino potrebne energije, kar bi drastično vplivalo na izpust emisij v okolje.

Gospodarsko gibanje