Η ανανεώσιμη ενέργεια είναι ένα είδος ενέργειας που συλλέγεται από ανανεώσιμες πηγές, οι οποίες αναπληρώνονται φυσικά σε ανθρώπινα χρονικά διαστήματα. Ανανεώσιμη ενέργεια είναι το φως του ήλιου, ο άνεμος, η βροχή, η παλίρροια, τα κύματα και η γεωθερμία.
Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας υπάρχουν σε ευρείες γεωγραφικές περιοχές, σε αντίθεση με άλλες πηγές ενέργειας που συγκεντρώνονται σε περιορισμένο αριθμό χωρών. Η ταχεία ανάπτυξη των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και η ενεργειακή απόδοση οδηγεί σε σημαντική ενεργειακή ασφάλεια, μετριασμό της κλιματικής αλλαγής και οικονομικά οφέλη.
Η οδηγία της ΕΕ για τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας θέτει ως δεσμευτικό στόχο την τελικής κατανάλωσης ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές κατά 20% μέχρι το 2020. Για να επιτευχθεί αυτό, οι χώρες της ΕΕ δεσμεύτηκαν να επιτύχουν τους εθνικούς τους στόχους για τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Η Ελλάδα έχει θέσει ως στόχο την κάλυψη του 20% της ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές στην ακαθάριστη τελική κατανάλωση ενέργειας το 2020 (Εθνικό σχέδιο Δράσης). Για να επιτευχθεί αυτό, το μερίδιο της ανανεώσιμης ενέργειας στην ηλεκτρική ενέργεια καθορίστηκε στο 40% (20% για τη θέρμανση και την ψύξη και 10% για τις μεταφορές).
Είναι επίσης υποχρεωμένοι να διαθέτουν τουλάχιστον το 10% των καυσίμων κίνησης από ανανεώσιμες πηγές μέχρι το 2020.
Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας θα συνεχίσουν να διαδραματίζουν έναν βασικό ρόλο για να βοηθήσουν την ΕΕ να καλύψει τις ενεργειακές της ανάγκες μετά το 2020. Οι χώρες της ΕΕ έχουν ήδη συμφωνήσει για ένα νέο στόχο. Στα πλαίσια των ενεργειακών και κλιματικών στόχων της ΕΕ για το 2030, οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας θα καλύπτουν τουλάχιστον το 27% της συνολικής τελικής κατανάλωσης ενέργειας στην ΕΕ μέχρι το 2030..
Ηλιακή ενέργεια
Η ηλιακή ενέργεια είναι η πιο άφθονη ενεργειακή πηγή στη γη - 173.000 terawatts της ηλιακής ενέργειας χτυπά τη Γη συνεχώς. Αυτό αντιστοιχεί σε περισσότερο από 10.000 φορές τη συνολική κατανάλωση ενέργειας στον κόσμο. Το ηλιακό φως ή η ηλιακή ενέργεια μπορούν να χρησιμοποιηθούν απευθείας για τη θέρμανση και το φωτισμό σπιτιών και άλλων κτιρίων, για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και για θέρμανση ζεστού νερού, ηλιακή ψύξη και διάφορες εμπορικές και βιομηχανικές χρήσεις.
Η ηλιακή ενέργεια είναι η μετατροπή της ενέργειας από το φως του ήλιου σε ηλεκτρική ενέργεια, είτε με απευθείας χρήση φωτοβολταϊκών (PV), έμμεσα με χρήση συγκεντρωμένης ηλιακής ενέργειας, είτε με συνδυασμό. Συγκεντρωμένα συστήματα ηλιακής ενέργειας χρησιμοποιούν φακούς ή καθρέφτες και συστήματα παρακολούθησης για τη μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε θερμότητα υψηλής θερμοκρασίας. Στη συνέχεια η θερμότητα διοχετεύεται μέσω συμβατικής γεννήτριας. Ένα ηλιακό κύτταρο ή φωτοβολταϊκό κύτταρο είναι μια συσκευή που μετατρέπει το φως σε ηλεκτρικό ρεύμα χρησιμοποιώντας το φωτοβολταϊκό αποτέλεσμα (τα φωτόνια από το ηλιακό φως απορροφώνται από το κελί, δημιουργώντας ένα ηλεκτρικό πεδίο στα στρώματα και προκαλώντας ρεύμα).
Το πρώτο ηλιακό κύτταρο πυριτίου, πρόδρομος όλων των ηλιακών συσκευών, κατασκευάστηκε από την Bell Laboratories το 1954.
Η ανάπτυξη της ηλιακής ενέργειας στην Ελλάδα ξεκίνησε το 2006 και οι εγκαταστάσεις φωτοβολταϊκών εκτοξεύθηκαν στα ύψη από το 2009 έως το 2013, λόγω των ελκυστικών τιμολογίων τροφοδοσίας που εισήχθησαν και των αντίστοιχων κανονισμών για οικιακές εφαρμογές της ηλιακής φωτοβολταϊκής εγκατάστασης στην οροφή.
Τον Ιανουάριο του 2017, η συνολική εγκατεστημένη φωτοβολταϊκή χωρητικότητα στην Ελλάδα είχε φτάσει τα 2.611 MWp από τα οποία 545 MWp (21%) εγκαταστάθηκαν στις στέγες και τα υπόλοιπα ήταν εγκατεστημένα σε έδαφος.
Τον Ιούνιο του 2023, η συνολική εγκατεστημένη ισχύς φωτοβολταϊκών στην Ελλάδα είχε φτάσει τα 5.788 MWp από τα οποία 2.279 λειτουργούν με συμβάσεις διαφορικής προσάυξησης (ΣΕΔΠ) μετά τις αρχές του 2021 και 1.153 με παλαιότερες συμβάσεις. Παράλληλα, υπάρχουν 281 μεγαβάτ με ταρίφες (ΣΕΣΤ) μετά τις αρχές του 2021 και 157 μεγαβάτ πριν.
Αιολική ενέργεια
Η αιολική ενέργεια είναι η χρήση της ροής του αέρα μέσω των ανεμογεννητριών για την παραγωγή ηλεκτρικών γεννητριών για ηλεκτρική ενέργεια. Η αιολική ενέργεια, ως εναλλακτική λύση για την καύση ορυκτών καυσίμων, είναι άφθονη, ανανεώσιμη, ευρέως διανεμημένη, καθαρή, δεν παράγει εκπομπές αερίων θερμοκηπίου κατά τη λειτουργία, δεν καταναλώνει νερό και χρησιμοποιεί μικρές εκτάσεις. Οι καθαρές επιπτώσεις στο περιβάλλον είναι πολύ λιγότερο προβληματικές από αυτές των μη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
Τα αιολικά πάρκα αποτελούνται από πολλές μεμονωμένες ανεμογεννήτριες που είναι συνδεδεμένες στο δίκτυο μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας.
Οι ανεμογεννήτριες χρησιμοποιούν πτερύγια για τη συλλογή της κινητικής ενέργειας του ανέμου. Ο αέρας ρέει πάνω από τα πτερύγια που δημιουργούν ανύψωση (παρόμοια με την επίδραση στα πτερύγια του αεροπλάνου), γεγονός που προκαλεί την περιστροφή των πτερυγίων. Τα πτερύγια συνδέονται με έναν κινητήριο άξονα που κινεί μια ηλεκτρική γεννήτρια, η οποία παράγει ηλεκτρική ενέργεια.
Η Ελλάδα έχει εξαιρετικά πλούσιο αιολικό δυναμικό, ειδικά στις περιοχές της Κρήτης, της Πελοποννήσου, της Εύβοιας και φυσικά των νησιών του Αιγαίου, και άρχισε να το εκμεταλλεύεται στη δεκαετία του 2000. Η δυναμικότητα της αιολικής ενέργειας επεκτάθηκε ταχύτατα στην Ελλάδα και τον Ιούνιο του 2023, το σύνολο των εγκαταστάσεων αιολικής ενέργειας στην Ελλάδα είχε φτάσει τα 4.828 MW.
Η αυξημένη χρήση της αιολικής ενέργειας συνοδεύεται από ρεκόρ χαμηλών τιμών για την επόμενη ανανεώσιμη ηλεκτρική ενέργεια. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η υπεράκτια αιολική ενέργεια είναι ήδη μία από τις φθηνότερες επιλογές παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και το κόστος συνεχίζει να μειώνεται.
Βιομάζα
Η βιομάζα είναι οποιοδήποτε οργανικό υλικό που έχει αποθηκεύσει ηλιακό φως με τη μορφή χημικής ενέργειας. Το ξύλο είναι ένα πολύ γνωστό παράδειγμα βιομάζας: μπορεί να καεί για τη θερμότητα ή να διαμορφωθεί σε δομικά υλικά. Υπάρχουν πολλοί πρόσθετοι τύποι βιομάζας που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή καυσίμων, χημικών και ενέργειας - όπως τα φυτά, τα γεωργικά και δασικά υπολείμματα, τα οργανικά συστατικά των απορριμμάτων (αστικά στερεά απόβλητα) και τα φύκια.
Η καύση της βιομάζας απελευθερώνει εκπομπές άνθρακα, αλλά κατατάσσεται ως ανανεώσιμη πηγή ενέργειας στην ΕΕ και στα νομικά πλαίσια του ΟΗΕ, επειδή τα φυτικά αποθέματα μπορούν να αντικατασταθούν από νέα ανάπτυξη. Ως πηγή ενέργειας, η βιομάζα μπορεί είτε να χρησιμοποιηθεί απευθείας μέσω καύσης για την παραγωγή θερμότητας, είτε έμμεσα μετά τη μετατροπή της σε διάφορες μορφές βιοκαυσίμου.
Στην Ελλάδα σήμερα, η βιομάζα χρησιμοποιείται κυρίως για την παραγωγή θερμότητας στο σπίτι (π.χ. για μαγείρεμα και θέρμανση), στη θέρμανση θερμοκηπίων, στα ελαιοτριβεία, καθώς και για χρήση πιο προηγμένων τεχνολογιών στη βιομηχανία αλλά σε περιορισμένη κλίμακα. Η χρήση βιομάζας για την παραγωγή βιοκαυσίμων, καθώς και για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, είναι περιορισμένη (131 MW συνολικής εγκατεστημένης δυναμικότητας μέχρι τον Ιούνιο του 2023),
Γεωθερμική ενέργεια
Η γεωθερμική ενέργεια είναι θερμική ενέργεια που παράγεται και αποθηκεύεται στη Γη. Η εσωτερική θερμότητα της γης είναι η θερμική ενέργεια που παράγεται από τη ραδιενεργή αποσύνθεση και τη συνεχή απώλεια θερμότητας από το σχηματισμό της Γης. Η γεωθερμική ενέργεια είναι οικονομικά αποδοτική, αξιόπιστη, βιώσιμη και φιλική προς το περιβάλλον, αλλά περιορίζεται ιστορικά σε περιοχές κοντά στα τεκτονικά σύνορα των πλακών.
Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι συστημάτων γεωθερμικής ενέργειας:
- Άμεση χρήση και συστήματα τηλεθέρμανσης
- Μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας
- Γεωθερμικές αντλίες θερμότητας
Τα συστήματα άμεσης χρήσης και τηλεθέρμανσης χρησιμοποιούν ζεστό νερό από πηγές ή δεξαμενές που βρίσκονται κοντά στην επιφάνεια της γης.
Οι γεωθερμικοί ηλεκτρικοί σταθμοί χρησιμοποιούν τους υδροθερμικούς πόρους υψηλής θερμοκρασίας που προέρχονται είτε από πηγάδια ξηρού ατμού είτε από πηγάδια ζεστού νερού κοντά στην επιφάνεια για την παραγωγή ηλεκτρισμού. Το ζεστό νερό ή ο ατμός τροφοδοτούν έναν στρόβιλο που παράγει ηλεκτρική ενέργεια.
Οι γεωθερμικές αντλίες θερμότητας χρησιμοποιούν τις σταθερές θερμοκρασίες κοντά στην επιφάνεια της γης για τη θέρμανση και την ψύξη των κτιρίων. Οι γεωθερμικές αντλίες θερμότητας μεταφέρουν τη θερμότητα από το έδαφος (ή το νερό) σε κτίρια κατά τη διάρκεια του χειμώνα και αντιστρέφουν τη διαδικασία το καλοκαίρι.
Η Ελλάδα δεν χρησιμοποιεί ακόμα το γεωθερμικό δυναμικό της, ιδιαίτερα το ηφαιστειακό τόξο του Νότιου Αιγαίου (Μήλος, Νίσυρος, Σαντορίνη) για την παραγωγή ηλεκτρισμού.
Υδροηλεκτρική ενέργεια
Η υδροηλεκτρική ενέργεια είναι ενέργεια που προέρχεται από την ενέργεια της πτώσης του νερού ή του γρήγορου τρεχούμενου νερού, η οποία μπορεί να αξιοποιηθεί για χρήσιμους σκοπούς. Από την αρχαιότητα, η υδροηλεκτρική ενέργεια (από τους νερόμυλους) έχει χρησιμοποιηθεί ως ανανεώσιμη πηγή ενέργειας για άρδευση και λειτουργία διαφόρων μηχανικών συσκευών. Στα τέλη του 19ου αιώνα, η υδροηλεκτρική ενέργεια αποτέλεσε πηγή παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
Η περισσότερη υδροηλεκτρική ενέργεια προέρχεται από τη δυνητική ενέργεια του φραγμένου νερού που οδηγεί ένα υδραυλικό στρόβιλο και μια γεννήτρια. Η ισχύς που εξάγεται από το νερό εξαρτάται από την ένταση και τη διαφορά ύψους μεταξύ της πηγής και της εκροής του νερού. Αυτή η διαφορά ύψους ονομάζεται κεφαλή. Ένας μεγάλος σωλήνας (το «στέλεχος») παραδίδει νερό από τη δεξαμενή στον στρόβιλο.
Το κόστος της υδροηλεκτρικής ενέργειας είναι σχετικά χαμηλό, καθιστώντας την ανταγωνιστική πηγή ανανεώσιμης ηλεκτρικής ενέργειας. Ο υδροηλεκτρικός σταθμός δεν καταναλώνει νερό, σε αντίθεση με τα εργοστάσια άνθρακα ή αερίου.
Ωκεανός
Οι ωκεανοί καλύπτουν περισσότερο από το 70% της επιφάνειας της Γης. Ως οι μεγαλύτεροι ηλιακοί συλλέκτες στον κόσμο, οι ωκεανοί περιέχουν θερμική ενέργεια από τον ήλιο και παράγουν μηχανική ενέργεια από τις παλίρροιες και τα κύματα.
Οι θαλάσσιες και υδροκινητικές τεχνολογίες δεσμεύουν ενέργεια από τους ωκεανούς και τα ποτάμια - συμπεριλαμβανομένων των κυμάτων, των παλιρροιών, των ωκεάνιων ρευμάτων, των ελεύθερων ρεόντων ποταμών, των ρευμάτων και των θερμικών κλίσεων των ωκεανών - για την παραγωγή ηλεκτρισμού. Οι τεχνολογίες αυτές βρίσκονται σε πολύ πρώιμο στάδιο ανάπτυξης.