Energia odnawialna w Wielkiej Brytanii

Farma wiatrowa w Pendine w Walii

Moc zainstalowana (GW) odnawialnych źródeł energii w Wielkiej Brytanii w latach 2009–2018.

Energia elektryczna wytworzona ( TWh ) ze źródeł odnawialnych w Wielkiej Brytanii w latach 2009–2018.

Energia odnawialna w Wielkiej Brytanii przyczynia się do produkcji energii elektrycznej, ciepła i transportu.

Od połowy lat 90. energia odnawialna zaczęła odgrywać rolę w wytwarzaniu energii elektrycznej w Wielkiej Brytanii, wykorzystując niewielką moc hydroelektrowni . Od tego czasu głównym źródłem energii odnawialnej stała się energia wiatrowa , której w Wielkiej Brytanii jest mnóstwo. Według stanu na grudzień 2020 r. źródła odnawialne wytwarzały 40,2% energii elektrycznej wyprodukowanej w Wielkiej Brytanii; około 6% całkowitego zużycia energii w Wielkiej Brytanii.

Zainteresowanie wzrosło w ostatnich latach ze względu na cele Wielkiej Brytanii i UE dotyczące redukcji emisji dwutlenku węgla oraz zachęty rządowe w zakresie energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych, takie jak system certyfikatów zobowiązujących do odnawialnych źródeł energii (ROC) i taryfy gwarantowane (FIT) , a także ciepło ze źródeł odnawialnych, takie jak zachęta dotycząca energii odnawialnej . Dyrektywa UE w sprawie odnawialnych źródeł energii z 2009 r. ustanowiła cel polegający na 15% redukcji całkowitego zużycia energii w Wielkiej Brytanii do 2020 r.

Historia

Ciepło z pożarów drewna pochodzi z najwcześniejszych siedzib ludzkich w Wielkiej Brytanii.

Technologia koła wodnego została zaimportowana przez Rzymian, a stanowiska w Ikenham i Willowford w Anglii pochodzą z II wieku naszej ery. W czasach Domesday Book (1086) w samej Anglii istniało 5624 młynów wodnych , a prawie wszystkie z nich zlokalizowano na podstawie współczesnych badań archeologicznych, które wskazują, że jest ich więcej na poziomie 6082, a wiele innych prawdopodobnie nie zostało zarejestrowanych w północnych krańcach Anglii. Do 1300 roku liczba ta wzrosła do 10 000–15 000.

Wiatraki po raz pierwszy pojawiły się w Europie w średniowieczu . Najstarsza wiarygodna wzmianka o wiatraku w Europie (przypuszczalnie typu pionowego) pochodzi z 1185 roku, z dawnej wioski Weedley w Yorkshire, na południowym krańcu rzeki Wold, z widokiem na ujście rzeki Humber . Pierwszą turbiną wiatrową wytwarzającą energię elektryczną była maszyna do ładowania akumulatorów zainstalowana w lipcu 1887 roku przez szkockiego naukowca Jamesa Blytha w celu oświetlenia jego domu wakacyjnego w Marykirk w Szkocji.

William George Armstrong opracował pierwszy na świecie system hydroelektrowni w Cragside w Northumberland w Anglii . Służył do zasilania pojedynczej lampy łukowej w jego galerii sztuki.

Jednak prawie cała produkcja energii elektrycznej później opierała się na spalaniu węgla. W 1964 r. węgiel wytwarzał 88% energii elektrycznej, a ropa naftowa 11%. Pozostałą część stanowiła głównie energia wodna, której udział w dalszym ciągu wzrastał w miarę, jak węgiel miał trudności z zaspokojeniem popytu. Trzecia na świecie elektrownia szczytowo-pompowa , tama Cruachan w Argyll i Bute w Szkocji, została uruchomiona w 1967 r. Centralny Zarząd Wytwarzania Energii podjął próbę eksperymentowania z energią wiatrową na półwyspie Llŷn w Walii w latach pięćdziesiątych XX wieku, ale zakończyło się to niepowodzeniem. odłożony na półkę po lokalnym sprzeciwie.

Era nowożytna

Produkcja energii elektrycznej według rodzaju paliwa, 1998-2020

Procent energii elektrycznej wyprodukowanej ze źródeł odnawialnych w Wielkiej Brytanii w latach 2011–2017.

5

10

15

20

25

30

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

Wartość procentowa na podstawie dyrektywy w sprawie energii odnawialnej z 2009 r. (znormalizowana). Źródło: Departament Biznesu, Energii i Strategii Przemysłowej, DUKES 2016 „Rozdział 6: Odnawialne źródła energii”. Dane za 2016 r., 2017 r. tymczasowe.

Energia odnawialna przeżyła punkt zwrotny w latach 70. XX wieku wraz z kryzysem naftowym w 1973 r. , strajkiem górników w 1972 r. , rosnącą troską o środowisko i rozwojem energetyki wiatrowej w Stanach Zjednoczonych, które wywarły presję na rząd. W 1974 r. Centralny Zespół ds. Przeglądu Polityki zalecił „niezwłoczne rozpoczęcie pierwszego etapu pełnej oceny technicznej i ekonomicznej wykorzystania energii fal do wytwarzania energii elektrycznej”. Energię fal postrzegano jako przyszłość krajowej polityki energetycznej, a projekty wykorzystujące energię słoneczną, wiatrową i pływową odrzucono jako „niepraktyczne”. Niemniej jednak w Harwell otwarto centrum badań nad energią alternatywną, choć krytykowano je za faworyzowanie energetyki jądrowej. Do 1978 roku zaprojektowano prototypy generatorów energii czterech fal, które później uznano za zbyt drogie. Program Energii Fal został zamknięty w tym samym roku.

W tym okresie nastąpił duży wzrost liczby instalacji kolektorów słonecznych do podgrzewania wody użytkowej. W 1986 roku Southampton rozpoczęło pompowanie ciepła z odwiertu geotermalnego przez miejską sieć ciepłowniczą. Na przestrzeni lat dodano kilka silników kogeneracyjnych (CHP) i kotłów rezerwowych do ogrzewania, a także absorpcyjne agregaty chłodnicze i rezerwowe maszyny do sprężania pary do chłodzenia.

W 1987 r. demonstracyjna turbina wiatrowa o mocy 3,7 MW na Orkadach zaczęła dostarczać energię elektryczną do domów, największych wówczas w Wielkiej Brytanii. Prywatyzacja sektora energetycznego w 1989 r. zakończyła bezpośrednie finansowanie badań przez rząd. Delabole w Kornwalii otwarto pierwszą w Wielkiej Brytanii lądową farmę wiatrową : dziesięć turbin wytwarzających energię wystarczającą dla 2700 domów. Następnie powstała pierwsza w Wielkiej Brytanii morska farma wiatrowa w North Hoyle w Walii.

Udział odnawialnych źródeł energii w krajowej produkcji energii elektrycznej wzrósł z poniżej 2% w 1990 r. do 14,9% w 2013 r., dzięki dotacjom i spadającym kosztom. Wprowadzony 1 kwietnia 2002 r. obowiązek dotyczący energii odnawialnej wymaga, aby wszyscy dostawcy energii elektrycznej dostarczający energię elektryczną odbiorcom końcowym dostarczali określoną część energii elektrycznej z kwalifikujących się źródeł odnawialnych; odsetek ten będzie rósł każdego roku aż do 2015 r. z wymogu 3% w latach 2002–2003, przez 10,4% w latach 2010–2012 do 15,4% w latach 2015–2016. W przeglądzie energetycznym z 2006 r. rząd Wielkiej Brytanii ogłosił dodatkowy cel wynoszący 20% do lat 2020–2021. OFGEM wydaje zbywalny certyfikat zwany certyfikatem obowiązku odnawialnego (ROC) .

W 2007 r. rząd Wielkiej Brytanii zgodził się na ogólny cel Unii Europejskiej zakładający wytwarzanie 20% dostaw energii Unii Europejskiej ze źródeł odnawialnych do 2020 r. Każdemu państwu członkowskiemu Unii Europejskiej wyznaczono własny przydzielony cel; w przypadku Wielkiej Brytanii jest to 15%. Zostało to sformalizowane w styczniu 2009 r. wraz z przyjęciem dyrektywy UE w sprawie odnawialnych źródeł energii . Ponieważ produkcja energii cieplnej i paliw odnawialnych w Wielkiej Brytanii jest na bardzo niskim poziomie, RenewableUK szacuje, że do tego czasu będzie to wymagało wytwarzania 35–40% energii elektrycznej w Wielkiej Brytanii ze źródeł odnawialnych, co w dużej mierze zostanie pokryte przez 33–35 GW zainstalowanej mocy wiatru. Ustawa o zmianach klimatycznych z 2008 r. zawiera zobowiązanie do ograniczenia emisji gazów cieplarnianych netto o 80% do 2050 r. (w porównaniu z poziomem z 1990 r.) oraz pośredni cel redukcji o 26% do 2020 r.

Zielony Ład to polityka rządu Wielkiej Brytanii wprowadzona przez Departament Energii i Zmian Klimatu w dniu 1 października 2012 r. Zezwala na pożyczki na środki oszczędzania energii w przypadku nieruchomości w Wielkiej Brytanii, aby umożliwić konsumentom korzystanie z energooszczędnych ulepszeń w ich domach.

Łącznie wszystkie odnawialne źródła energii elektrycznej dostarczyły 14,9% energii elektrycznej wytworzonej w Wielkiej Brytanii w 2013 roku, osiągając 53,7 TWh wytworzonej energii elektrycznej. W drugim kwartale 2015 roku produkcja energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych przekroczyła po raz pierwszy 25%, a produkcja węgla po raz pierwszy.

W 2013 r. odnawialne źródła energii stanowiły łącznie 5,2% całej energii wyprodukowanej w Wielkiej Brytanii, przyczyniając się do osiągnięcia celu redukcji emisji o 15% do 2020 r. wyznaczonego w dyrektywie UE w sprawie odnawialnych źródeł energii z 2009 r ., zgodnie z pomiarami za pomocą metodologii tej dyrektywy. Do 2015 roku odsetek ten wzrósł do 8,3%.

W czerwcu 2017 r. odnawialne źródła energii i energia jądrowa po raz pierwszy wygenerowały w Wielkiej Brytanii więcej energii niż gaz i węgiel razem wzięte. Wielka Brytania ma czwartą najbardziej ekologiczną elektrownię w Europie i siódmą na świecie. W 2017 r. nowa morska energetyka wiatrowa po raz pierwszy stała się tańsza od nowej energii jądrowej. Wielka Brytania jest nadal w dużym stopniu uzależniona od gazu i podatna na wahania światowych cen gazu.

Dane rządowe pokazują, że do wytworzenia ponad połowy energii elektrycznej wykorzystanej w Wielkiej Brytanii po raz pierwszy w 2018 r. wykorzystano energię niskoemisyjną. W 2018 r. udział energii elektrycznej wytwarzanej ze źródeł odnawialnych w Wielkiej Brytanii wzrósł do 33%.

trwa szybki rozwój systemów magazynowania energii w skali sieciowej , co pomaga stawić czoła zmienności energii wiatrowej i słonecznej. Według stanu na maj 2021 r. aktywne było 1,3 GW akumulatorów sieciowych, wraz z wcześniejszymi elektrowniami szczytowo-pompowymi w Dinorwig , Cruachan i Ffestiniog .

Ekonomia

Szacunkowe uśrednione koszty (pence/kWh) niskoemisyjnych technologii wytwarzania energii elektrycznej
Technologia	prognoza z 2010 roku		prognoza z 2016 roku		prognoza sporządzona w 2020 r
Technologia	Szacunek za 2011 rok	Projekcja centralna 2040	Szacunek na rok 2020	Szacunek na rok 2025	Szacunek na rok 2030	Szacunek na rok 2040
Hydro rzeczne (najlepsze lokalizacje)	6.9	5
Hydro			8,0	8,0	8.8	8.8
Wiatr na lądzie	8.3	5.5	6.3	6.1	4,5	4.4
Jądrowy	9.6	6	-	9,5
CCGT z wychwytywaniem dwutlenku węgla	10,0	10	-	11,0	8.7	8.2
Drewno CFBC / Biomasa	10.3	7,5	8.7	-	9,8	9,8
Geotermalne	15.9	9			12.4	12.2
Morski wiatr	16.9	8,5	9.2	8.6	4.7	4,0
Strumień pływowy	29.3	13	-	32,8	20,5	18.8
Fotowoltaika	34.3	8	6.7	6.3	3.9	3.3
Zapora pływowa	51,8	22

Dla porównania szacunkowy koszt CCGT (turbiny gazowej o cyklu kombinowanym) bez wychwytywania dwutlenku węgla i kosztów emisji w 2020 r. wyniesie 4,7 pensów/kWh (47 GBP/MWh). Ceny morskiej energii wiatrowej spadły znacznie szybciej, niż przewidywały prognozy, a w 2017 r. złożono dwie oferty na budowę morskich farm wiatrowych po cenie 5,75 pensów/kWh (57,50 funtów/MWh) na lata 2022–2023.

Ceny strajkowe

„Cena wykonania” stanowi podstawę kontraktu różnicowego pomiędzy „generatorem a spółką rządową zajmującą się kontraktami niskoemisyjnymi (LCCC)” i gwarantuje cenę za MWh płaconą producentowi energii elektrycznej. Nie jest to to samo, co uśredniony koszt energii elektrycznej (LCOE), który jest oszacowaniem pierwszego rzędu średniego kosztu, jaki musi ponieść producent, aby osiągnąć próg rentowności.

Niskoemisyjne źródła wytwórcze uzgodniły „ceny strajkowe” w przedziale od 50 do 79,23 GBP/MWh w przypadku fotowoltaiki, 80 GBP/MWh w przypadku energii z odpadów, 79,23–82,5 GBP/MWh w przypadku lądowej energii wiatrowej oraz 114,39–119,89 GBP. /MWh dla morskiej energetyki wiatrowej i technologii konwersji (wszystko wyrażone w cenach z 2012 roku). Ceny te są indeksowane o inflację.

W przypadku nowych połączeń wzajemnych oczekuje się, że w 2020 r. zakończy się trwająca budowa połączenia NSN Link, po czym Wielka Brytania uzyska 1,4 GW dostępu do tańszych źródeł w obszarze ofertowym Nord Pool Spot w południowej Norwegii (NO ₂ ) . Podobnie oczekuje się, że Viking Link rozpocznie działalność w 2022 r., po czym Wielka Brytania uzyska kolejne 1,4 GW dostępu do tańszego obszaru rynkowego (DK1) w zachodniej Danii, Nord Pool Spot.

Wiatr

Energia wiatrowa dostarcza coraz większą część energii w Wielkiej Brytanii . Na początek lutego 2020 r. na produkcję energii wiatrowej składało się 10 429 turbin wiatrowych o łącznej mocy zainstalowanej ponad 22 GW: 13 575 MW na lądzie i 8 483 MW na morzu, co oznacza wzrost z 7 950 MW na lądzie i 4 049 MW na morzu od 2015 r. Wielka Brytania jest szóstym co do wielkości producentem energii wiatrowej na świecie, wyprzedzając Francję i Włochy w 2012 roku.

Badania opinii publicznej niezmiennie wykazują silne poparcie dla energetyki wiatrowej w Wielkiej Brytanii – prawie trzy czwarte populacji zgadza się z jej wykorzystaniem, nawet wśród osób mieszkających w pobliżu lądowych turbin wiatrowych. Oczekuje się, że w najbliższej przyszłości energia wiatrowa w Wielkiej Brytanii będzie nadal rosła. W Wielkiej Brytanii energia wiatrowa jest drugim co do wielkości źródłem energii odnawialnej po biomasie . Od 2018 r. Ørsted (dawniej DONG Energy) jest największym operatorem farm wiatrowych w Wielkiej Brytanii, posiadającym udziały w planowanych lub istniejących projektach mogących wyprodukować 5 GW energii wiatrowej.

W 2010 roku zakończono znaczące projekty w brytyjskiej branży wiatrowej, włączając do eksploatacji morskie farmy wiatrowe Gunfleet Sands , Robin Rigg i Thanet .

Moc oceanu

Urządzenie zasilające falę skałoczepa Islay

Ze względu na wyspiarskie położenie Wielkiej Brytanii, kraj ten ma ogromny potencjał wytwarzania energii elektrycznej z energii fal i pływów .

Jak dotąd na rozwój energii fal i pływów przeznaczono bardzo niewiele środków, w związku z czym nie została ona jeszcze wykorzystana na skalę komercyjną ze względu na wątpliwości co do jej opłacalności ekonomicznej w Wielkiej Brytanii. Europejskie Centrum Energii Morskiej na Orkadach obsługuje system wytwarzania energii falowej podłączony do sieci w Billia Croo niedaleko Stromness oraz ośrodek testów pływów podłączony do sieci w wąskim kanale pomiędzy zatokami Westray Firth i Stronsay Firth.

rząd szkocki ogłosił finansowanie brytyjskiej farmy pierwszej fali . Będzie to największa na świecie, o mocy 3 MW generowanej przez cztery maszyny Pelamis , a jej koszt wyniesie ponad 4 miliony funtów. Na południu Szkocji przeprowadzono dochodzenie w sprawie projektu elektrowni pływowych obejmującego budowę zapory Solway, prawdopodobnie zlokalizowanej na południe od Annan .

Projekt farmy falowej mający na celu wykorzystanie energii fal przy użyciu buoy PB150 PowerBuoy został ukończony przez firmę Ocean Power Technologies w Szkocji i jest w fazie rozwoju w pobliżu Kornwalii w Wave Hub .

Biopaliwa

Na niektórych obszarach wykorzystywano już gaz ze ścieków i wysypisk śmieci ( biogaz ). W 2004 r. dostarczyło 129,3 GW·h (wzrost o 690% w porównaniu z poziomem z 1990 r.) i było wiodącym źródłem energii odnawialnej w Wielkiej Brytanii, reprezentującym 39,4% całej wyprodukowanej energii odnawialnej (w tym wodnej). Wielka Brytania zobowiązała się do osiągnięcia celu wynoszącego 10,3% energii odnawialnej w transporcie, aby zachować zgodność z Unii Europejskiej w sprawie energii odnawialnej, ale nie wdrożyła jeszcze przepisów zapewniających osiągnięcie tego celu.

Inne biopaliwa mogą stanowić źródło energii bliskie neutralności pod względem emisji dwutlenku węgla, jeśli są uprawiane lokalnie. W Ameryce Południowej i Azji produkcja biopaliw na eksport w niektórych przypadkach spowodowała znaczne szkody ekologiczne, w tym wycinkę lasów deszczowych . W 2004 r. biopaliwa dostarczyły 105,9 GW·h, z czego 38% stanowiło drewno . Stanowiło to wzrost o 500% w stosunku do roku 1990.

Słoneczny

Panele słoneczne na inwestycji BedZED w londyńskiej dzielnicy Sutton

w Wielkiej Brytanii istniało 230 000 projektów związanych z energią słoneczną o łącznej zainstalowanej mocy wytwórczej wynoszącej 750 MW. Do lutego 2012 roku moc zainstalowana osiągnęła 1000 MW. W ostatnich latach zużycie energii słonecznej wzrosło bardzo szybko, choć z niewielkiej podstawy, w wyniku obniżek kosztów paneli fotowoltaicznych (PV) oraz wprowadzenia dotacji w postaci taryf gwarantowanych (FIT) w kwietniu 2010 r. rząd oznajmił, że w ciągu ośmiu lat 4 miliony domów w Wielkiej Brytanii będzie zasilanych energią słoneczną, co stanowi docelową liczbę 22 GW zainstalowanej mocy fotowoltaicznej do 2020 r. Do lutego 2019 r. zainstalowano ok. 13 GW

Hydroelektryczny

zbiornik elektrowni Dinorwig , elektrownia szczytowo-pompowa o mocy 1800 MW w północnej Walii i największa elektrownia wodna w Wielkiej Brytanii

Od 2012 r. Elektrownie wodne w Wielkiej Brytanii wytwarzały 1,67 GW zainstalowanej mocy wytwórczej energii elektrycznej, co stanowi 1,9% całkowitej mocy wytwórczej Wielkiej Brytanii i 14% zdolności wytwarzania energii odnawialnej w Wielkiej Brytanii. Roczna produkcja energii elektrycznej w takich systemach wynosi około 5700 GWh, co stanowi około 1,5% całkowitej produkcji energii elektrycznej w Wielkiej Brytanii.

istnieją również elektrownie szczytowo-pompowe . Elektrownie te są odbiorcami netto energii elektrycznej, przyczyniają się jednak do bilansowania sieci, co może ułatwić wytwarzanie energii ze źródeł odnawialnych w innym miejscu, na przykład poprzez „wchłanianie” nadwyżki energii odnawialnej poza godzinami szczytu i uwalnianie energii, gdy jest ona potrzebna.

Energia geotermalna

Dochodzenia w sprawie wykorzystania energii geotermalnej w Wielkiej Brytanii , wywołane kryzysem naftowym w 1973 r ., zostały porzucone ze względu na spadek cen paliw. ^{[ potrzebne źródło ]} Działa tylko jeden program w Southampton . ^{[ potrzebne źródło ]} W 2009 r. wydano pozwolenie na budowę dla projektu geotermalnego w pobliżu Eastgate w hrabstwie Durham , jednak finansowanie zostało wycofane i od sierpnia 2017 r. nie odnotowano dalszych postępów. W listopadzie 2018 r. firma Geothermal Engineering rozpoczęła wiercenia w celu uzyskania pozwolenia na budowę elektrowni geotermalnej na skalę komercyjną na terenie przemysłowym United Downs w pobliżu Redruth . Elektrownia będzie wytwarzać 3 MW energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych. W grudniu 2010 r. Projekt Eden w Kornwalii otrzymał pozwolenie na budowę elektrowni geotermalnej Hot Rock. Rozpoczęcie wierceń planowano na 2011 r., ale od maja 2018 r. nadal poszukuje się funduszy.

Mikrogeneracja

Rząd postrzega technologie mikrogeneracyjne jako posiadające znaczny potencjał. Jednakże strategia mikrogeneracji wdrożona w marcu 2006 roku została przez wielu komentatorów uznana za rozczarowanie. Mikrogeneracja obejmuje lokalną produkcję energii elektrycznej przez domy i przedsiębiorstwa ze źródeł o niskim zużyciu energii, w tym małych turbin wiatrowych i instalacji energii słonecznej . Oczekuje się, że Ustawa o zmianach klimatycznych i zrównoważonej energii z 2006 r. zwiększy liczbę instalacji mikrogeneracyjnych, jednak finansowanie dotacji w ramach Programu Budownictwa Niskoemisyjnego okazuje się niewystarczający, aby zaspokoić popyt, gdyż środki na marzec 2007 r. wydano w 75 minut.

Wspólnotowe systemy energetyczne

Zrównoważone społeczne systemy energetyczne , których pionierem jest Rada Miasta Woking , zapewniają zintegrowane podejście do wykorzystania kogeneracji, odnawialnych źródeł energii i innych technologii w celu zapewnienia społeczności miejskiej zrównoważonych dostaw energii. Oczekuje się, że to samo podejście zostanie rozwinięte w innych miastach, w tym w Londynie. Przedsiębiorstwo Highlands and Islands Community Energy Company z siedzibą w Inverness aktywnie rozwija inicjatywy będące własnością społeczności i kierowane przez nią w Szkocji .

W lipcu 2015 r. w Walii wybudowano dom dodatni energetycznie za 125 000 funtów. Oczekuje się, że na każde 100 funtów wydanych na energię elektryczną wygeneruje on 175 funtów eksportu energii elektrycznej.

Zobacz też

Linki zewnętrzne