Rozwój innowacji w dziedzinie czystej energii
Przyjmuje się, że zwiększenie innowacyjności czystych technologii energetycznych może znacząco przyspieszyć globalną transformację, dzięki której sektor energetyczny stanie się bezemisyjny. Dane gromadzone na potrzeby kształtowania polityki innowacyjności skupiały się dotychczas przede wszystkim na wkładzie w proces innowacji. Inną perspektywę przyjęli natomiast autorzy najnowszego sprawozdania, które powstało dzięki wsparciu finansowanego przez UE projektu TEIIF. Przedstawiono w nim po raz pierwszy analizę innowacyjnych technologii energii odnawialnej pod kątem związanych z nimi produktów i wyników, czyli kosztów oraz wydajności technologii, patentów i standardów.
Koszty i wydajność
W sprawozdaniu omówiono aktualny stan rzeczy w odniesieniu do poszczególnych technologii energii odnawialnej. Pierwszą kwestią, na którą zwrócono uwagę, jest spadek kosztów systemów fotowoltaicznych, które w okresie od 2010 do 2020 roku zmniejszyły się o 85 %, głównie za sprawą innowacyjnych rozwiązań zwiększających wydajność tej technologii. W tym samym czasie zwiększyła się konkurencyjność technologii koncentracji energii słonecznej (CSP), mimo że w porównaniu z innymi rozwiązaniami była wdrażana na mniejszą skalę. Jak wynika ze sprawozdania, koszty energii elektrycznej w przypadku nowo powstałych elektrowni CSP spadły o 68 % w latach 2010–2020, co z jednej strony wiąże się ze spadkiem kosztów instalacji, eksploatacji i utrzymania, a z drugiej strony ze wzrostem wydajności. Wprowadzenie odpowiednich przepisów pomogło rozwinąć rynek akumulatorowych systemów magazynowania energii typu „behind-the-meter” (BTM), czyli instalacji podłączonych bezpośrednio do sieci odbiorcy. Nie oznacza to wcale, że możliwości tego sektora zostały już wyczerpane, wręcz przeciwnie. Znaczące inwestycje w różnorodne technologie litowo-jonowe w ostatnich latach zaowocowały opracowaniem udoskonalonych akumulatorów litowo-jonowych, które zdominowały rynek rozwiązań BTM dla budynków mieszkalnych. W przypadku sektora lądowej energii wiatrowej możliwość montowania turbin na wyższych wieżach oraz stosowania większych powierzchni omiatania doprowadziły do „wzrostu globalnego średniego ważonego współczynnika wykorzystania mocy lądowej energii wiatrowej o prawie jedną trzecią, z niewiele ponad 27 % w 2010 roku do 36 % w roku 2020”. Jednocześnie koszty w tym sektorze zmalały o 56 %, nie tylko dzięki licznym innowacjom technologicznym, ale również w wyniku obniżenia kosztów turbin i budowy farm wiatrowych. Z kolei w dziedzinie morskiej energetyki wiatrowej usprawnienie turbin, lepsze rozplanowanie instalacji i sieci na farmach wiatrowych – obok skrócenia czasu przestojów podczas najbardziej wietrznych dni dzięki wydajniejszym praktykom w zakresie eksploatacji i konserwacji – złożyły się na wyższe współczynniki wykorzystania mocy. W ciągu ostatnich dziesięciu lat koszty w tym sektorze spadły o 48 %. W przypadku elektrolizerów alkalicznych (AEL), stanowiących najważniejsze komercyjne rozwiązanie w dziedzinie elektrolizy wodorowej, w okresie od 2005 do 2020 roku zanotowano spadek kosztów aż o 60 %. Ponadto w ciągu ostatniej dekady zwiększyła się też wydajność systemów AEL – o co najmniej 10 %. Chociaż koszty innej kluczowej technologii – elektrolizerów z membraną do wymiany protonów – również się obniżyły, w jej przypadku nie udało się osiągnąć wydajności na poziomie elektrolizerów AEL. W ciągu ostatniego dziesięciolecia wielkoskalowe instalacje wykorzystujące termiczną energię słoneczną w procesach przemysłowych nie doczekały się większego wsparcia w Europie, lecz niezależnie od tego ich koszty obniżyły się o ponad dwie trzecie. Jak czytamy w sprawozdaniu, zaobserwowane obniżki kosztów „wyraźnie wskazują nie tylko na korzyści płynące ze wsparcia politycznego, ale również na to, jak ważne jest osiąganie efektu skali na poziomie elektrowni, który wpływa na obniżenie kosztów na wczesnym etapie komercjalizacji”.
Patenty i standardy
Dane dotyczące morskich technologii wiatrowych wskazują na dwa szczyty aktywności patentowej: jeden w 2012 roku, drugi – w 2018 roku (odpowiednio 114 i 128 wynalazków). Aktywność patentowa w dziedzinie elektrolizerów wodorowych zwiększała się o 30 % rocznie, a w samym 2018 roku zgłoszono aż 1 600 nowych rozwiązań. Szybki rozwój nowych standardów w zakresie technologii wodorowych i wiatrowych obserwowany od 2012 roku dowodzi, że cieszą się one coraz większym zainteresowaniem. Zamysłem twórców projektu TEIIF (TRACKING ENERGY INNOVATION IMPACTS FRAMEWORK) było dostarczenie decydentom solidnej wiedzy z zakresu wpływu, jaki programy finansowania i wspierania innowacji wywierają na sektor energetyczny. Realizacja projektu zakończyła się w 2021 roku. Więcej informacji: projekt TEIIF
Słowa kluczowe
TEIIF, energia odnawialna, technologia energii odnawialnej, innowacje technologiczne, morska energia wiatrowa, lądowa energia wiatrowa, elektrolizer wodorowy, energia słoneczna, magazynowanie energii, akumulator litowo-jonowy
