REN21 je objavio izvještaj Obnovljivi izvori energije - 2014 Svjetski izvještaj o stanju (Renewables 2014 Global Status Report - GSR) čije ćemo najzanimljivije dijelove ukratko prenijeti u desetak članaka tokom idućih par mjeseci. U nastavku se može pročitati četvrti dio u kojem donosimo pregled sektora geotermalne energije, hidroelektrana i oceanske energje.

Geotermalna energija

Tržišta

Geotermalni izvori osiguravaju energiju koja se pretvara u električnu energiju ili se koristi direktno za grijanje ili hlađenje, te je prošle godine iz istih osigurano otprilike 600 PJ (167 TWh) energije. Sama električna energija sudjeluje sa malo manje od 50% sa otprilike 76 TWh, dok se ostalih 91 TWh smatra direktnom potrošnjom toplinske energije. Neke geotermalne elektrane proizvode električnu energiju i toplinsku energiju u isto vrijeme.

Tokom prošle godine je u pogon ušlo barem 530 MW novih geotermalnih elektrana čime je postignuta ukupna instalirana snaga od otprilike 12 GW koja ima godišnju proizvodnju od 76 TWh. Uzimajući u obzir zamjenu pojedinih jedinica neto rast snage je bio barem 465 MW, što je godišnji rast nove instalirane snage od 4% - malo veći rast od prosječnog godišnjeg rasta prošlih godina koji je iznosio 3% u razdoblju od 2010. do 2012. godine.

Nove elektrane su prošle godine ušle u pogon u Novom Zelandu, Turskoj, SAD-u, Keniji, Meksiku, Filipinima, Njemačkoj, Italiji i Australiji. Najveću instaliranu snagu su krajem prošle godine imali SAD (3,4 GW), Filipini (1,9 GW), Indonezija (1,3 GW), Meksiko (1,0 GW), Italija (0,9 GW), Novi Zeland (0,9 GW), Island (0,7 GW) i Japan (0,5 GW).

Novi Zeland je prošle godine instalirao 241 MW geotermalnih elektrana uz neto rast od 196 MW, čime je povećao svoju ukupnu snagu za 30% na 0,9 GW. U pogon su ušle elektrana Te Mihi snage 159 MW, te Ngatamirki snage 82 MW. Ngatamirki je po dostupnim podacima najveća binarna elektrana na svijetu, što znači da injektira nazad u podzemni rezervoar cijeli geotermalni fluid bez da ga potroši.

Slika 1: Top 10 zemalja po instaliranoj snazi geotermalnih elektrana

Turska je instalirala 112 MW geotermalnih elektrana prošle godine, a krajem godine je u izgradnji ili pred izgradnjom bilo čak 300 MW dodatnih elektrana. SAD je instalirao 84 MW prošle godine pri čemu je posebno zanimljiv bio projekt Desert Peak 2 (1,7 MW) u Nevadi koji predstavlja napredni geotermalni sustav unutar postojećeg čiji je jedini cilj povećati produktivnost postrojenja. Kenija je pak jedno od najbrže rastućih tržišta za geotermalnu energiju, pa je tako prošle godine instalirala 52 MW kroz dvije elektrane, te je imala još 280 MW u izgradnji. Filipini su prošle godine izgradili još jednu 20 MW elektranu, te imaju još 40 MW u gradnji, a u Meksiku je 25 MW jedinica zamijenila 15 MW jedinicu na projektu Humeros II. U Europi je dovršeno nekoliko manjih elektrana, i to dvije u Njemačkoj i jedna u Italiji uz vrlo dobar potencijal razvoja u budućnosti.

S obzirom na sve veću penetraciju varijabilnih izvora električne energije kao što su solarne elektrane i vjetroelektrane, sve veći je interes i za geotermalnu energiju koja može služiti za spremanje energije i balansiranje mreže. Geotermalne elektrane pružaju dovoljnu fleksibilnost za tu svrhu.

Direktno korištenje geotermalne energije se pak odnosi na direktno korištenje topline i to za grijanje prostora, grijanje vode za kućanstva, te za bazene i javna kupališta, poljoprivredu i druge. Takvo poveće korištenje se nastavilo prošle godine, s time da su izgrađena neka nova postrojenja u Europi, a ukupno se radi o otprilike 91 TWh energije. Točan iznos se ne zna, jer se ne vode dovoljno kvalitetne evidencije toplinske uporabe, ponajviše u Kini.

Geotermalna energija za grijanje se ponajviše koristi u onim državama gdje ima dobrih resursa, te je prema procjenama predvodnik Kina koja drži 20 do 50% tržišta sa procjenom potrošnje od 13 TWh u 2009. godini, do 45 TWh u 2011. godini. Ostali veći potrošači su Truska sa procjenom od 16,4 TWh u 2012. godini, Island sa 7,8 TWh u 2013. godini, Japan sa 7,2 TWh u 2013. godini i Madžarska sa 2,8 TWh u 2012. godini.

Među novim postrojenjima se posebno ističe geotermalna energana za područno grijanje u Miskolcu, Mađarskoj koja ima snagu od 60 do 70 MW toplinske energije. U pogon je ušlo i jedno 6 MW postrojenje u Italiji, te 4 MW u Njemačkoj. Osim toga u Europi se radi na programu boljeg praćenja korištenja geotermalne energije u svim sektorima, pa se tako prema najnovijim podatcima u Mađarskoj, Turskoj i Italiji manje od 50% geotermalne energije koristi za toplinske svrhe, dok je taj udio u Francuskoj, Islandu i Njemačkoj puno veći te iznosi oko 80%.

Industrija

Geotermalna industrija je i prošle godine uz pomoć potpora nastavila raditi na tehnološkim inovacijama čiji je cilj poboljšati ekonomiku iskorištavanja geotermalne energije zajedno sa boljim pristupom resursima. Ciljevi razvoja uključuju bolju efikasnost postrojenja, kao i razvoj tehnologija koje omogućuju korištenje polja sa nižom temperaturom izvora za proizvodnju električne energije i topline, čime bi se omogućilo bolje korištenje geotermalne energije.

Nove tehnologije se tako isprobavaju u Australiji gdje je napravljen pilot projekt snage 1 MW koji ima bušotine na dubini većoj od četiri kilometra u toplom granitu. U Italiji je pak u pogon ušao projekt snage 1 MW koji ima posebnu turbinu čija je efikasnost poboljšana u odnosu na dosada primjenjivane modele.

U samom sektoru radi manji broj tvrtki, pri čemu su neke kao Enel, Chevron i Ornat Industries vertikalno integrirane, te razvijaju projekte od početka do kraja dok su neke visoko specijalizirane kao što su Thermasource i Iceland Drilling. Što se tiče samih turbina za elektrane, na razvoju novih tehnologija se surađuje sa specijaliziranim tvrtkama kao što su Ormat i Turboden, dok se kod standardizirane tehnologije turbina-generatora surađuje sa poznatim proizvođačima kao što su Mitsubishi, Toshiba, Alstom, Siemens i Fuji Electric.

Sama industrija ima još mnogo mjesta za napredak u skoro svim područjima, a pogotovo u održavanju, pristupu i monitoringu geotermalnih resursa. U tome im pomaže sve veće korištenje tehnologija iz sektora nafte i plina gdje postoji puno više iskustva u bušenju.

Tehnološke inovacije se najviše potiču kroz Napredne geotermalne sustave (EGS) te imaju vrlo veliki potencijal. Ova relativno nova tehnologija je prvo predstavljena u SAD-u, ali je prva EGS elektrana Soultz puštena u pogon u Francuskoj 2008. godine. EGS poboljšava iskorištavanje topline razbijanjem kamena ispod površine kako bi se povećala propusnost čime se omogućuje proizvodnja slična prirodnim konvencionalnim geotermalnim poljima. Dok su konvencionalni geotermalni resursi prilično ograničeni EGS polja ima puno više, ali se teže mogu iskoristiti. Unatoč privlačnosti te tehnologije, financiranje iste je još uvijek komplicirano jer treba barem još 10-15 godina da tehnologija postane komercijalna. Glavni cilj tehnologije je smanjiti troškove bušenja i potaknuti daljnji razvoj, čime bi se smanjili rizici.

Rizici projekata koji koriste geotermalnu energiju su općenito jedinstveni, pošto za razvoj projekta treba 5 do 7 godina, pri čemu je pet godina potrebno za istraživanje, testno bušenje i razvoj saznanja o potencijalu polja, što sve dolazi prije same gradnje elektrane. Developeri se tako bore sa financijskim rizikom visokih početnih troškova, te mogućnosti da projekt ne ispuni očekivanja u bilo kojoj od tih faza razvoja.

Kako bi se bolje upravljalo tim rizikom potrebno je na svjetskoj razini bolje procjenjivati geotermalne resurse i uspostaviti rizične fondove ili garancije zajmova kojima bi se smanjio rizik. Takvi modeli već postoje u Europskoj Uniji, ali su povezani sa pojedinačnim zemljama (radi se na sveobuhvatnoj potpori na razini EU), dok u SAD-u i Japanu također postoji neki oblik ciljanih financijskih potpora. Prošle godine  je i za zemlje u razvoju Svjetska Banka predstavila Globalni plan razvoja geotermalne energije čiji je fokus na istraživačke bušotine što bi moglo ubrzati razvoj projekata u tim regijama. Plan ima početni cilj skupiti 500 milijuna dolara.

Hidroelektrane

Tržišta

Prošle godine je u pogon ušlo oko 40 GW novih hidroelektrana, čime se ukupna instalirana snaga povećala za 4% na otprilike 1.000 GW. Ukupna proizvodnja električne energije iz hidroelektrana dosta varira ovisno o hidrološkim uvjetima, ali se procjenjuje na otrpilike 3.750 TWh u 2013. godini. Vodeće zemlje su i dalje Kina (260 GW / 905 TWh), Brazil (85.7 GW / 415 TWh), SAD (78.4 GW / 269 TWh), Kanada, Rusija, Indija i Norveška. Oni pokrivaju 62% svih instalalacija u svijetu. Od svih instaliranih hidroelektrana 135 do 140 GW je reverzibilnih, a prošle godine ih je izgrađeno 2 GW.

Veći dio novih instalacija je ostvaren u Kini, s time da je veći broj instalacija imala i Turska, Brazil, Vijetnam, Indija i Rusija. Kina je u pogon pustila rekordnih 29 GW, te sada ukupno ima 260 GW hidroelektrana. Između ostalog je u srpnju u pogon ušla elektrana Xiluodu snage 9,2 GW, s tim da se njen puni pogon očekuje ove godine, a trebala bi u tome trenutku imati instalirano ukupno 13,86 GW, čime će postati treća najveća hidroelektrana na svijetu. Ukupne investicije u hidroelektrane u Kini su poršle godine bile veće od 20 milijardi dolara.

Slika 2: Udjeli šest vodećih država u instaliranoj snazi hidroelektrana

Turska je nakon 2 GW u 2012. godini prošle godine nadodala još 2,9 GW za ukupno 22,5 GW, čime je ušla u top 10 država sa najvećom instaliranom snagom hidroelektrana. Brazil je prošle godine nadodao oko 2 GW, te sada ima oko 85,7 GW hidroelektrana. Osim toga se tamo grade dvije velike protočne hidroelektrane, i to Jirau koji će imati 3,75 GW kada bude dovršen, a sastojati će se od pedeset 75 MW turbina od kojih je prva ušla u pogon prošle godine. Druga je San Antonio koja će imati snagu 3,6 GW, a kod koje su 22 od 50 turbina u pogonu. One pokazuju trend Brazila koji se okreće od velikih akumulacijskih hidroelektrana prema protočnima, koje su održivije i pogodnije za okoliš.

Vijetnam je još jedna država koja ubrzano razvija svoje hidroelektrane, te je tako prošle godine izgrađeno 1,3 GW i sada ima ukupno 14,2 GW. Ipak, zbog oštećenja Song Tranh 2 brane nakon potresa se očekuje sporiji razvoj novih projekata jer se očekuju dodatni zahtjevi što se tiče sigurnosti kod postojećih i budućih hidroelektrana. Indija je prošle godine izgradila 0,8 GW od čega je 0,6 GW bilo za hidroelektrane snage veće od 25 MW. Rusija je pak prošle godine instalirala oko 3,2 GW, ali je sam neto rast oko 0,7 GW zbog revitalizacije postojećih postrojenja.

Afrika je tokom prošle godine dovršila dva projekta i to 400 MW Bui u Gani i 160 MW Grand Poubara u Gabonu. Kineski Sinohydo je izgradio obje te hidroelektrane, a financirala ih je Kineska Exim Banka. U međuvremenu je krenula i revitalizacija hidroelektrane Inga 1 snage 350 MW koja je u pogon ušla 1970-ih. Postoji veći broj hidroelektrana u Africi koje treba revitalizirati, a radovi su u tijeku na dvije takve u Nigeriji (Kainji i Jebba). Osim toga u razvoju ili u izgradnji je više projekata, a najveći je 6 GW Grand Renaissance Dam u Etiopiji, dok je u međuvremenu najavljen početak izgradnje hidroelektrane Inga 3 snage 4,8 GW u Kongu 2015. godine, nakon što je potpisan ugovor o otkupu električne energije između Južnoafričke Republike i Konga.

Reverzibilne hidroelektrane su se tokom prošle godine gradile u Kini i Europi, pri čemu je u Kini izgrađeno 1,2 GW za ukupno 21,5 GW. U Španjolskoj je dovršena reverzibilna hidroelektrana La Muela čija je ukupna snaga 2 GW.

Svjetska banka je prošle godine najavila da će i dalje financirati održive projekte hidroelektrana, a u izgradnji je i veći broj prijenosnih mreža čija će primarna funkcija biti prenošenje električne energije iz hidroelektrana (u Africi se gradi između Etiopije i Kenije, u središnjoj Americi je manje više dovršen prijenosni dalekovod dug 1.800 kilometara, a u sjevernoj Americi se planira gradnja dva nova dalekovoda koja bi spojila Kanadu i SAD).

Industrija

Nove instalacije hidroelektrana su u zadnjih pet godina bile dosta veće nego tokom zadnjih pet godina. Unatoč tome se primjećuje pad narudžbi prošle godine u odnosu na 2012.

Austrijski Andritz Hydro i Njemački Voith Hydro su izjavili da su im se smanjile narudžbe tokom prošle godine, ali i da raste tržište modernizacije projekata. Alstom je također izjavio da su se smanjile narudžbe za nove projekte, ali i da je povećana potražnja za revitalizacijom projekata. Osim toga je Alstom nadogradio svoju tvornicu u Kini, te otvorio globalni tehnološki centar u Grenobleu, Francuskoj. Kineski Dongfang je pak objavio da im je proizvodnja turbina-generatora bila 4,2 GW prošle godine što je rast od 28,6% u odnosu na 2012. godinu, dok je Harbin iz Kine proizveo 3,2 GW što je pad od 3,7%.

Cijela industrija radi na sve većim projektima, te se postavljaju novi rekordi za snagu pojedinačnih turbina (više od 800 MW po jedinici). U isto vrijeme postoje indikacije za razvoj velikih protočnih hidroelektrana sa više turbina i za manji kapacitet akumulacija što je posebno uočljivo u Brazilu. Kao dio tog trenda industrija razvija fleksibilnije turbine koje se mogu adaptirati na varijabilnije protoke. Drugi bitan trend je regionalni pristup razvoju sustava, uključujući interkonekcije između država i komplementiranje hidroelektrana sa drugim obnovljivim izvorima energije.

Oceanska energija

Tržišta

Oceanska energija označava sve vidove dobivanja energije iz oceana, uključujući valove, plimu i oseku, morske struje te temperaturne i salinitetne gradijente. Krajem prošle godine je ukupna instalirana snaga iznosila 530 MW, pri čemu je većina ostvarena iz elektrana na plimu i oseku.

Radi se o projektima Sihwa snage 254 MW koji je dovršen 2011. godine i nalazi se u Južnoj Koreji, 240 MW Rance u Francuskoj iz 1966. godine, 20 MW Annapolis u Kanadi i 3.9 MW Jiangxia u Kini. Ostali su projekti puno manji, s time da je velika koncentracija istih u Velikoj Britaniji (otprilike 11 MW pilot projekata na plimu i oseku ili valove).

Prošle godine nije izgrađen nijedan veliki projekt, ali je u pogon ušlo par pilot projekata pri čemu su u EMEC-u (European Marine Energy Center) u pogon ušle turbine na plimu i oseku HyTide snage 1 MW od Voitha u Njemačkoj i 1 MW turbina na morske struje od Alstoma.

Dozvole su dobili još neki projekti uglavnom u vodama Velike Britanije, pri čemu je najveći Pentland Firth (u vlasništvu Atlantis Resourcea) čija bi prva faza trebala imati snagu od 86 MW, a ukupno bi trebala imati 398 MW. Dozvola je izdana i za 40 MW elektranu na valove pokraj obale Škotske kod Lewisa. U ožujku je prihvaćena i aplikacija za 240 M projekt Swansea koji koristi tehnologiju plime i oseke uz pomoć brana. Izvan Velike Britanije je prvu dozvolu dobio projekt na plimu i oseku pokraj obale Aljaske u SAD-u čija bi snaga također trebala biti 240 MW.

Industrija

Razvoj tehnologija je nastavljen i prošle godine sa daljnjim razvojem velikog broja različitih uređaja. Tvrtke napreduju akvizicijom i zajedničkim ugovorima o razvoju uz pomoć pojedinih vlada.

Škotski EMEC koji je vodeće testno postrojenje za valove i plimu i oseku ja nastavio nuditi svoje znanje na globalnoj razini. Prošle godine je tako postignut dogovor za testno postrojenje u Singapuru.

Alstom je tokom prošle godine kupio tvrtku Tidal Generation Limited, dok je Voith Hydro otkupio preostalih 20% dionica od Voith Hydro Ocean Current Technologies. Atlantis Resource je dobio financiranje od Europske Komisije i od prodaje vlastitih dionica za daljnji razvoj svojih turbina na plimu i oseku, a Francuski DCNS je otkupio OpenHydro iz Irske koji testira svoje nove verzije turbina na plimu i oseku. Aquamarine Power nastavlja testiranje svojeg Oyster 800 uređaja koji iskorištavaju valove kao i Pelamis svoje. Pelamis također razvija prednosti korištenja betona umjesto čelika. Švedski Minesto je započeo testiranje svog modela u omjeru 1:4 u Irskoj. Oni također razvijaju tehnolgiju iskorištavanja plime i oseke, a očekuje se da će model u stvarnoj veličini krenuti u testiranje iduće godine.

U Kini je pak prošle godine najavljeno financiranje za oceanske tehnologije uključujući 200 kW turbinu koje razvija Sveučilište Harbin kao dio plana poboljšanja održivosti udaljenih otoka. Drugi pilot projekti u Kini uključuju energiju valova koje razvija Guangzhou Institu za konverziju energije i 120 kW sustav bove na valove koje razvija Sveučilište Shandong.

Europska komisija je početkom ove godine započela akcijski program u dva koraka kojim se podržava energija oceana u Europi. Prvi korak je bio Forum o oceanskoj energiji u travnju kako bi se počela nalaziti rješenja za probleme industrije.

Ostali članci se mogu pročitati na sljedećim linkovima:
REN 21, prvi dio
REN 21, drugi dio
REN 21, treći dio