Возобновля́емая, или регенерати́вная, «зелёная», эне́ргия — энергия из энергетических ресурсов, которые являются возобновляемыми или неисчерпаемыми по человеческим масштабам. Основной принцип использования возобновляемой энергии заключается в её извлечении из постоянно происходящих в окружающей среде процессов или возобновляемых органических ресурсов и предоставлении для технического применения. Возобновляемую энергию получают из природных ресурсов, таких как: солнечный свет, водотоки, ветер, приливы и геотермальная теплота, которые являются возобновляемыми (пополняются естественным путём), а также из биотоплива: древесины, растительного масла, этанола, биогаза.
В 2019 году 26,8 % мирового энергопотребления было удовлетворено из возобновляемых источников энергии (из которых большая часть (16 %) составляет гидроэнергетика).
В 2025 году более 34 % мировой электроэнергии было произведено из возобновляемых источников энергии. Впервые за десятилетия это превысило угольную генерацию электроэнергии (33 %). Наибольший рост среди возвобновляемых источников электроэнергии показала солнечная генерация, при этом ветровая генерация оставалась более дешевой.
Тенденции В 2006 году около 18 % мирового потребления электроэнергии было удовлетворено из возобновляемых источников энергии, причём 13 % из традиционной биомассы, таких, как сжигание древесиныGlobal Status Report 2007 . В 2010 году 16,7 % мирового потребления энергии поступало из возобновляемых источников; в 2015 году этот показатель составил 19,3 %. Доля традиционной биомассы постепенно сокращается, в то время как доля возобновляемой энергии растёт. По прогнозу ИЭИ РАН и Центра энергетики Московской школы управления «Сколково», к 2040 году ВИЭ обеспечат 35-50 % мирового производства электроэнергии и 19-25 % всего энергопотребленияПрогноз развития энергетики мира и России 2019.
По данным аналитического центра Ember, в первом полугодии 2025 года в мире возобновляемая энергетика обогнала производство из угля (5072 ГВт⋅ч против 4896 ГВт⋅ч). Солнечная и ветровая энергетика росли так быстро, что покрыли весь прирост мирового потребления электроэнергии. При этом производство электроэнергии из угля снизилось в Индии и Китае, в США и ЕС — выросло. Редакция журнала Science назвала рост возобновляемой энергетики «прорывом» 2025 года.
С 2004 по 2013 годы доля электроэнергии, производимой в Евросоюзе из возобновляемых источников, выросла с 14 до 25 %. В Германии в 2018 году из возобновляемых источников было произведено 38 % электроэнергииАндрей Гурков Плохая погода для «Газпрома»: газ проигрывает в ФРГ ветру и солнцу // Deutsche Welle, 3.11.18, в 2024 году — 54 % (включая гидроэнергетику). 21 мая 2023 г. с 11:00 и до 17:00 из-за перепроизводства на альтернативных источниках (на ветряках и солнечных электростанциях) в подавляющем большинстве стран Евросоюза стоимость электроэнергии ушла в отрицательные значенияТриумф зеленой повестки: электричество в Европе стало бесплатным // 23.05.2023.
Бразилия проводит одну из крупнейших программ использования возобновляемых источников энергии в мире, связанную с производством топливного этанола из сахарного тростника; этиловый спирт в настоящее время покрывает 18 % потребности страны в автомобильном топливеAmerica and Brazil Intersect on Ethanol . Топливный этанол также широко распространён в США.
Гидроэлектроэнергия является крупнейшим источником возобновляемой энергии, обеспечивая 15,3 % мировой генерации электроэнергии и 3,3 % мирового потребления энергии (в 2010 году).
Использование энергии ветра растёт примерно на 30 % в год, по всему миру с установленной мощностью 318 гигаватт (ГВт) в 2013 годуRenewables Global Status Report: 2009 Update p. 9., и широко используется в странах Европы, США и КитаеGlobal wind energy markets continue to boom — 2006 another record year (PDF)..
Солнечные электростанции популярны в Германии и Испании. Солнечные тепловые станции действуют в США и Испании, а крупнейшей из них является станция в пустыне Мохаве мощностью 354 МВтSolar Trough Power Plants // OSTI (PDF).. Производство фотоэлектрических панелей быстро нарастает, в 2008 году было произведено панелей общей мощностью 6,9 ГВт (6900 МВт), что почти в шесть раз больше уровня 2004 годаRenewables Global Status Report: 2009 Update (копия ) p. 15. «solar PV industry …Global annual production increased nearly sixfold between 2004 and 2008, reaching 6.9 GW.».
Геотермальные установки: крупнейшей в мире является установка на гейзерах в Калифорнии с номинальной мощностью 750 МВт.
Крупные несырьевые компании поддерживают использование возобновляемой энергии. Так, IKEA собирается к 2020 году полностью обеспечивать себя за счёт возобновляемой энергии. Apple — крупнейший владелец солнечных электростанций, и за счёт возобновляемых источников энергии работают все дата-центры компании. Доля возобновляемых источников в энергии, потребляемой Google, составляет 35 %, инвестиции компании в возобновляемую энергетику превысили 2 миллиарда долларов.
Глобальные показатели возобновляемой энергииREN21 2016. Renewables Global Status Report 2016 (pdf)REN21 2014. Renewables Global Status Report 2014 (pdf)REN21 2011. Renewables Global Status Report 2011 (pdf)REN21 2012. Renewables Global Status Report 2012 p. 17.REN21 2015. Renewables Global Status Report 2015 (pdf)REN21 2016. Renewables Global Status Report 2016 (pdf)REN21 2018. Renewables Global Status Report 2018 (pdf) 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 20202021 Ежегодные инвестиции в возобновляемую энергию (млрд. доллар США) 130 160 211 257 244 232 270 286 241 326 296 298,4 303,5366 Суммарная установленная мощность возобновляемой энергии (включая гидроэнергетику, ГВт) 1140 1230 1320 1360 1470 1578 1712 1849 2017 2197 2387 2581 28383146 Гидроэнергетика (ГВт) 885 915 945 970 990 1018 1055 1064 1096 1112 1135 1150 11701195 Солнечная энергетика (ГВт) 16 23 40 70 100 138 177 227 303 405 512 621 760942 Ветроэнергетика (ГВт) 121 159 198 238 283 319 370 433 487 540 591 650 743845 Биоэнергетика (ГВт) 121 131 137 133143 Геотермальная энергетика (ГВт) 12,8 13,2 14 14,114,5 Производство биодизеля (млрд. литров) 12 17,8 18,5 21,4 22,5 26 29,7 30,3 30,8 33 41 41 39 Производство этанола (млрд. литров) 67 76 86 86 83 87 94 98 99 104 111 115 105 Количество стран, имеющих цели развития возобновляемой энергии 79 89 98 118 138 144 164 173 176 179 169 172 165
Источники возобновляемой энергии
Термоядерный синтез Солнца является первоисточником большинства видов возобновляемой энергии, за исключением геотермической энергии и энергии приливов и отливов. По расчётам астрономов, оставшаяся продолжительность жизни Солнца составляет около пяти миллиардов лет, так что по человеческим масштабам возобновляемой энергии, происходящей от Солнца, истощение не грозит.
В строго физическом смысле энергия не возобновляется, а постоянно изымается из вышеназванных источников. Из солнечной энергии, прибывающей на Землю, лишь очень небольшая часть трансформируется в другие формы энергии, а бо́льшая часть просто уходит в космос.
Использованию постоянных процессов противопоставлена добыча ископаемых энергоносителей, таких как каменный уголь, нефть, природный газ или торф. В широком понимании они тоже являются возобновляемыми, но не по меркам человека, так как их образование требует сотен миллионов лет, а их использование проходит гораздо быстрее.
Энергия ветра
Это отрасль энергетики, специализирующаяся на преобразовании кинетической энергии воздушных масс в атмосфере в электрическую, тепловую и любую другую форму энергии для использования в народном хозяйстве. Преобразование происходит с помощью ветрогенератора (для получения электричества), ветряных мельниц (для получения механической энергии) и многих других видов агрегатов. Энергия ветра является следствием деятельности солнца, поэтому она относится к возобновляемым видам энергии.
Мощность ветрогенератора зависит от площади, заметаемой лопастями генератора. Например, турбины мощностью 3 МВт (V90) производства датской фирмы Vestas имеют общую высоту 115 метров, высоту башни 70 метров и диаметр лопастей 90 метров.
Наиболее перспективными местами для производства энергии из ветра являются прибрежные зоны. В море, на расстоянии 10—12 километров от берега (а иногда и дальше), строятся офшорные ветряные электростанции. Башни ветрогенераторов устанавливают на фундаменты из свай, забитых на глубину до 30 метров.
Ветряные генераторы практически не потребляют ископаемого топлива. Работа ветрогенератора мощностью 1 МВт за 20 лет эксплуатации позволяет сэкономить примерно 29 тысяч тонн угля или 92 тысячи баррелей нефти.
В перспективе планируется использование энергии ветра не посредством ветрогенераторов, а более нетрадиционным образом. В городе Масдар (ОАЭ) планируется строительство электростанции, работающей на пьезоэффекте. Она будет представлять собой лес из полимерных стволов покрытых пьезоэлектрическими пластинами. Эти 55-метровые стволы будут изгибаться под действием ветра и генерировать ток.
Гидроэнергия
На этих электростанциях в качестве источника энергии используется потенциальная энергия водного потока, первоисточником которой является Солнце, испаряющее воду, которая затем выпадает на возвышенностях в виде осадков и стекает вниз, формируя реки. Гидроэлектростанции обычно строят на реках, сооружая плотины и водохранилища. Также возможно использование кинетической энергии водного потока на так называемых свободно поточных (бесплотинных) ГЭС.
Особенности: Себестоимость электроэнергии на ГЭС существенно ниже, чем на всех иных видах электростанций Генераторы ГЭС можно достаточно быстро включать и выключать в зависимости от потребления энергии Возобновляемый источник энергии Значительно меньшее воздействие на воздушную среду, чем другими видами электростанций Строительство ГЭС обычно более капиталоёмкое Часто эффективные ГЭС более удалены от потребителей Водохранилища часто занимают значительные территории, изымая их из сельскохозяйственного оборота, но в то же время могут благоприятно влиять в других вопросах. Смягчается климат в прилегающем районе, накопление воды для орошения и т. д. Плотины зачастую изменяют характер рыбного хозяйства, поскольку перекрывают путь к нерестилищам проходным рыбам, однако часто благоприятствуют увеличению запасов рыбы в самом водохранилище и осуществлению рыбоводства.
Типы ГЭС: Плотинные Бесплотинные Малые Гидроаккумулирующие Приливные На океанских течениях Волновые
На 2010 год гидроэнергетика обеспечивает производство до 76 % возобновимой и до 16 % всей электроэнергии в мире, установленная гидроэнергетическая мощность достигает 1015 ГВт. Лидерами по выработке гидроэнергии на гражданина являются Норвегия, Исландия и Канада. Наиболее активное гидростроительство на начало 2000-х ведёт Китай, для которого гидроэнергия является основным потенциальным источником энергии, в этой же стране размещено до половины малых гидроэлектростанций мира.
Энергия приливов и отливов
Электростанциями этого типа являются особого вида гидроэлектростанции, использующие энергию приливов, а фактически кинетическую энергию вращения Земли. Приливные электростанции строят на берегах морей, где гравитационные силы Луны и Солнца дважды в сутки изменяют уровень воды.
Для получения энергии залив или устье реки перекрывают плотиной, в которой установлены гидроагрегаты, которые могут работать как в режиме генератора, так и в режиме насоса (для перекачки воды в водохранилище для последующей работы в отсутствие приливов и отливов). В последнем случае они называются гидроаккумулирующими электростанциями.
Преимуществами ПЭС является экологичность и низкая себестоимость производства энергии. Недостатками — высокая стоимость строительства и изменяющаяся в течение суток мощность, из-за чего ПЭС может работать только в единой энергосистеме с другими типами электростанций.
Энергия волн