Artykuły

Wstęp

            W ciągu ostatnich kilku dekad świat stanął przed ogromnym wyzwaniem związanym z rosnącymi skutkami zmian klimatycznych. Drastyczne zmiany temperatur, topniejące lodowce, częstsze susze i katastrofalne zjawiska pogodowe to tylko niektóre z efektów tego zjawiska. Jednym z kluczowych elementów globalnej odpowiedzi na te problemy stała się tzw. „zielona transformacja”, której głównym założeniem jest przejście na zrównoważone, ekologiczne źródła energii. W artykule przedstawiono aspekty dynamicznego rozwoju energetyki odnawialnej oraz elektromobilności, a także ich wpływ na przyszłość oraz potencjalne korzyści dla środowiska i społeczeństwa.

Energetyka odnawialna jako klucz do zrównoważonej przyszłości

            Energetyka odnawialna stała się jednym z najważniejszych elementów zielonej transformacji. Świat w coraz większym stopniu przechodzi od paliw kopalnych, takich jak węgiel, ropa naftowa i gaz ziemny, do odnawialnych źródeł energii- energia słoneczna, wiatrowa, wodna oraz geotermalna. Korzyści tych źródeł energii wynikają z ich nieograniczonej dostępności oraz minimalnego wpływu na środowisko.

Energia słoneczna jest jednym z najdynamiczniej rozwijających się sektorów w dziedzinie odnawialnych źródeł energii. Słońce- jako najcenniejsze naturalne źródło energii dostarcza Ziemi więcej energii w ciągu jednej godziny, niż ludzkość zużywa w ciągu całego roku. Dzięki technologii ogniw fotowoltaicznych przekształcających promieniowanie słoneczne w energię elektryczną, możliwe jest uzyskiwanie energii praktycznie wszędzie tam, gdzie występuje energia słoneczna. W ostatnich latach zainstalowana moc paneli słonecznych rośnie w zastraszającym tempie, co zdecydowanie przyczynia się do dekarbonizacji krajowych gospodarek. W miarę obniżenia kosztów instalacji paneli fotowoltaicznych coraz więcej gospodarstw domowych, firm oraz instytucji publicznych decyduje się na inwestycje w tę technologię. Dzięki takim działaniom możliwe jest zredukowanie emisji gazów cieplarnianych oraz minimalizacja zależności od paliw kopalnych.

Pomimo wielu zalet energetyki niekonwencjonalnej ubiegłe lata pokazały, iż produkcja energii elektrycznej z OZE w niektórych krajach przekroczyła zapotrzebowanie, co skutkowało ujemnymi cenami energii. To zjawisko, mimo iż korzystne dla niektórych sektorów, nie wpłynęło jednak na obniżenie cen energii elektrycznej dla konsumentów. W przypadku gwałtownych wzrostów produkcji energii solarnej, idealnym rozwiązaniem stają się systemy magazynowania energii, tj. akumulatory i baterie, które pozwalają na efektywne zarządzanie nadmiarem energii oraz jej późniejszym wykorzystaniem.

Elektromobilność – transport przyszłości

            Drugim kluczowym aspektem zielonej transformacji jest elektromobilność, a więc rozwój pojazdów elektrycznych, które stanowią ekologiczniejszą alternatywę dla samochodów z silnikami spalinowymi. Przemysł motoryzacyjny stoi na progu ogromnych zmian, a samochody elektryczne (EV) zyskują coraz większą popularność na całym świecie. Według raportu z grudnia 2023 r w Polsce liczba nowo zarejestrowanych samochodów elektrycznych wzrosła o 52% w stosunku z rokiem poprzednim. Liczby te pokazują, iż coraz więcej polskich kierowców decyduje się na wprowadzenie elektromobilności do swojego życia codziennego. Polska, dążąc do zwiększenia udziału czystych technologii w transporcie, inwestuje w rozwój elektromobilności. Rząd przyjął strategię mającą na celu zwiększenie liczby samochodów elektrycznych na polskich drogach do 600 000 w 2030 roku. Zamiast benzyny czy ropy, pojazdy te są zasilane energią elektryczną, pochodzącą często z odnawialnych źródeł energii, co pozwala na znaczące ograniczenie emisji szkodliwych substancji do atmosfery. Jednym z najważniejszych argumentów przemawiających za elektromobilnością jest poprawa jakości powietrza, szczególnie w dużych miastach. Pojazdy elektryczne nie emitują spalin, co bezpośrednio wpływa na zmniejszenie zanieczyszczeń powietrza. Jest to kluczowe w walce z jednym z największych globalnych problemów jakim jest smog, który z roku na rok wpływa na zwiększającą się liczbę przypadków chorób układu oddechowego oraz sercowo-naczyniowego. Samochody elektryczne napędzane są w głównej mierze bateriami litowo-jonowymi, które magazynują energię elektryczną. W ostatnich latach technologia baterii rozwija się w szybkim tempie, co prowadzi do zwiększenia ich pojemności, wydłużenia zasięgu pojazdów oraz skrócenia czasu ładowania. Rozwój elektromobilności wymaga także odpowiedniej infrastruktury, czyli sieci stacji ładowania. W miastach i na trasach szybkiego ruchu coraz częściej można spotkać punkty ładowania samochodów elektrycznych.

Elektromobilność & energetyka odnawialna – synergiczne połączenie

            Integracja elektromobilności z odnawialnymi źródłami energii stanowi jeden z kluczowych kierunków zielonej transformacji, której celem jest redukcja emisji gazów cieplarnianych i zanieczyszczeń powietrza. Ładowanie pojazdów elektrycznych (EV) energią z odnawialnych źródeł, takich jak energia słoneczna czy wiatrowa, znacząco obniża ślad węglowy, a także zmniejsza zależność od paliw kopalnych. Samochody elektryczne, choć same nie emitują spalin, przynoszą najwięcej korzyści środowiskowych przy zasilaniu z czystych źródeł energii. Badania wskazują, że stosowanie energii odnawialnej do ładowania EV może zredukować emisje CO₂ w całym cyklu życia pojazdu o 40-60% w porównaniu z samochodami spalinowymi. W gospodarstwach domowych popularność zdobywają instalacje fotowoltaiczne, które można połączyć z infrastrukturą ładowania EV. Dzięki temu użytkownicy pojazdów elektrycznych mogą korzystać z darmowej energii słonecznej, co obniża koszty i przyspiesza zwrot z inwestycji w panele. Wiele krajów wspiera takie rozwiązania poprzez ulgi i dofinansowania, aby wspierać rozwój zielonej energii w sektorze transportowym. Kluczowym aspektem synergii elektromobilności z odnawialnymi źródłami energii jest również ich integracja z inteligentnymi sieciami energetycznymi, tzw. smart grid. Dzięki nowoczesnym technologiom te sieci mogą dostosować ładowanie EV do aktualnej produkcji energii z OZE, co optymalizuje jej zużycie i wspiera stabilizację sieci.

            Technologia Vehicle-to-Grid (V2G) jest również innowacją w tej synergii – umożliwia ona dwukierunkowy przepływ energii między pojazdami a siecią. W sytuacjach szczytowego zapotrzebowania energia zmagazynowana w bateriach EV może zasilić sieć, a jednocześnie ładowanie EV jest realizowane głównie w okresach nadwyżki produkcji z OZE. To rozwiązanie sprzyja zdecentralizowanej, efektywnej energetyce, redukując obciążenie konwencjonalnych źródeł energii.

Integracja tych sektorów, choć oferuje liczne korzyści, wiąże się także z wyzwaniami. Zmienność produkcji energii odnawialnej, zależnej od warunków pogodowych, oraz niedobór infrastruktury ładowania EV mogą ograniczać zasięg korzyści wynikających z połączenia EV i OZE. Wymagane są więc inwestycje w technologie magazynowania energii i rozwój inteligentnych systemów zarządzania jej przepływem. Niemniej jednak elektromobilność, zasilana energią odnawialną, to obiecujący krok w stronę neutralności klimatycznej i budowy bardziej zrównoważonego systemu energetycznego.

Wyzwania zielonej transformacji

            Zielona transformacja, choć poczyniła znaczące postępy w wielu aspektach, wciąż stoi przed licznymi wyzwaniami, które mogą spowolnić realizację globalnych celów związanych z dekarbonizacją i osiągnięciem neutralności węglowej. Jednym z kluczowych problemów związanych z tym procesem jest dostosowanie infrastruktury energetycznej do nowych wymagań, wynikających z rosnącego udziału energii odnawialnej w miksie energetycznym.

Jednym z największych wyzwań jest niestabilność produkcji energii z odnawialnych źródeł – „wiatr nie zawsze wieje”, a „słońce nie zawsze świeci”, co może powodować trudności w zapewnieniu stałych dostaw energii. W wyniku tej zmienności, sieci energetyczne, które są tradycyjnie zaprojektowane z myślą o stabilnej produkcji energii z paliw kopalnych, muszą zostać przekształcone i dostosowane do dynamicznych wahań podaży energii odnawialnej.

Jednym z możliwych rozwiązań tego problemu jest rozwój i wdrożenie technologii magazynowania energii. Dzięki nim możliwe będzie przechowywanie nadmiaru energii wyprodukowanej w okresach korzystnych warunków pogodowych, które można wykorzystać w chwilach, gdy produkcja z OZE jest niższa. Wdrożenie takich rozwiązań wymaga jednak dalszych inwestycji w badania i rozwój, aby zmniejszyć koszty magazynowania i zwiększyć ich efektywność.

            Kolejnym z kluczowych wyzwań związanych z zieloną transformacją jest rozwój infrastruktury ładowania pojazdów elektrycznych (EV). Wraz ze wzrostem rynku elektromobilności potrzeba rozbudowy sieci ładowania staje się coraz bardziej zasadna. Inwestycje w infrastrukturę ładowania są niezbędne, aby przełamać bariery i umożliwić szeroką adopcję elektromobilności na masową skalę. Dodatkowym czynnikiem hamującym rozwój elektromobilności jest nadal wyższa cena pojazdów elektrycznych w porównaniu do tradycyjnych samochodów spalinowych. Choć ceny samochodów elektrycznych systematycznie spadają, głównie dzięki postępom w produkcji baterii, to wciąż pozostają one poza zasięgiem wielu konsumentów. Sugeruje się, iż obniżenie kosztów baterii, które stanowią około 30-40% całkowitej ceny pojazdu elektrycznego jest kluczowe dla zwiększenia dostępności tych pojazdów na rynku. Rozwój nowych technologii produkcji baterii, które obniżą koszty i zwiększą żywotność akumulatorów, stanowi priorytet w badaniach nad elektromobilnością. Oprócz wyzwań związanych z infrastrukturą i technologią, zielona transformacja wiąże się również z wyzwaniami społecznymi i politycznymi. Konieczne jest bowiem nie tylko wsparcie finansowe i technologiczne, ale także edukacja i zaangażowanie społeczne w proces zmiany modelu energetycznego. Badania pokazują, że sukces zielonej transformacji zależy w dużej mierze od akceptacji społecznej i adaptacji do nowych rozwiązań, co wymaga współpracy wszystkich środowisk.

            W obliczu tych wyzwań- zielona transformacja wciąż pozostaje procesem wymagającym szerokiego wsparcia, zarówno na poziomie lokalnym, jak i globalnym. Z jednej strony konieczne jest zwiększenie inwestycji w technologie i infrastrukturę, z drugiej – potrzebne są odpowiednie regulacje i wsparcie polityczne, które umożliwią przekształcenie systemu energetycznego w sposób zrównoważony i efektywny. Pomimo tych trudności, postęp w rozwoju OZE, elektromobilności i technologii magazynowania energii wskazuje na możliwość osiągnięcia celów związanych z dekarbonizacją i neutralnością węglową w najbliższej przyszłości.

Podsumowanie

            Zielona transformacja to nie tylko walka ze zmianami klimatycznymi, ale także krok w stronę zdrowszego, bardziej zrównoważonego świata. Rozwój energetyki odnawialnej oraz elektromobilności to kluczowe elementy tej rewolucji, które nie tylko przyczyniają się do redukcji emisji gazów cieplarnianych, ale także wpływają na poprawę jakości powietrza i zdrowia publicznego. Dzięki synergicznemu połączeniu tych dwóch technologii świat ma szansę na stworzenie bardziej ekologicznej przyszłości.

Bibliografia:

1. Sinha, K. K., & Kumar, M. (2018). Renewable energy sources: A review of the role of sustainable development and environmental management. *Renewable and Sustainable Energy Reviews*, 81, 2083-2097. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.08.013

• De Almeida, C. W. G. C., Ferreira, T. A. T., & Santos, A. M. T. L. D. (2019). Electromobility: An overview of the technological, environmental, and economic impacts. *Renewable and Sustainable Energy Reviews*, 109, 383-394. https://doi.org/10.1016/j.rser.2019.04.055

• Sadat, S. S., & Sadique, M. J. K. M. (2021). Renewable energy transition and energy efficiency: A systematic review. *Renewable Energy*, 163, 1-14. https://doi.org/10.1016/j.renene.2020.10.022

• Shafie-khah, H., Zareipour, H., & Khalid, M. M. A. A. M. A. (2019). Smart grids and electric vehicles: A review of the benefits, challenges, and opportunities. *Energy*, 178, 1262-1274. https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.04.061

• De Almeida, M. N. A. F. G. P. D., & Nascimento, J. S. A. (2017). Barriers and drivers for electric vehicle adoption: A review. *Renewable and Sustainable Energy Reviews*, 76, 1-18. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.02.029

•  Międzynarodowa Agencja Energetyczna. (2022). Raport o Energii Odnawialnej. Retrieved from https://www.iea.org/reports/renewable-energy-report

• Komisja Europejska. (2021). Fit for 55: Plan działań klimatycznych. Retrieved from https://ec.europa.eu/clima/policies/eu-climate-action/fit-for-55_en

• The development of electromobility in Poland and EU states as a tool for management of CO2 emissions. Energies, 12(15), 2942. https://doi.org/10.3390/en12152942