Energia odnawialna w Szkocji -Renewable energy in Scotland

Whitelee Wind Farm jest obsługiwana przez ScottishPower Renewables i jest największą lądową farmą wiatrową w Wielkiej Brytanii o łącznej mocy 539 megawatów (MW). 

Produkcja energii odnawialnej w Szkocji to temat, który wysunął się na pierwszy plan pod względem technicznym, ekonomicznym i politycznym w pierwszych latach XXI wieku. Baza zasobów naturalnych dla energii odnawialnej jest wysoka jak na standardy europejskie , a nawet światowe, a najważniejszymi potencjalnymi źródłami są wiatr , fale i pływy . Odnawialne źródła energii wytwarzają prawie całą energię elektryczną w Szkocji, głównie z energii wiatrowej .

W 2020 r. Szkocja miała 12 gigawatów (GW) mocy odnawialnej energii elektrycznej, co wytworzyło około jednej czwartej całkowitej energii odnawialnej w Wielkiej Brytanii. W kolejności malejącej mocy, energia odnawialna w Szkocji pochodzi z lądowej energii wiatrowej, wodnej , morskiej energii wiatrowej, fotowoltaiki i biomasy . Szkocja eksportuje większość tej energii elektrycznej.

Ciągłe ulepszenia w inżynierii i ekonomii umożliwiają wykorzystanie większej ilości zasobów odnawialnych . Obawy związane z ubóstwem energetycznym i zmianami klimatycznymi sprawiły, że temat ten znalazł się wysoko w agendzie politycznej. W 2020 r. jedna czwarta całkowitego zużycia energii, w tym ciepło i transport, została zaspokojona z odnawialnych źródeł energii, a rząd szkocki planuje połowę do 2030 r. Chociaż finansowanie niektórych projektów pozostaje spekulacyjne lub uzależnione od zachęt rynkowych, nastąpił znaczny — i według wszelkiego prawdopodobieństwa długoterminowa zmiana podstaw ekonomii.

Oprócz planowanych wzrostów mocy wytwórczych na dużą skalę z wykorzystaniem źródeł odnawialnych, badane są różne powiązane programy redukcji emisji dwutlenku węgla . Chociaż istnieje znaczne wsparcie ze strony sektora publicznego, prywatnego i kierowanego przez społeczność, wyrażono obawy dotyczące wpływu technologii na środowisko naturalne. Toczy się również debata polityczna na temat związku między lokalizacją a własnością i kontrolą tych szeroko rozpowszechnionych zasobów.

Realizacja potencjału

Podsumowanie potencjału zasobów Szkocji

Technologia Aktualna moc ( GW ) Moc potencjalna ( GW ) Energia potencjalna ( TWh )
Wiatr na lądzie 8.991 11,5 45,0
hydro 1.667 nie 5.52
Morski wiatr 2.166 25 82,0
Biomasa 0,272 1.29 13,5
fotowoltaika 0,505 6 nie
Gaz wysypiskowy 0,116 nie 0,6
Trawienie beztlenowe 0,060 nie nie
Energia z odpadów 0,070 0,07 0,6
Fala i Pływ 0,022 25 79
Fermentacja osadów ściekowych 0,008 nie nie
geotermalne nie 1.5 7.6
Słoneczny termiczny nie nie 5.8
Całkowity 13.877 GW około 70 GW 236,6 TWh/rok
Wszystkie jedenaście turbin Europejskiego Centrum Wdrażania Morskiej Energii Wiatrowej u wybrzeży Aberdeen . Wiatr , fale i pływy stanowią ponad 80% potencjału energii odnawialnej Szkocji .

Historia

Produkcja energii elektrycznej to tylko część ogólnego budżetu na zużycie energii. W 2002 r. Szkocja zużyła łącznie 175 terawatogodzin (TWh) energii we wszystkich postaciach, o około 2% mniej niż w 1990 r. Z tego tylko 20% zostało zużyte w postaci energii elektrycznej przez użytkowników końcowych, zdecydowaną większość wykorzystywana energia pochodzi ze spalania ropy naftowej (41%) i gazu (36%). Niemniej jednak zdolność wytwarzania energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych może wynosić 60  GW lub więcej, czyli więcej niż jest to wymagane do zapewnienia istniejącej energii dostarczanej ze wszystkich szkockich źródeł paliw o mocy 157  TWh.

Liczby z 2002 r. wykorzystane jako punkt odniesienia w RSPB Scotland i in. (2006) pod względem produkcji energii elektrycznej są: gaz (34%), ropa naftowa (28%), węgiel (18%) i jądrowa (17%), z odnawialnymi źródłami energii 3% (głównie elektrownie wodne), przed znacznym wzrostem wiatru moc wyjściowa. W styczniu 2006 r. łączna zainstalowana moc wytwórcza energii elektrycznej ze wszystkich form energii odnawialnej wynosiła mniej niż 2  GW, czyli około jednej piątej całkowitej produkcji energii elektrycznej . Szkocja posiada również znaczne ilości złóż paliw kopalnych , w tym znaczne potwierdzone rezerwy ropy i gazu oraz 69% brytyjskich rezerw węgla. Niemniej jednak rząd szkocki wyznaczył ambitne cele w zakresie produkcji energii odnawialnej.

W 2005 r. celem było, aby 18% produkcji energii elektrycznej w Szkocji pochodziło ze źródeł odnawialnych do 2010 r., wzrastając do 40% do 2020 r. W 2007 r. zwiększono to do 50% energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych do 2020 r., z celem pośrednim 31% do 2011 r. W następnym roku ogłoszono nowe cele redukcji całkowitej emisji gazów cieplarnianych o 80% do 2050 r., a następnie potwierdzono je w Planie wdrażania zmian klimatycznych na 2009 r. Maf Smith, dyrektor Komisji ds. Zrównoważonego Rozwoju w Szkocji, powiedział: „Rządy na całym świecie wzbraniają się przed podjęciem niezbędnych działań. Należy pochwalić rząd szkocki za zamiar przewodzenia”.

Większość energii elektrycznej w Szkocji jest przesyłana przez National Grid , a szkocki miks energii odnawialnej przyczynia się w ten sposób do produkcji energii elektrycznej w całej Wielkiej Brytanii. Do 2012 roku ponad 40% energii elektrycznej w Szkocji pochodziło z energii odnawialnej, a Szkocja dostarczyła prawie 40% brytyjskiej produkcji energii ze źródeł odnawialnych. Na koniec tego roku moc zainstalowana w OZE wynosiła 5 801 megawatów (MW), co oznacza wzrost o 20,95% (1 005 MW) w stosunku do końca 2011 r. Produkcja energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych w 2012 r. była rekordowa i wyniosła 14 756 GWh – wzrost o 7,3% w stosunku do 2011 r., poprzedniego rekordowego roku produkcji energii ze źródeł odnawialnych. W 2015 roku Szkocja wygenerowała 59% swojego zużycia energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych, przekraczając krajowy cel 50% energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych do tego roku.    

W 2018 roku Szkocja wyeksportowała ponad 28% energii elektrycznej do reszty Wielkiej Brytanii. Do 2019 r. produkcja energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych wyniosła 30 528  GWh, ponad 90% zużycia energii elektrycznej brutto w Szkocji (33 914  GWh), a 21% całkowitego zużycia energii pochodziło ze źródeł odnawialnych, w porównaniu z celami rządu szkockiego wynoszącymi 100% do 2020 r. i 50% odpowiednio do 2030 r. Szkocja ma na celu wytwarzanie 50% całej energii (nie tylko energii elektrycznej) ze źródeł odnawialnych do 2030 r. Na początku 2020 r. Szkocja miała 11,8 gigawatów (GW) zainstalowanej mocy odnawialnej energii elektrycznej, która wytwarzała około 25% całkowitej energii ze źródeł odnawialnych w Wielkiej Brytanii (119 335 GWh). Polityka rządu szkockiego polega na redukcji emisji do zera netto do 2045 r.   

Wpływ ekonomiczny

Według badania przeprowadzonego w 2013 roku przez Scottish Renewables , przemysł energii odnawialnej obsługuje ponad 11 500 miejsc pracy w Szkocji . Z 13,9  GW projektów energii odnawialnej w przygotowaniu, sektor ma potencjał szybkiego wzrostu w nadchodzących latach, tworząc więcej miejsc pracy w regionie. Glasgow, Fife i Edynburg są kluczowymi ośrodkami rozwoju morskiej energetyki wiatrowej , a wschodzące branże energii fal i energii pływów są skupione wokół wyżyn i wysp. Tworzenie miejsc pracy na obszarach wiejskich jest wspierane przez systemy bioenergetyczne na obszarach takich jak Lochaber , Moray , Dumfries i Galloway . Chociaż finanse niektórych projektów pozostają spekulacyjne lub zależne od zachęt rynkowych, nastąpiła znacząca i najprawdopodobniej długoterminowa zmiana w podstawach ekonomicznych.

Ważnym powodem tych ambicji jest rosnący międzynarodowy niepokój związany ze zmianami klimatycznymi wywołanymi przez człowieka . Propozycja Królewskiej Komisji ds. Zanieczyszczenia Środowiska, aby ograniczyć emisję dwutlenku węgla o 60%, została włączona do Białej księgi energetycznej rządu Wielkiej Brytanii z 2003 roku . W przeglądzie Sterna z 2006 r. zaproponowano redukcję o 55% do 2030 r. Niedawne raporty Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu jeszcze bardziej zwiększyły rangę tej kwestii.

Energia wodna

Typowa górska zapora hydroelektryczna w Loch Laggan

Od 2007 r. Szkocja posiada 85% zasobów energii hydroelektrycznej w Wielkiej Brytanii , z których większość została opracowana przez North of Scotland Hydro-Electric Board w latach pięćdziesiątych XX wieku. „Hydro Board”, która przyniosła „moc z dolin”, była wówczas branżą znacjonalizowaną, chociaż została sprywatyzowana w 1989 r. I jest obecnie częścią Scottish and Southern Energy plc .

Od 2021 r. Moc zainstalowana wynosi 1,666 GW, co stanowi 88% całkowitej mocy w Wielkiej Brytanii i obejmuje główne zmiany, takie jak system Breadalbane o  mocy 120 MW i system Tummel o mocy 245 MW . Kilka elektrowni wodnych w Szkocji zostało zbudowanych w celu zasilania przemysłu wytopu aluminium . Zostały one zbudowane w kilku „schematach” połączonych stacji, z których każda obejmuje obszar zlewni , dzięki czemu ta sama woda może kilkakrotnie generować energię podczas opadania. Liczne odległe obszary zostały zalane przez te projekty, z których wiele największych obejmowało drążenie tuneli przez góry, a także spiętrzenie rzek. Emma Wood, autorka badania tych pionierów, opisała mężczyzn, którzy ryzykowali życie w tych przedsięwzięciach, jako „tygrysy tunelowe”.  

Szacuje się, że od 2010 r.  do wykorzystania pozostaje jeszcze 1,2 GW mocy, głównie w postaci mikro i małych elektrowni wodnych, takich jak te w Knoydart i Kingussie . W rzeczywistości ograniczenia środowiskowe oraz fakt, że najłatwiej dostępne obszary zlewni zostały już wykorzystane, sprawiają, że  wykorzystanie pełnych 1,2 GW jest mało prawdopodobne. Projekt Glendoe o mocy 100  MW , który został otwarty w 2009 roku, był pierwszą zaporą na dużą skalę od prawie pięćdziesięciu lat, ale prawdopodobnie jedną z ostatnich tego rodzaju.

W kwietniu 2010 r. wydano pozwolenie na budowę czterech nowych elektrowni wodnych o łącznej  mocy 6,7 MW w Parku Narodowym Loch Lomond and The Trossachs .

Istnieje również dalszy potencjał dla nowych schematów magazynowania szczytowo-pompowego , które mogłyby współpracować z nieciągłymi źródłami energii, takimi jak wiatr i fale. Przykłady operacyjne obejmują projekty Cruachan Dam o  mocy 440 MW i Falls of Foyers o mocy 300 MW , podczas gdy prace poszukiwawcze dla projektu Coire Glas o mocy 1,5 GW rozpoczęto na początku 2023 r. Głównym celem tych programów jest zrównoważenie szczytowego zapotrzebowania na sieć elektryczną.   

Moc wiatru

Energia wiatrowa to najszybciej rozwijająca się technologia energii odnawialnej w kraju , z zainstalowaną mocą 8423 MW w 2018 r. W dniu 7 sierpnia 2016 r. Połączenie silnego wiatru i niskiego zużycia spowodowało większą produkcję energii wiatrowej (106%) niż zużycie. Szkockie turbiny wiatrowe dostarczyły 39 545 MWh w ciągu 24 godzin tego dnia, podczas gdy zużycie wyniosło 37 202 MWh. Po raz pierwszy dostępne były pomiary potwierdzające ten fakt. Energia elektryczna wytworzona przez wiatr w listopadzie 2018 r. wystarczyła do zasilenia prawie 6 milionów domów, a produkcja energii wiatrowej przewyższyła całkowite zapotrzebowanie na energię elektryczną przez dwadzieścia dni w tym miesiącu. Ten ostatni wynik został opisany przez grupę ekologiczną WWF Scotland jako „naprawdę doniosły”.     

Na brzegu

Farma wiatrowa Black Law z 54 turbinami ma łączną moc 124  MW. Znajduje się w pobliżu Forth w South Lanarkshire i została zbudowana na terenie dawnej kopalni odkrywkowej , z pierwotną mocą 97  MW z 42 turbin. Zatrudnia siedmiu stałych pracowników na miejscu i stworzyła 200 miejsc pracy podczas budowy. W drugiej fazie zainstalowano kolejnych 12 turbin. Projekt zyskał szerokie uznanie za wkład w realizację celów środowiskowych. Największa lądowa farma wiatrowa w Wielkiej Brytanii (539  MW) znajduje się w Whitelee w East Renfrewshire .

Istnieje wiele innych lądowych farm wiatrowych , w tym niektóre — takie jak ta na wyspie Gigha — które są własnością społeczności . Heritage Trust założył Gigha Renewable Energy w celu zakupu i eksploatacji trzech turbin wiatrowych Vestas V27. Zostały oddane do użytku 21 stycznia 2005 r. i są w stanie generować do 675  kW mocy, a zyski są reinwestowane w społeczność. Wyspa Eigg na Hebrydach Wewnętrznych nie jest podłączona do sieci krajowej i ma zintegrowane źródło energii odnawialnej z wiatrem, wodą i słońcem oraz akumulatory, a także rzadko używany rezerwowy olej napędowy.

Lokalizacja turbin jest czasami problemem, ale badania generalnie wykazały wysoki poziom akceptacji społeczności dla energii wiatrowej. Zachęca się deweloperów farm wiatrowych do oferowania „funduszy świadczeń społecznych”, aby pomóc rozwiązać wszelkie niedogodności, z jakimi borykają się osoby mieszkające w sąsiedztwie farm wiatrowych. Niemniej jednak wytyczne dotyczące lokalnego planu zagospodarowania przestrzennego firmy Dumfries i Galloway stwierdzają, że „uważa się, że niektóre obszary osiągnęły zdolność do rozwoju ze względu na widoczne już znaczące efekty skumulowane”.

na morzu

Farma wiatrowa Robin Rigg to ukończona w kwietniu 2010 r. inwestycja o mocy 180 MW, która jest pierwszą morską farmą wiatrową  w Szkocji , zlokalizowaną na mieliźnie w Solway Firth . Jedenaście najpotężniejszych na świecie turbin wiatrowych ( Vestas V164  – 8,4 MW każda) znajduje się w Europejskim Centrum Wdrażania Morskiej Energii Wiatrowej u wschodniego wybrzeża Aberdeenshire .  

Szacuje się, że potencjał lądowej energetyki wiatrowej wynosi 11,5 GW, co wystarcza na dostarczenie 45  TWh energii. Ponad dwukrotnie więcej niż na obszarach przybrzeżnych, gdzie średnie prędkości wiatru są większe niż na lądzie. Całkowity potencjał offshore szacowany jest na 25  GW, co choć droższe w instalacji, mogłoby wystarczyć do zapewnienia prawie połowy całkowitej zużywanej energii. Plany wykorzystania do 4,8  GW potencjału w wewnętrznych obszarach Moray Firth i Firth of Forth zostały ogłoszone w styczniu 2010 r. Moray Offshore Renewables i SeaGreen Wind Energy otrzymały kontrakty rozwojowe od Crown Estate w ramach inicjatywy obejmującej całą Wielką Brytanię. Również w 2010 r. odbyły się rozmowy między rządem szkockim a firmą Statoil z Norwegii w celu budowy pływającej farmy wiatrowej z 5 turbinami, która prawdopodobnie miałaby zostać zlokalizowana w pobliżu Fraserburgh . W lipcu 2016 r. RSPB rzuciło wyzwanie rozwojowi w zatokach Firth of Forth i Firth of Tay.

Farma wiatrowa Moray East Offshore uzyskała  w 2014 roku zgodę rządu szkockiego na budowę 1116 MW. 103. i ostatnia kurtka projektu została zainstalowana w grudniu 2020 r. Hywind Scotland u wybrzeży Peterhead to pierwsza na świecie pływająca farma wiatrowa. Składa się z pięciu  turbin o mocy 6 MW, które mają średnicę wirnika 154 m i ma na celu wykazanie wykonalności większych systemów tego typu.

Moc fali

Pelamis na miejscu w EMEC, morskim centrum testowym

Obecnie opracowywane są różne systemy mające na celu wykorzystanie ogromnego potencjału energii fal u wybrzeży Szkocji.

Pme był używany przez konwerter energii LIMPET 500 (Land Installed Marine Power Energy Transformer), który został zainstalowany na wyspie Islay przez firmę Wavegen Ltd. Była to jednostka na lądzie i generowała energię, gdy fale biegły w górę plaży, tworząc ciśnienie wewnątrz nachylonej oscylującej kolumny wody. To z kolei wytwarza energię pneumatyczną, która napędza bliźniacze  generatory o mocy 250 kW. Islay LIMPET został otwarty w 2001 roku i był pierwszym na świecie urządzeniem wykorzystującym energię fal na skalę komercyjną. W marcu 2013 r. Voith Hydro zdecydowało się zamknąć Wavegen, koncentrując się na projektach związanych z energią pływów.

Projekt Siadar Wave Energy  został ogłoszony w 2009 roku. Ten system o mocy 4 MW został zaplanowany przez firmy npower Renewables i Wavegen dla lokalizacji 400 metrów od brzegu zatoki Siadar w Lewisie . Jednak w lipcu 2011 r. holding RWE ogłosił, że wycofuje się z programu, a Wavegen poszukiwał nowych partnerów. W maju 2010 roku system „Vagr Atferd P2” Pelamis 750  kW został wprowadzony do testów przez EMEC. Urządzenie waży 1500 ton (1700 ton amerykańskich) i ma 180 metrów (590 stóp) długości.

Wave Energy Scotland jest organizacją zajmującą się rozwojem technologii, utworzoną w 2014 roku jako spółka zależna Highlands and Islands Enterprise przez rząd Szkocji w celu ułatwienia rozwoju energii fal. Jednak chociaż Szkocja ma „więcej urządzeń falowych i pływowych rozmieszczonych na naszych wodach niż gdziekolwiek indziej na świecie”, komercyjna produkcja energii fal rozwijała się powoli.

Siła pływów

Europejskie Centrum Energii Morskiej Miejsce testowania mocy pływów w Eday w budowie

W przeciwieństwie do wiatru i fal, siła pływów jest z natury przewidywalnym źródłem. Jednak technologia jest w powijakach, a wiele urządzeń znajduje się w fazie prototypów. Dziś wiadomo, że wysoka rurowa wieża z przymocowanymi do niej trzema łopatami jest typowym profilem turbiny wiatrowej, ale we wcześniejszych etapach rozwoju technologii testowano wiele różnych systemów. Energia strumienia pływów wychwytuje energię z przepływu pływów, często za pomocą podwodnej elektrowni przypominającej małą turbinę wiatrową, chociaż turbiny mogą być poziome, pionowe, otwarte lub kanałowe. Przykładem jest  urządzenie Marine Current Turbines SeaGen 1,2 MW w Strangford Lough w Irlandii Północnej, które jest największą turbiną pływową na świecie. Do tej pory jedynymi zainstalowanymi elektrowniami pływowymi o znacznych rozmiarach są elektrownia pływowa Sihwa Lake Tidal w prowincji Gyeonggi w Korei Południowej oraz elektrownia pływowa Rance w Bretanii we Francji , o mocy odpowiednio 254 i 240  MW.

Pentland Firth między Orkadami a kontynentalną Szkocją został opisany jako „ Arabia Saudyjska mocy pływów” i może być w stanie wygenerować do 10  GW, chociaż nowsze szacunki sugerują górną granicę 1,9  GW.  W marcu 2010 r . Crown Estate wydzierżawiło w sumie dziesięć lokalizacji na tym obszarze, zdolnych do zapewnienia zainstalowanej mocy 1,2 GW generowania pływów i fal. Na archipelagu Orkadów istnieje kilka innych miejsc pływów o dużym potencjale. Wyścigi pływów na zachodnim wybrzeżu w Kylerhea między Skye i Lochalsh , Grey Dog na północ od Scarby , Dorus Mòr u wybrzeży Crinan i Zatoka Corryvreckan również oferują znaczące perspektywy.

„Pierwszy na świecie generator energii pływowej należący do społeczności” zaczął działać w Bluemull Sound off Yell na Szetlandach na początku 2014 r. To  urządzenie Nova Innovation o mocy 30 kW zasila lokalną sieć, a  turbina pływowa o mocy 100 kW została podłączona w sierpniu 2016 r. O godz. na przeciwległym krańcu kraju raport konsultantów z 2010 r. na temat możliwości planu obejmującego budowę zapory Solway, prawdopodobnie na południe od Annan , zawierał wniosek, że plany „byłyby drogie i wrażliwe dla środowiska”. W 2013 roku zaproponowano alternatywny schemat wykorzystujący widmowy morski konwerter energii VerdErg Renewable Energy dla planu obejmującego wykorzystanie mostu na trasie opuszczonej linii kolejowej między Annan a Bowness-on- Solway .

W październiku 2010 MeyGen , konsorcjum Morgan Stanley , Atlantis Resources Corporation i International Power , otrzymało 25-letnią dzierżawę operacyjną od Crown Estate na projekt elektrowni pływowych o mocy  400 MW w cieśninie Pentland Firth . Jednak w 2011 roku plany były trudne po tym, jak norwescy partnerzy Statkraft wycofali się z projektu. We wrześniu 2013 r. Rząd szkocki udzielił firmie Meygen pozwolenia na rozpoczęcie „największego projektu energii pływów morskich w Europie”, a deweloper zapowiedział instalację demonstracyjnej turbiny o mocy 9 MW, a następnie układu pływowego o mocy 86 MW. Produkcja komercyjna rozpoczęła się w listopadzie 2016 r., a MeyGen zamierza rozbudować zakład do obecnej mocy sieci 252 MW.    

Bioenergia

Biopaliwo

Przeprowadzono różne eksperymenty z biopaliwami na małą skalę . Na przykład w 2021 roku British Airways wykonał lot demonstracyjny z udziałem 35% biopaliwa lotniczego z Londynu do Glasgow. Niektórzy twierdzą, że zrównoważone paliwo lotnicze (niekoniecznie biopaliwo) dla Wielkiej Brytanii powinno być produkowane w Szkocji ze względu na wysoki udział energii odnawialnej. Ze względu na stosunkowo krótki okres wegetacji upraw cukrowych , etanol nie jest komercyjnie produkowany jako paliwo.

Biogaz, fermentacja beztlenowa i gaz wysypiskowy

Biogaz , czyli gaz wysypiskowy , jest biopaliwem wytwarzanym w pośrednim etapie fermentacji beztlenowej , składającym się głównie z 45–90% biologicznie wytworzonego metanu i dwutlenku węgla. W 2007 roku w Stornoway na Wyspach Zachodnich oddano do użytku zakład termofilnej fermentacji beztlenowej . Szkocka Agencja Ochrony Środowiska (SEPA) ustanowiła normę dla produktów pofermentacyjnych , aby ułatwić wykorzystanie produktów stałych z komór fermentacyjnych na lądzie.

Uznano, że biogaz (głównie metan) – wytwarzany w wyniku fermentacji beztlenowej materii organicznej – jest potencjalnie cennym i płodnym surowcem. Szacuje się, że od 2006 r.  z odpadów rolniczych może powstać 0,4 GW mocy wytwórczych. Składowiska odpadów mają potencjał na kolejne 0,07  GW, a takie miejsca jak składowisko odpadów Avondale w Falkirk już wykorzystują swój potencjał.

Biomasa stała

W raporcie z 2007 roku stwierdzono, że paliwo drzewne przewyższa energię wodną i wiatrową jako największe potencjalne źródło energii odnawialnej. Przewidywano, że lasy Szkocji, które stanowiły 60% brytyjskiej bazy zasobów, będą w stanie zapewnić do 1 miliona  ton paliwa drzewnego rocznie. Prognozowano, że dostawy energii z biomasy osiągną 450  MW lub więcej (głównie z drewna), przy czym elektrownie będą wymagać 4500–5 000 suchych ton pieca rocznie na megawat mocy wytwórczej. Jednak w raporcie uzupełniającym Komisji Leśnictwa i rządu szkockiego z 2011 r. Stwierdzono, że: „... nie ma możliwości wspierania dalszych dużych elektrowni wytwarzających energię elektryczną na biomasę z krajowych zasobów włókien drzewnych”. Plan budowy w Edynburgu  elektrowni na biomasę o mocy 200 MW, która importowałaby 83% jej drewna, został wycofany przez Forth Energy w 2012 r., Ale firma energetyczna E.ON zbudowała elektrownię na biomasę o mocy 44  MW w Lockerbie , wykorzystując lokalne uprawy. W artykule z 2007 roku opublikowanym przez Renew Scotland stwierdzono, że automatyczne kotły na pelety drzewne mogą być równie wygodne w użyciu, jak konwencjonalne systemy centralnego ogrzewania. Kotły te mogą być tańsze w eksploatacji, a dzięki wykorzystaniu lokalnie produkowanego paliwa drzewnego mogą starać się być jak najbardziej neutralne pod względem emisji dwutlenku węgla, zużywając mało energii na transport.

Istnieje również lokalny potencjał dla upraw energetycznych, takich jak zagajniki wierzby lub topoli o krótkiej rotacji , trawa energetyczna miskanta , odpady rolnicze, takie jak słoma i obornik, oraz pozostałości leśne. Uprawy te mogłyby zapewnić 0,8  GW mocy wytwórczych.

Spopielanie

W Lerwick na Szetlandach działa odnosząca sukcesy spalarnia odpadów na energię , która spala 22 000 ton (24 250 ton) odpadów rocznie i zapewnia ciepło sieciowe dla ponad 600 klientów. Chociaż takie elektrownie generują emisje dwutlenku węgla poprzez spalanie materiału biologicznego i odpadów z tworzyw sztucznych (pochodzących z paliw kopalnych), zmniejszają również szkody wyrządzane atmosferze w wyniku tworzenia się metanu na składowiskach. Jest to znacznie bardziej szkodliwy gaz cieplarniany niż dwutlenek węgla wytwarzany w procesie spalania, chociaż inne systemy, które nie obejmują sieci ciepłowniczych, mogą mieć podobny ślad węglowy do zwykłej degradacji wysypisk śmieci.  

Energia słoneczna

źródło: apricus

Promieniowanie słoneczne ma silną sezonowość w Szkocji ze względu na jej szerokość geograficzną. W 2015 r. udział fotowoltaiki w końcowym zużyciu energii w Szkocji wyniósł 0,2%. Szacuje się, że w scenariuszu w 100% odnawialnym na rok 2050 fotowoltaika dostarczyłaby 7% energii elektrycznej. Praktyczne zasoby Wielkiej Brytanii szacuje się na 7,2  TWh rocznie.

Pomimo stosunkowo niskiego poziomu nasłonecznienia w Szkocji, panele słoneczne mogą działać skutecznie, ponieważ są w stanie wytwarzać ciepłą wodę nawet przy pochmurnej pogodzie. Technologia została opracowana w latach 70. XX wieku i jest dobrze ugruntowana dzięki różnym instalatorom; na przykład firma AES Solar z siedzibą w Forres dostarczyła panele do budynku Parlamentu Szkockiego .

Energia geotermalna

Energia geotermalna pozyskiwana jest z energii cieplnej wytwarzanej i magazynowanej w Ziemi. Najpopularniejsza forma systemów energii geotermalnej w Szkocji zapewnia ogrzewanie za pomocą gruntowej pompy ciepła . Urządzenia te przekazują energię ze zbiornika termicznego ziemi na powierzchnię poprzez płytkie rurociągi, wykorzystując wymiennik ciepła. Gruntowe pompy ciepła generalnie osiągają współczynnik wydajności między 3-4, co oznacza, że ​​na każdą jednostkę energii generowane są 3-4 jednostki użytecznej energii cieplnej. Intensywność węgla tej energii zależy od intensywności węgla energii elektrycznej zasilającej pompę.

Koszty instalacji mogą wahać się od 7 000 GBP do 10 000 GBP, a dotacje mogą być dostępne w ramach inicjatywy CARES obsługiwanej przez Local Energy Scotland .  Rocznie z tego źródła dostępnych jest do 7,6 TWh energii.

Badane są również systemy geotermalne wód kopalnianych, wykorzystujące stałą temperaturę otoczenia ziemi do podnoszenia temperatury wody do ogrzewania poprzez cyrkulację jej przez nieużywane melodie kopalniane. Woda będzie na ogół wymagać dalszego podgrzewania w celu osiągnięcia temperatury użytkowej. Przykładem jest projekt Glenalmond Street w Shettleston , który wykorzystuje kombinację energii słonecznej i geotermalnej do ogrzewania 16 domów. Woda w kopalni węgla 100 metrów (328 stóp) poniżej poziomu gruntu jest podgrzewana energią geotermalną i utrzymywana w temperaturze około 12 ° C (54 ° F ) przez cały rok. Podgrzana woda jest podnoszona i przepuszczana przez pompę ciepła, podnosząc temperaturę do 55  ° C (131  ° F), a następnie jest rozprowadzana do domów, zapewniając ogrzewanie grzejników.

Istnieje również potencjał do produkcji energii geotermalnej z wycofanych z eksploatacji pól naftowych i gazowych.

Technologie uzupełniające

Oczywiste jest, że jeśli emisje dwutlenku węgla mają zostać zmniejszone, konieczne będzie połączenie zwiększonej produkcji ze źródeł odnawialnych i ogólnie mniejszego zużycia energii, aw szczególności paliw kopalnych. Partnerstwo w zakresie technologii energetycznych stanowi pomost między badaniami akademickimi w sektorze energetycznym i przemysłowym oraz ma na celu przełożenie badań na wpływ ekonomiczny. Choć również niskoemisyjna, Torness  – jedyna elektrownia jądrowa – ma zostać zamknięta w 2028 r. i żadna nowa elektrownia jądrowa w Szkocji nie zostanie zbudowana z powodu sprzeciwu rządu szkockiego.

Zarządzanie siecią

Wzorce popytu zmieniają się wraz z pojawieniem się pojazdów elektrycznych i potrzebą dekarbonizacji ciepła. Rząd szkocki zbadał różne scenariusze dostaw energii w 2050 r. i w jednym zatytułowanym „Elektryczna przyszłość” „magazynowanie energii elektrycznej jest szeroko zintegrowane w całym systemie”, a „flota pojazdów elektrycznych działa jako rozległy rozproszony magazyn energii, zdolny do lokalne i krajowe bilansowanie energii” oraz „lepiej ocieplone budynki oznaczają, że krajowe zapotrzebowanie na energię znacznie spadło”.

W 2007 roku Scottish and Southern Energy plc we współpracy z University of Strathclyde rozpoczęło wdrażanie „Regional Power Zone” na archipelagu Orkadów. Ten przełomowy program (który może być pierwszym tego rodzaju na świecie) obejmuje „aktywne zarządzanie siecią”, które pozwoli na lepsze wykorzystanie istniejącej infrastruktury i umożliwi dalsze 15 MW  nowej „generacji niefirmowej” z odnawialnych źródeł energii do sieci.

W styczniu 2009 r. rząd ogłosił rozpoczęcie „Morskiego Planu Przestrzennego” w celu zmapowania potencjału wybrzeży Pentland Firth i Orkney oraz zgodził się wziąć udział w grupie roboczej badającej możliwości morskiej sieci łączącej projekty energii odnawialnej na Morzu Północnym do lądowych sieci krajowych. Potencjał takiego programu został opisany jako obejmujący działanie jako „  bateria 30 GW dla czystej energii w Europie”.

W sierpniu 2013 roku firma Scottish Hydro Electric Power Distribution podłączyła akumulator litowo-jonowy o mocy  2 MW do elektrowni Kirkwall . Była to pierwsza bateria na dużą skalę w Wielkiej Brytanii podłączona do lokalnej sieci dystrybucji energii elektrycznej. Opracowywane są inne inicjatywy zarządzania popytem. Na przykład Sunamp, firma z siedzibą w East Lothian , zapewniła sobie inwestycję w wysokości 4,5 miliona funtów w 2020 r. na rozwój swoich akumulatorów, które przechowują energię, którą można następnie wykorzystać do podgrzewania wody. W Wishaw koło Glasgow budowana jest bateria o mocy 50 MW/100 MWh .  

Zaproponowano znacznie większe powiązania w celu sprzedaży większej ilości energii elektrycznej do Anglii, ale może to nie być opłacalne, jeśli w Wielkiej Brytanii zostaną wprowadzone ceny energii elektrycznej w węzłach.

Sekwestracja dwutlenku węgla

Technologia ta , znana również jako wychwytywanie i składowanie dwutlenku węgla , polega na składowaniu dwutlenku węgla (CO 2 ), który jest produktem ubocznym procesów przemysłowych, poprzez wtłaczanie go do pól naftowych. Nie jest to forma produkcji energii odnawialnej, ale może być sposobem na znaczne ograniczenie wpływu paliw kopalnych podczas komercjalizacji OZE. Technologia została pomyślnie wdrożona jako pionier w Norwegii . W Szkocji nie istnieją jeszcze żadne projekty na skalę komercyjną, chociaż w 2020 r. rząd Wielkiej Brytanii przeznaczył 800  milionów funtów na próbę stworzenia do 2030 r. klastrów sekwestracji dwutlenku węgla , których celem byłoby wychwytywanie emisji dwutlenku węgla z przemysłu ciężkiego.

Wodór

Hypod i wiatraki na terenie PURE na Unst

Chociaż wodór oferuje znaczny potencjał jako alternatywa dla węglowodorów jako nośnik energii, ani sam wodór, ani związane z nim technologie ogniw paliwowych nie są same w sobie źródłami energii. Niemniej jednak połączenie technologii odnawialnych i wodoru cieszy się dużym zainteresowaniem osób poszukujących alternatyw dla paliw kopalnych . W te badania zaangażowanych jest wiele szkockich projektów, wspieranych przez Scottish Hydrogen & Fuel Cell Association (SHFCA).

Projekt PURE na wyspie Unst na Szetlandach to centrum szkoleniowe i badawcze, które wykorzystuje połączenie dużych zasobów energii wiatrowej i ogniw paliwowych do stworzenia wiatrowego systemu wodorowego . Dwie  turbiny o mocy 15 kW są podłączone do ogniwa paliwowego „Hypod”, które z kolei dostarcza energię do systemów grzewczych, wytwarzania zmagazynowanego ciekłego wodoru oraz innowacyjnego samochodu napędzanego ogniwami paliwowymi. Projekt jest własnością społeczności i jest częścią Unst Partnership, społecznościowego funduszu rozwojowego .

W lipcu 2008 r. SHFCA ogłosiła plany „korytarza wodorowego” z Aberdeen do Peterhead. Propozycja obejmuje uruchomienie autobusów napędzanych wodorem wzdłuż A 90 i jest wspierana przez Radę Aberdeenshire i Royal Mail . Ekonomiczne i praktyczne zastosowanie pojazdów wodorowych bada m.in. Uniwersytet w Glasgow . W 2015 roku miasto Aberdeen stało się miejscem pierwszej w Wielkiej Brytanii stacji produkcji wodoru i tankowania autobusów oraz rady i ogłosiło zakup kolejnych 10 autobusów wodorowych w 2020 roku. „Biuro wodoru” w Methil ma na celu zademonstrowanie korzyści płynących z ulepszonej energii efektywności energetycznej oraz systemów energii odnawialnej i wodorowej.

W raporcie o stanie produkcji wodoru na Szetlandach, opublikowanym we wrześniu 2020 r., Stwierdzono, że Rada Wysp Szetlandzkich (SIC) „dołączyła do wielu organizacji i projektów w celu realizacji planów ustanowienia wodoru jako przyszłego źródła energii dla wysp i nie tylko”. Na przykład był członkiem Szkockiego Stowarzyszenia Wodorowych Ogniw Paliwowych (SHFCA). Projekt Orion, mający na celu stworzenie hubu energetycznego, planował wykorzystanie czystej energii elektrycznej w rozwoju „nowych technologii, takich jak wytwarzanie niebieskiego i zielonego wodoru”.

Produkcja wodoru poprzez elektrolizę była już w toku na początku 2021 r. na Orkadach , gdzie źródła czystej energii (wiatr, fale, pływy) wytwarzały nadwyżkę energii elektrycznej, którą można było wykorzystać do wytworzenia wodoru, który można było przechowywać do czasu, gdy będzie potrzebny. W listopadzie 2019 r. rzecznik Europejskiego Centrum Energii Morskiej (EMEC) skomentował: „Patrzymy teraz w kierunku rozwoju gospodarki wodorowej na Orkadach”. Pod koniec 2020 roku planowano przetestować tutaj pierwszy na świecie prom napędzany wodorem. Jeden z raportów sugerował, że „jeśli wszystko pójdzie dobrze, promy wodorowe mogą pływać między wyspami Orkadów w ciągu sześciu miesięcy”. W tym czasie na lotnisku Kirkwall realizowano plan dodania do systemu grzewczego układu silnika spalinowego w celu zmniejszenia znacznych emisji, które powstały przy użyciu starszej technologii ogrzewania budynków i wody. Było to częścią planu sformułowanego przez szkocki rząd, aby Highlands and Islands „stały się pierwszym na świecie regionem lotniczym o zerowej wartości netto do 2040 r.”.

W grudniu 2020 r. szkocki rząd wydał oświadczenie dotyczące polityki wodorowej, w którym planuje wprowadzić niebieski i zielony wodór do użytku w ciepłownictwie, transporcie i przemyśle. Szkocki rząd zaplanował również inwestycję w wysokości 100  milionów funtów w sektorze wodoru „na 180  milionów funtów Emerging Energy Technologies Fund”. Rada Wysp Szetlandzkich planowała uzyskać dalsze szczegóły dotyczące dostępności finansowania. Rząd zgodził się już, że produkcja „zielonego” wodoru z energii wiatrowej w pobliżu terminalu Sullom Voe jest ważnym planem. W aktualizacji z grudnia 2020 r. Stwierdzono, że „rozległy terminal mógłby być również używany do bezpośredniego tankowania statków napędzanych wodorem” i zasugerowano, że czwarte molo w Sullom Voe „może nadawać się do eksportu amoniaku”.

Problemy lokalne vs krajowe

„Bitwa, która stawia ekologów przeciwko działaczom na rzecz ochrony przyrody”

Istotną cechą potencjału odnawialnego Szkocji jest to, że zasoby te są w znacznej mierze oddalone od głównych skupisk ludności. Nie jest to bynajmniej przypadek. Siła wiatru, fal i pływów na północnym i zachodnim wybrzeżu oraz hydro w górach tworzy dramatyczne krajobrazy, ale czasami trudne warunki życia.

Ta zbieżność geograficzna i klimatyczna stworzyła różne napięcia. Istnieje wyraźna znacząca różnica między niewielkimi zakładami produkującymi energię odnawialną, zaspokajającymi wszystkie potrzeby energetyczne społeczności wyspiarskiej, a elektrownią na skalę przemysłową w tej samej lokalizacji, która ma eksportować energię do odległych miejsc miejskich. Tak więc plany jednej z największych na świecie farm wiatrowych na lądzie na Hebrydzkiej Wyspie Lewis wywołały poważną debatę. Powiązanym problemem jest linia wysokiego napięcia Beauly – Denny , która dostarcza energię elektryczną z projektów odnawialnych źródeł energii na północy i zachodzie do miast na południu. Sprawa trafiła do publicznego dochodzenia i została opisana przez Iana Johnstona z The Scotsman jako „bitwa, w której ekolodzy walczą z ekologami i gigantycznymi firmami energetycznymi przeciwko arystokratycznym właścicielom ziemskim i wodzom klanów ”. W styczniu 2010 r. Jim Mather , minister energii, ogłosił, że projekt będzie kontynuowany, pomimo ponad 18 000 otrzymanych sprzeciwów. 53  km linii 132 kV na terenie parku zostało rozebranych i nie zastąpionych. Linia BeaulyDenny została pobudzona do Bożego Narodzenia 2015 roku.

Istnieje znaczne wsparcie dla projektów energetycznych na skalę społeczności. Na przykład Alex Salmond , ówczesny pierwszy minister Szkocji , stwierdził, że „możemy myśleć na wielką skalę, dostarczając małe rzeczy” i dążył do tego, aby w ciągu dziesięciu lat „milion szkockich gospodarstw domowych miał dostęp do własnej lub społecznościowej energii odnawialnej”. John Muir Trust stwierdził również, że „najlepsze opcje energii odnawialnej na dzikich terenach są na małą skalę, w wrażliwych lokalizacjach i sąsiadują ze społecznościami, które bezpośrednio z nich korzystają”, chociaż nawet programy należące do społeczności mogą okazać się kontrowersyjne.

Powiązaną kwestią jest pozycja Szkocji w Wielkiej Brytanii. Zarzuca się, że brytyjskie struktury cen przesyłowych są przeciwstawiane rozwojowi odnawialnych źródeł energii, debata, która podkreśla kontrast między słabo zaludnioną północną Szkocją a silnie zurbanizowanymi południowymi i wschodnimi Angliami. Chociaż ślady ekologiczne Szkocji i Anglii są podobne, związek między tym śladem a zdolnościami biologicznymi odpowiednich krajów nie jest. Biopojemność Szkocji (miara obszaru biologicznie produktywnego) wynosi 4,52 globalnego hektara (gha) na mieszkańca, czyli o około 15% mniej niż obecny efekt ekologiczny. Innymi słowy, przy 15% redukcji konsumpcji, ludność Szkocji mogłaby żyć w ramach wydajności produkcyjnej ziemi, która by ich utrzymywała. Jednak ślad ekologiczny Wielkiej Brytanii jest ponad trzykrotnie większy niż biopojemność, która wynosi zaledwie 1,6 gha i należy do najniższych w Europie. Tak więc, aby osiągnąć ten sam cel w kontekście Wielkiej Brytanii, konsumpcja musiałaby zostać zmniejszona o około 66%.   

Gospodarka świata rozwiniętego jest w dużym stopniu uzależniona od paliw kopalnych „punktowych źródeł”. Szkocja, jako stosunkowo słabo zaludniony kraj o znacznych zasobach odnawialnych, ma wyjątkową możliwość zademonstrowania, w jaki sposób można przeprowadzić przejście na niskoemisyjną, szeroko rozproszoną gospodarkę energetyczną. Konieczne będzie znalezienie równowagi między wspieraniem tej transformacji a zapewnianiem eksportu gospodarkom gęsto zaludnionych regionów w Pasie Centralnym i innych regionach, które poszukują własnych rozwiązań. Napięcie między potrzebami lokalnymi i krajowymi w kontekście szkockim może zatem występować również na szerszej scenie brytyjskiej i europejskiej.

Promocja OZE

Rosnące krajowe obawy związane ze szczytem wydobycia ropy naftowej i zmianami klimatycznymi sprawiły, że temat energii odnawialnej znalazł się wysoko w programie politycznym. W celu rozwijania potencjału utworzono różne organy publiczne i partnerstwa publiczno-prywatne. Forum Rozwoju Energii Odnawialnej w Szkocji (FREDS) to partnerstwo między przemysłem, środowiskiem akademickim i rządem, którego celem jest umożliwienie Szkocji czerpania korzyści z zasobów energii odnawialnej. Scottish Renewables Forum jest ważną organizacją pośredniczącą w branży, która jest gospodarzem corocznych nagród Green Energy Awards . Community Energy Scotland zapewnia doradztwo, finansowanie i finansowanie projektów energii odnawialnej opracowanych przez grupy społeczne. Aberdeen Renewable Energy Group (AREG) to partnerstwo publiczno-prywatne utworzone w celu identyfikowania i promowania możliwości energii odnawialnej dla firm na północnym wschodzie. W 2009 roku AREG zawarł sojusz z North Scotland Industries Group, aby pomóc w promowaniu północnej Szkocji jako „międzynarodowego centrum energii odnawialnej”.

Komisja Leśnictwa aktywnie promuje potencjał biomasy. Grupa Climate Change Business Delivery Group ma na celu dzielenie się przez firmy najlepszymi praktykami i stawianie czoła wyzwaniom związanym ze zmianą klimatu. Liczne uniwersytety odgrywają rolę we wspieraniu badań nad energią w ramach programu Supergen, w tym badań nad ogniwami paliwowymi w St Andrews , technologii morskich w Edynburgu , rozproszonych systemów zasilania w Strathclyde i upraw biomasy w Orkney College UHI Millennium Institute .

W 2010 r. festiwale świeżo upieczonych studentów Scotcampus , które odbywały się w Edynburgu i Glasgow, były w całości zasilane energią odnawialną w celu podniesienia świadomości wśród młodych ludzi.

W lipcu 2009 Friends of the Earth , Royal Society for the Protection of Birds , World Development Movement i World Wildlife Fund opublikowały badanie zatytułowane „The Power of Scotland Renewed”. W badaniu tym wykazano, że kraj ten mógłby zaspokoić całe swoje zapotrzebowanie na energię elektryczną do 2030 r. bez wymogu instalacji zasilanych energią jądrową lub paliwami kopalnymi. W 2013 r. ankieta dotycząca energii YouGov wykazała, że:

Nowe badania YouGov dla Scottish Renewables pokazują, że Szkoci są dwa razy bardziej skłonni do preferowania energii wiatrowej niż energii jądrowej lub gazu łupkowego. Ponad sześć na dziesięć (62%) osób w Szkocji twierdzi, że wsparłoby projekty wiatrowe na dużą skalę w ich okolicy, ponad dwukrotnie więcej niż liczba, która powiedziała, że ​​generalnie byłaby za gazem łupkowym (24%) i prawie dwa razy więcej niż jądrowy (32%). Energia wodna jest najpopularniejszym źródłem energii dla projektów na dużą skalę w Szkocji, przy czym przeważająca większość (80%) jest za.

Plany energetyczne rządu szkockiego przewidują, że 100% zużycia energii elektrycznej ma być wytwarzane ze źródeł odnawialnych, a do 2030 r. połowa całkowitego zużycia energii (w tym ciepło i transport) będzie pochodzić ze źródeł odnawialnych.

krajobraz polityczny

Polityka energetyczna w Szkocji jest kwestią „ zastrzeżoną ”, tzn. odpowiedzialność za nią spoczywa na rządzie Wielkiej Brytanii. Była pierwsza minister Szkocji i liderka SNP Nicola Sturgeon oskarżyła ich o „całkowity brak wizji i ambicji w zakresie technologii energetycznych przyszłości” i porównała to ze swoim poglądem, że rząd szkocki „jest już światowym liderem” w walce problem. Podczas referendum w sprawie niepodległości Szkocji w 2014 r. zasoby energetyczne Szkocji były istotnym tematem i prawdopodobnie byłby nim ponownie, gdyby odbyło się kolejne referendum w sprawie niepodległości . Szkocka Partia Zielonych zdecydowanie popiera „energię niskoemisyjną dla wszystkich”.

Szkocka Partia Pracy (która jest sekcją brytyjskiej Partii Pracy ) również popiera to, co nazywają „zieloną rewolucją przemysłową”. Polityka Partii Szkockich Konserwatystów (którzy są filią brytyjskiej Partii Konserwatywnej ) ma na celu „zapewnienie, że 50 procent energii Szkocji pochodzi ze źródeł odnawialnych do 2030 roku”. Popierają też dodatkową produkcję energii jądrowej, czemu sprzeciwia się rząd SNP. Szkoccy Liberalni Demokraci „zobowiązują się, aby 100% szkockiej energii elektrycznej pochodziło ze źródeł odnawialnych”.

Konferencja Narodów Zjednoczonych w sprawie zmian klimatu 2021 (COP26) odbyła się w Glasgow w dniach 1-12 listopada 2021 r. pod przewodnictwem Wielkiej Brytanii .

Zobacz też

Światowy

Uwagi i odniesienia

Notatki

Cytaty

Linki zewnętrzne