Jak działa energia odnawialna i zmienia sieci energetyczne na całym świecie

Energia odnawialna pochodzi ze źródeł, które uzupełniają się naturalnie w skali czasu ludzkości — światło słoneczne, wiatr, płynąca woda, ciepło wewnątrz Ziemi i materia organiczna. W przeciwieństwie do węgla, ropy naftowej, gazu lub paliwa jądrowego, te źródła nie są spalane ani zużywane; elektrownie zamiast tego przechwytują energię, która już porusza się w otoczeniu, i zamieniają ją w energię elektryczną.

Jak każda technologia przekształca przyrodę w energię elektryczną

Turbiny wiatrowe wykorzystują łopaty w kształcie skrzydeł samolotu. Gdy wiatr przepływa nad nimi, różnica w ciśnieniu powietrza po każdej stronie tworzy siłę nośną, która powoduje obrót wirnika. Wirnik napędza generator — bezpośrednio lub przez skrzynię biegów, która przyspiesza obrót — i ten mechaniczny obrót produkuje energię elektryczną, która jest wysyłana do sieci przez podstację, zgodnie z Departamentem Energii USA.

Panele słoneczne działają inaczej: nie zawierają ruchomych części. Krzemowe ogniwa słoneczne są opracowane w taki sposób, że jedna warstwa ma ładunek dodatni, a druga ujemny. Gdy światło słoneczne trafia na ogniwo, fotony uwalniają elektrony, a ten przepływ elektronów — efekt fotowoltaiczny — tworzy energię elektryczną prądu stałego (DC). Ponieważ domy i większość sieci działają na prądzie zmiennym (AC), inwerter konwertuje energię, zanim zostanie ona użyta.

Elektrownie wodne wykorzystują siłę spadającej lub płynącej wody do obracania turbiny podłączonej do generatora, tę samą podstawową zasadę co w turbinach wiatrowych, ale z wykorzystaniem wagi i ruchu wody zamiast powietrza. Elektrownie geotemiczne wykorzystują ciepło przechowywane pod ziemią do produkcji pary, która napędza turbinę, podczas gdy elektrownie bioenergetyczne spalają materiały organiczne, takie jak odpady z upraw lub drewno, aby wygenerować ciepło, które jest konwertowane na energię elektryczną.

Energia odnawialna zbliża się do węgla

Zgodnie z Przeglądem Globalnej Energii Międzynarodowej Agencji Energii, źródła odnawialne dostarczały 34% globalnej produkcji energii elektrycznej w 2025 roku, wzrost z 32% w 2024 roku i 23% sprzed dziesięciu lat. W połączeniu z energią jądrową źródła niskoemisyjne osiągnęły 43% globalnej produkcji w 2025 roku — najwyższy udział w ciągu pięćdziesięciu lat, powiedziała MAE.

Sama fotowoltaika słoneczna dodała około 600 terawatogodzin produkcji w 2025 roku, co jest jej największym rocznym wzrostem w historii, poinformowała MAE. Energia wiatrowa i słoneczna razem osiągnęły 17% globalnej produkcji energii elektrycznej, w stosunku do około 5% sprzed dziesięciu lat. MAE powiedziała, że globalna produkcja energii odnawialnej «praktycznie dorównała» produkcji z elektrowni węglowych w 2025 roku, podczas gdy sama produkcja węgla spadła o około 0,5% — jej pierwszy spadek poza okresem kryzysu od 2015 roku.

Dlaczego zmienność jest centralnym wyzwaniem inżynieryjnym

Produkcja energii wiatrowej i słonecznej rośnie i spada wraz z pogodą i światłem dziennym, dlatego operatorzy sieci potrzebują innych narzędzi, aby utrzymać podaż dostosowaną do zapotrzebowania w każdej chwili.

Baterie stały się jednym z głównych narzędzi do wygładzania tych wahań. Globalne dodatki pojemności magazynowania baterii osiągnęły 108 GW w 2025 roku, około 40% wyżej niż w 2024 roku, zgodnie z MAE. Chiny dodały nieco ponad 63 GW, a Stany Zjednoczone 19 GW, wzrost o 60% rok do roku. W Kalifornii magazynowanie baterii wzrosło z dostarczania poniżej 1% potrzeb bilansowania sieci z dokładnością do godziny pięć lat temu do ponad 60% w pierwszym kwartale 2026 roku, powiedziała MAE.

Co dalej

MAE prognozuje, że na całym świecie zainstalowana będzie 4600 GW nowej pojemności odnawialnej w latach 2025-2030 — około dwa razy więcej niż dodano w poprzednich pięciu latach — przy czym fotowoltaika słoneczna stanowi prawie 80% tego wzrostu. Przewiduje się, że globalna produkcja energii elektrycznej z odnawialnych źródeł wzrośnie o 60%, z 9900 terawatogodzin w 2024 roku do 16200 terawatogodzin w 2030 roku, pchając udział energii odnawialnej w światowej energii elektrycznej na poziom 43%.