Как работает возобновляемая энергия и переформатирует энергосистемы по всему миру

Возобновляемая энергия поступает из источников, которые пополняются естественным образом в масштабе времени человечества — солнечный свет, ветер, текущая вода, тепло внутри Земли и органические вещества. В отличие от угля, нефти, газа или ядерного топлива, эти источники не сжигаются и не потребляются; электростанции вместо этого захватывают энергию, которая уже движется через окружающую среду, и превращают её в электричество.

Как каждая технология преобразует природу в электричество

Ветровые турбины используют лопасти, имеющие форму крыльев самолёта. Когда ветер проходит над ними, разница в давлении воздуха на каждой стороне создаёт подъёмную силу, которая заставляет вращаться ротор. Ротор приводит в движение генератор — либо напрямую, либо через редуктор, который ускоряет вращение — и это механическое вращение производит электричество, которое отправляется в сеть через подстанцию, согласно Министерству энергетики США.

Солнечные панели работают иначе: они не содержат движущихся частей. Кремниевые солнечные элементы обработаны таким образом, что один слой имеет положительный заряд, а другой — отрицательный. Когда солнечный свет попадает на элемент, фотоны выбивают электроны, и этот поток электронов — фотоэлектрический эффект — создаёт электричество постоянного тока (DC). Поскольку дома и большинство сетей работают на переменном токе (AC), инвертор преобразует электроэнергию перед её использованием.

Гидроэлектростанции используют силу падающей или текущей воды для вращения турбины, подключённой к генератору, тот же основной принцип, что и в ветровых турбинах, но с использованием веса и движения воды вместо воздуха. Геотермальные электростанции используют тепло, хранящееся под землёй, чтобы производить пар, который приводит в движение турбину, а биоэнергетические электростанции сжигают органические материалы, такие как сельскохозяйственные отходы или дерево, для производства тепла, которое преобразуется в электричество.

Возобновляемые источники энергии приближаются к углю

Согласно Обзору глобальной энергетики Международного энергетического агентства, возобновляемые источники энергии обеспечивали 34% мировой выработки электроэнергии в 2025 году, что выше 32% в 2024 году и 23% десять лет назад. В сочетании с ядерной энергией источники с низким уровнем выбросов достигли 43% мировой выработки в 2025 году — самая высокая доля за пятьдесят лет, сказало МЭА.

Только солнечная фотоэлектрика добавила примерно 600 тераватт-часов выработки в 2025 году, что является её самым большим годовым увеличением за всё время, сообщило МЭА. Ветровая и солнечная энергия вместе достигли 17% мировой электроэнергии, что выше примерно 5% десять лет назад. МЭА сказало, что мировая возобновляемая выработка «практически совпадала» с выработкой на угольных электростанциях в 2025 году, в то время как сама выработка угля упала примерно на 0,5% — её первое снижение вне периода кризиса с 2015 года.

Почему изменчивость является центральной инженерной проблемой

Выработка ветровой и солнечной энергии растёт и падает в зависимости от погоды и дневного света, поэтому операторам сетей нужны другие инструменты, чтобы держать предложение в соответствии со спросом в каждый момент.

Аккумуляторы стали одним из основных инструментов для сглаживания этих колебаний. Глобальные добавления ёмкости аккумуляторного хранилища достигли 108 ГВт в 2025 году, примерно на 40% выше, чем в 2024 году, согласно МЭА. Китай добавил чуть более 63 ГВт, а Соединённые Штаты — 19 ГВт, что составляет увеличение на 60% в годовом исчислении. В Калифорнии аккумуляторное хранилище увеличилось с поставки менее 1% потребностей балансировки сети с часовой разницей пять лет назад до более чем 60% в первом квартале 2026 года, сказало МЭА.

Что дальше

МЭА прогнозирует, что в период 2025-2030 годов во всём мире будет установлено 4600 ГВт новых возобновляемых мощностей — примерно в два раза больше, чем добавлено в предыдущие пять лет — с учётом того, что на солнечную фотоэлектрику приходится почти 80% этого роста. Глобальная выработка возобновляемой электроэнергии прогнозируется на уровне 60%, с 9900 тераватт-часов в 2024 году до 16200 тераватт-часов в 2030 году, что увеличит долю возобновляемых источников в мировой электроэнергии до 43%.