Ученые отмечают, что солнечный свет всего за час приносит на Землю столько энергии, что ее хватит для функционирования глобальной экономики на протяжении целого года
. В странах ЕС 40% крыш и 15% стен зданий пригодны для размещения солнечных батарей. По оценкам Европейской ассоциации фотоэлектрической промышленности, установка солнечных батарей на всех доступных поверхностях зданий позволит генерировать 1500 ГВт электроэнергии и покрыть 40% потребности ЕС в электричестве
.
В 2007 г. в отчете об исследовании, опубликованном в журнале Scientific American, сообщалось, что преобразование в электричество всего 2,5% солнечного излучения, падающего на юго-западный регион США, позволило бы удовлетворить потребности в электроэнергии всей страны в 2006 г. По заключению исследователей этот регион может к 2050 г. покрывать 69% потребности США в электричестве и 35% общей потребности в энергии
.
Европа на текущий момент далеко опережает остальной мир по использованию солнечной энергии. В 2009 г. на нее приходилось 78% мощности всех установленных фотоэлектрических преобразователей, что намного превышает доли Японии, США и Китая
.
В 2009 г. в ЕС по темпам развития доминировала ветроэнергетика — ее доля во вновь установленных источниках альтернативной энергии составила 38%. Эта индустрия, в которой сейчас занято почти 200 000 работников, дает 4,8% электроэнергии. По прогнозам, она будет поставлять на европейский рынок около 17% электроэнергии к 2020 г. и 30% к 2030 г., когда в ней будет занято почти полмиллиона человек
.
Ветровые ресурсы США могут многократно перекрыть потребности страны в электроэнергии
. В октябре 2010 г. Google и финансовая фирма Good Energies объявили о намерении вложить $5 млрд в строительство подводной линии передачи электроэнергии для морских ветроэлектростанций вдоль 600-километрового отрезка береговой линии от Норфолка в штате Вирджиния до северной части штата Нью-Джерси
. Новая магистральная линия передачи энергии поможет восточным штатам ускорить освоение морских ветровых ресурсов и увеличить долю зеленой электроэнергии в энергетическом балансе.
Исследование глобальных ветровых ресурсов, проведенное Стэнфордским университетом, показало, что освоение 20% доступной на планете энергии ветра даст в семь раз больше электроэнергии, чем мир потребляет в настоящее время
. В городских и пригородных зонах индивидуальные ветрогенераторы у зданий могут к концу десятилетия стать быстро растущим сегментом рынка зеленой ветроэнергетики, когда миллионы домов, офисов и промышленных площадок начнут обзаводиться собственными генерирующими мощностями. Компании вроде американской Southwest Windpower производят небольшие ветрогенераторы, способные покрывать 20–30% потребностей среднего дома в электроэнергии. Такие ветрогенераторы стоят $15 000–18 000 и окупаются всего за 14 лет.
Гидроэнергетика в настоящее время дает подавляющую часть зеленого электричества в мире. В Европейском союзе гидроэлектростанции имеют суммарную мощность 180 000 МВт и представляют собой главным образом давно действующие крупные предприятия. По мнению отраслевых экспертов, нераскрытым потенциалом обладают небольшие распределенные гидроэнергетические установки. Экономически жизнеспособные электростанции, разбросанные по всей Европе, могут вырабатывать 147 тераватт-часов электроэнергии в год. В Великобритании, по оценкам Агентства по охране окружающей среды, небольшие гидроэлектростанции в будущем смогут обеспечивать энергией 850 000 домов.
В США на гидроэлектростанции приходится 75% всего электричества, получаемого из возобновляемых источников энергии. По прогнозу Научно-исследовательского института электроэнергетики, к 2025 г. прирост мощностей крупных ГЭС, микрогидроэлектростанций и электростанций, использующих энергию океанических волн, составит 23 000 МВт
.
Тепловая энергия недр Земли — еще один гигантский источник практически неосвоенной зеленой энергии. Температура недр Земли достигает 4000 °С и даже больше, и поток тепловой энергии непрерывно идет к поверхности. В Европе зонами с повышенным тепловыделением являются Италия и Франция. В число других стран, богатых источниками геотермальной энергии, входят Германия, Австрия, Венгрия, Польша и Словакия.
На территории США в поверхностном слое земной коры толщиной 3 км количество геотермальной энергии составляет примерно 3 млн квад
[11]. Этого достаточно, чтобы удовлетворять потребности Америки в энергии на протяжении 30 000 лет
.
Мощность действующих геотермальных энергетических установок в мире увеличилась на 20% в промежутке между 2005 и 2010 гг. Однако из 39 стран, потенциально способных полностью удовлетворять свою потребность в электроэнергии за счет тепла Земли, только в девяти этот вид энергии находит заметное применение
.
Хотя США лидируют в этой области и мощность геотермальных электростанций составляет там 3086 МВт, потенциал геотермальной энергии огромен. По оценкам Массачусетского технологического института, умеренные вложения на уровне $300–400 млн в течение 15 лет могли бы сделать геотермальные электростанции конкурентоспособными на американском рынке электроэнергии. Государственные и/ или частные инвестиции на уровне $800–1000 млн позволили бы довести их коммерческую мощность до 100 000 МВт к 2050 г.
Биомасса — последний компонент зеленого энергобаланса, который включает в себя топливные культуры, древесные отходы и бытовой мусор. Биомасса является наиболее спорным источником зеленой энергии. Всемирная ассоциация биоэнергетики заявляет, что «мировой потенциал биоэнергетики достаточен для удовлетворения глобальной потребности в энергии в 2050 г.»
. Брайан Ханнеган из Научно-исследовательского института электроэнергетики (США) согласен с тем, что биоэнергетика может играть значительную роль в производстве зеленой энергии, однако, отталкиваясь от последних экономических исследований, не верит в ее способность покрыть более 20% глобального спроса на энергию в 2050 г.
Из отчетов Совета по защите природных ресурсов (США) следует, что только в США ежегодно остаются неиспользованными 39 млн т пожнивных остатков — этого достаточно для обеспечения электроэнергией всех домов на территории Новой Англии
.
При производстве биоэнергии необходимо учитывать ряд ограничительных факторов. Так, выращивание кукурузы для получения биоэтанола фактически непродуктивно. Количество энергии, затрачиваемой на получение урожая, его переработку и транспортировку полученного этанола, делает энергетическую ценность конечного продукта практически ничтожной
.
Главными препятствиями для производства энергии из сельскохозяйственных культур и древесных отходов являются необходимые для этого количества земли и воды, которые могут использоваться более продуктивно для выращивания пищевых и технических культур, а также выбросы парниковых газов, сопровождающие получение биомассы и ее переработку.
Превращение бытового мусора в источник энергии для производства электричества и обогрева — пожалуй, самое перспективное направление использования биомассы. В 2010 г. человечество произвело около 1,7 млрд т твердых бытовых отходов. Более миллиарда тонн отходов завершило свой путь на свалках, и только 0,2 млрд т было использовано в качестве источника энергии, что свидетельствует о значительном потенциале этого источника зеленой энергии. Почти 98% энергии получают сейчас путем сжигания горючих отходов и твердого вторичного топлива, которое негативно влияет на окружающую среду и приводит, помимо прочего, к выбросам опасных газов. Оставшиеся 2% энергии приходятся на менее вредные технологии термической и биологической переработки.
