Énergie renouvelable

Depuis la fin de 2004, la capacité mondiale d'énergie renouvelable a augmenté à un rythme de 10 à 60 % par an pour de nombreuses technologies. Pour l'énergie éolienne et de nombreuses autres technologies renouvelables, la croissance s'est accélérée en 2009 par rapport aux quatre années précédentes. En 2009, l'énergie éolienne a été la plus importante des technologies renouvelables. Cependant, le photovoltaïque connecté au réseau a connu la croissance la plus rapide de toutes les technologies d'énergies renouvelables, avec un taux de croissance annuel moyen de 60 %.

Les projections varient, mais les scientifiques ont avancé un plan visant à alimenter 100 % de l'énergie mondiale avec de l'énergie éolienne, hydroélectrique et solaire d'ici 2030.

Les cellules solaires photovoltaïques convertissent la lumière du soleil en électricité et de nombreuses centrales solaires photovoltaïques ont été construites, principalement en Europe. En décembre 2010, les plus grandes centrales photovoltaïques (PV) au monde sont la centrale photovoltaïque de Sarnia (Canada, 97 MW), la centrale photovoltaïque de Montalto di Castro (Italie, 84,2 MW), le parc solaire de Finsterwalde (Allemagne, 80,7 MW), la centrale photovoltaïque de Rovigo (Italie, 70 MW), le parc photovoltaïque d'Olmedilla (Espagne, 60 MW), le parc solaire de Strasskirchen (Allemagne, 54 MW) et le parc photovoltaïque de Lieberose (Allemagne, 53 MW). De plus grandes centrales électriques sont en cours de construction, certaines proposées auront une capacité de 150 MW ou plus.

Beaucoup de ces plantes sont intégrées à l'agriculture et certaines utilisent des systèmes de suivi innovants qui suivent la trajectoire quotidienne du soleil dans le ciel pour produire plus d'électricité que les systèmes conventionnels montés à poste fixe. Il n'y a pas de coûts de carburant ni d'émissions pendant le fonctionnement des centrales.

Les grandes centrales solaires thermiques comprennent l'installation de 354 mégawatts (MW) Solar Energy Generating Systems aux États-Unis, la centrale solaire de Solnova (Espagne, 150 MW), la centrale solaire d'Andasol (Espagne, 100 MW), Nevada Solar One (États-Unis, 64 MW), la tour solaire PS20 (Espagne, 20 MW) et la tour solaire PS10 (Espagne, 11 MW). La centrale solaire Ivanpah de 370 MW, située dans le désert de Mojave en Californie, est le plus grand projet de centrale solaire thermique au monde actuellement en construction.

L'industrie de l'énergie solaire thermique connaît une croissance rapide, avec 1,2 GW en construction en avril 2009 et 13,9 GW supplémentaires annoncés à l'échelle mondiale jusqu'en 2014. L'Espagne est l'épicentre du développement de l'énergie solaire thermique avec 22 projets pour 1 037 MW en construction, qui devraient tous être mis en service d'ici la fin 2010. Aux États-Unis, 5 600 MW de projets d'énergie solaire thermique ont été annoncés. Dans les pays en développement, trois projets de la Banque mondiale pour des centrales thermiques solaires intégrées à turbines à gaz à cycle combiné en Égypte, au Mexique et au Maroc ont été approuvés.

L'énergie renouvelable variable est une source d'énergie renouvelable non répartissable en raison de sa nature fluctuante, comme l'énergie éolienne et solaire, par opposition à une source d'énergie renouvelable contrôlable comme l'hydroélectricité ou la biomasse, ou une source relativement constante comme l'énergie géothermique ou l'hydroélectricité au fil de l'eau. Les critiques de l'énergie éolienne et solaire mettent en garde contre leur production variable, mais de nombreuses études ont montré que le réseau peut faire face, et c'est ce qu'il fait au Danemark et en Espagne.

L'Agence internationale de l'énergie estime que la question de la variabilité a fait l'objet de trop d'attention. Son importance dépend d'une série de facteurs, dont la pénétration du marché des énergies renouvelables concernées, l'équilibre des installations et la connectivité plus large du système, ainsi que la flexibilité du côté de la demande. La variabilité sera rarement un obstacle au déploiement accru des énergies renouvelables. Mais à des niveaux élevés de pénétration du marché, elle exige une analyse et une gestion minutieuses.

Le Brésil a l'un des plus grands programmes d'énergie renouvelable au monde, impliquant la production d'éthanol carburant à partir de la canne à sucre, et l'éthanol fournit aujourd'hui 18 % du carburant automobile du pays. En conséquence, le Brésil, qui il y a quelques années devait importer une grande partie du pétrole nécessaire à la consommation intérieure, a récemment atteint une autosuffisance complète en pétrole.

La plupart des voitures en circulation aujourd'hui aux États-Unis peuvent fonctionner avec des mélanges contenant jusqu'à 10 % d'éthanol, et les constructeurs automobiles produisent déjà des véhicules conçus pour fonctionner avec des mélanges beaucoup plus riches en éthanol. Ford, DaimlerChrysler et General Motors Corporation font partie des entreprises automobiles qui vendent des voitures, des camions et des mini-fourgonnettes à "carburant flexible" pouvant utiliser de l'essence et des mélanges d'éthanol allant de l'essence pure jusqu'à 85% d'éthanol (E85). À la mi-2006, il y avait environ six millions de véhicules compatibles avec l'E85 sur les routes américaines.