Energie durabilă

Se spune despre energie că este durabilă dacă satisface criteriile de sustenabilitate, adică dacă „satisface nevoile prezentului fără a compromite capacitatea generațiilor viitoare de a-și satisface propriile nevoi”. Definițiile „energiei durabile” au de obicei în vedere efectele acesteia asupra mediului, economiei și societății. Aceste efecte variază de la emisiile de gaze cu efect de seră și poluarea aerului până la sărăcia energetică și deșeurile toxice. Sursele de energie regenerabilă, cum ar fi energiile eoliană, hidraulică, solara și geotermică, deși pot și ele provoca daune mediului, sunt în general mult mai durabile decât sursele bazate pe combustibili fosili.
Rolul surselor de energie neregenerabile în energia durabilă este controversat. Energia nucleară nu produce poluare cu dioxid de carbon sau poluare a aerului, dar are dezavantaje cum ar fi generarea de deșeuri radioactive, riscul de proliferare nucleară și riscul de accidente nucleare. Trecerea de la cărbune la gaz natural are beneficii pentru mediu, inclusiv un impact asupra climei mai scăzut, dar poate întârzia trecerea la opțiuni mai durabile. Captarea și stocarea dioxidului de carbon poate fi aplicată în termocentrale pentru a elimina emisiile de dioxid de carbon (CO2), dar această tehnologie este costisitoare și a fost rar implementată.
Combustibilii fosili asigură 85 % din consumul mondial de energie, iar sistemele energetice sunt responsabile pentru 76 % din emisiile globale de gaze cu efect de seră. Aproximativ 790 milioane de oameni din țările în curs de dezvoltare nu au acces la electricitate, iar 2,6 miliarde se bazează pe combustibili poluanți, cum ar fi lemnul sau cărbunele pentru a găti. Gătitul cu biomasă plus poluarea cu combustibili fosili cauzează aproximativ 7 milioane de decese în fiecare an. Limitarea încălzirii globale la 2 °C va necesita schimbări în producția de energie, distribuție, stocare și consum. Accesul universal la electricitate curată poate avea beneficii majore asupra climei, sănătății umane și a economiilor țărilor în curs de dezvoltare.
Au fost propuse căi pentru combaterea încălzirii globale, obiectivul fiind limitare încălzirii la 2 °C. Acestea prevăd eliminarea treptată a termocentralelor pe cărbune, economisirea energiei, producerea de mai multă energie electrică din surse curate, cum ar fi energia eoliană și cea solară și trecerea de la combustibili fosili la electricitate pentru transport și încălzirea clădirilor. Puterea furnizată de unele surse de energie regenerabilă variază în funcție de momentul în care bate vântul sau strălucește Soarele. Prin urmare, trecerea la energie regenerabilă poate necesita modernizări ale rețelelor electrice, cum ar fi adăugarea de capacități pentru stocarea energiei. Unele procese care sunt greu de electrificat pot folosi hidrogenul verde produs din surse de energie cu emisii reduse. În propunerea Agenției Internaționale pentru Energie (IEA) pentru atingerea emisiilor nete zero până în 2050, aproximativ 35 % din reducerea emisiilor depinde de tehnologiile care erau încă în dezvoltare în 2023.
Cota de piață a energiei eoliene și solare a crescut la 8,5 % din energia electrică la nivel mondial în 2019, iar costurile continuă să scadă. IPCC estimează că pentru a limita încălzirea globală la 1,5 °C în sistemele energetice ar trebui să fie investit 2,5 % din produsul intern brut (PIB) mondial în fiecare an între 2016 și 2035. Guvernele pot finanța cercetarea, dezvoltarea și demonstrarea noilor tehnologii de energie curată. De asemenea, pot construi infrastructură pentru electrificare și transport durabil. În final, guvernele pot încuraja utilizarea energiei curate prin politici precum prețul carbonului, portofoliul standard pentru energie regenerabilă și eliminarea treptată a subvențiilor pentru combustibilii fosili. Aceste politici pot crește, de asemenea, securitatea energetică.
Comisia Brundtland a Organizației Națiunilor Unite a descris în raportul său din 1987 conceptul de dezvoltare durabilă, pentru care energia este o componentă cheie. Comisia a definit dezvoltarea durabilă ca fiind satisfacerea „nevoilor prezentului fără a compromite capacitatea generațiilor viitoare de a-și satisface propriile nevoi”. Această descriere a dezvoltării durabile a fost menționată de atunci în multe definiții și explicații privind energia durabilă.
Nu există o interpretare universal acceptată a modului în care conceptul de sustenabilitate se aplică energiei la scară globală. Definițiile de lucru ale energiei durabile cuprind mai multe aspecte ale durabilității, cum ar fi problemele de mediu, cele economice și cele sociale. De la începutul anilor 1990, conceptul sa extins pentru a include probleme sociale și economice mai largi. Istoric, conceptul de dezvoltare durabilă a energiei s-a concentrat pe reducerea emisiilor și pe securitatea energetică. De la începutul anilor 1990, conceptul s-a extins, cuprinzând și probleme sociale și economice importante.
Sustenabilitatea mediului cuprinde emisiile de gaze cu efect de seră, impactul asupra biodiversității și ecosistemelor, deșeurile periculoase și emisiile toxice, consumul de apă, și epuizarea resurselor neregenerabile. Sursele de energie cu impact redus asupra mediului sunt uneori numite „energie verde” sau „energie curată”. Aspectul economic al durabilității se referă la dezvoltarea economică, utilizarea eficientă a energiei și securitatea energetică, pentru a se asigura că fiecare țară are acces constant la suficientă energie. Problemele sociale cuprind nevoia de energie accesibilă și de încredere pentru toți oamenii, drepturile muncii și drepturile asupra terenurilor.
Sistemul energetic actual contribuie la multe probleme de mediu, inclusiv la încălzirea globală, poluarea aerului, pierderea biodiversității, eliberarea de toxine în mediu și deficitul de apă. Începând cu 2019, 85 % din nevoile de energie ale lumii sunt satisfăcute prin arderea combustibililor fosili. Producția și consumul de energie sunt responsabile pentru 76 % din emisiile anuale de gaze cu efect de seră cauzate de om din 2018. Acordul de la Paris din 2015 privind schimbările climatice își propune să limiteze încălzirea globală mult sub 2 °C și, de preferință, la 1,5 °C; atingerea acestui obiectiv va necesita ca emisiile să fie reduse cât mai curând posibil și să atingă zero emisii nete până la jumătatea secolului.
Arderea combustibililor fosili și a biomasei este o sursă majoră de poluare a aerului, care provoacă aproximativ 7 milioane de decese în fiecare an, cea mai mare parte a afecțiunilor atribuibile poluării fiind observată în țările cu venituri mici și mijlocii. Arderea combustibililor fosili în termocentrale, vehicule și fabrici este principala sursă de emisii care se combină cu oxigenul din atmosferă pentru a provoca ploi acide. Poluarea aerului este a doua cauză de deces prin boli neinfecțioase. Se estimează că 99 % din populația lumii trăiește în locuri cu niveluri de poluare a aerului care depășesc limitele recomandate de Organizația Mondială a Sănătății.
Gătitul cu combustibili poluanți, cum ar fi lemnul, bălegarul animalelor, cărbunele sau kerosenul este responsabil pentru aproape toată poluarea aerului din interiorul locuințelor, care provoacă aproximativ 1,6 până la 3,8 milioane de decese anual, și, de asemenea, contribuie în mod semnificativ la poluarea aerului din exterior. Efectele asupra sănătății se manifestă mai ales în rândul femeilor, care se ocupă de gătit, și al copiilor mici.
Impactul asupra mediului se extinde dincolo de produsele secundare ale arderii. Scurgerile de petrol pe mare dăunează vieții marine și pot provoca incendii care degajă emisii toxice. Aproximativ 10 % din consumul global de apă este destinat producției de energie, în special în turnurile de răcire ale termocentralelor. În regiunile uscate, acest lucru contribuie la penuria de apă. De asemenea, producția de bioenergie, extracția și prelucrarea cărbunelui și extracția petrolului necesită mari cantități de apă. Tăierea excesivă a pădurilor pentru lemn, precum și exploatarea excesivă a altor materiale combustibile poate produce daune locale grave asupra mediului, inclusiv deșertificarea.
Satisfacerea cererilor de energie existente si viitoare într-un mod durabil este o provocare esențiala pentru obiectivul global de limitare a încălzirii globale, menținând în același timp creșterea economică și permițând creșterea nivelului de trai. Energia fiabilă și accesibilă, în special electricitatea, este esențială pentru îngrijirea sănătății, educație și dezvoltarea economică. În 2020, 790 de milioane de oameni din țările în curs de dezvoltare nu aveau acces la electricitate, iar aproximativ 2,6 miliarde se bazau pentru gătit pe arderea combustibililor.
Îmbunătățirea accesului la energie în țările cel mai puțin dezvoltate și producerea a mai multă energie mai curată sunt esențiale pentru atingerea celor mai multe dintre obiectivele de dezvoltare durabilă ale Organizației Națiunilor Unite pentru 2030, care acoperă aspecte care variază de la acțiunea climatică până la egalitatea de gen. Obiectivul de Dezvoltare Durabilă 7 solicită „acces pentru toți la energie accesibilă, fiabilă, durabilă și modernă”, inclusiv accesul universal la electricitate și la metode de gătit curate până în 2030.
Eficiența energetică – utilizarea de mai puțină energie pentru a furniza aceleași bunuri sau servicii sau furnizarea de servicii comparabile cu mai puține bunuri – este o piatră de temelie a multor strategii prvind energia durabilă. Agenția Internațională pentru Energie (IEA) a estimat că prin creșterea eficienței energetice s-ar putea reduce 40 % din emisiile de gaze cu efect de seră, fapt necesar pentru îndeplinirea obiectivelor Acordului de la Paris.
Energia poate fi economisită prin creșterea eficienței tehnice a aparatelor, vehiculelor, proceselor industriale și clădirilor. O altă abordare este utilizarea de mai puține materiale a căror producție necesită multă energie, de exemplu printr-o mai bună proiectare și prin reciclare. Schimbările comportamentale, cum ar fi utilizarea videoconferințelor în locul zborurilor de afaceri sau mersul pe bicicletă în orașe, mersul pe jos sau apelând la transportul public în loc de a folosi mașina, reprezintă o altă modalitate de a economisi energia. Pentru a încuraja schimbarea modurilor de transport, politicile guvernamentale de îmbunătățire a eficienței pot cuprinde norme de execuție, norme de performanță energetică, prețul carbonului și dezvoltarea unei infrastructuri eficiente din punct de vedere energetic.
Intensitatea energetică a economiei globale (cantitatea de energie consumată pe unitatea de produs intern brut – PIB) este un indicator aproximativ al eficienței energetice a producției în economie. În 2010 intensitatea energetică globală a fost de 5,6 MJ (1,6 kWh) per dolar american de PIB. Obiectivele ONU cer ca intensitatea energetică să scadă cu 2,6 % în fiecare an între 2010 și 2030. În ultimii ani, acest obiectiv nu a fost atins. De exemplu, între 2017 și 2018, intensitatea energetică a scăzut cu doar 1,1 %.
Îmbunătățirile eficienței conduc adesea la o situație paradoxală, în care consumatorii resursei eficientizate folosesc banii pe care îi economisesc astfel pentru a cumpăra bunuri și servicii care sunt consumatoare și mai mari de energie. De exemplu, îmbunătățirile recente ale eficienței tehnice în transporturi și clădiri au fost în mare parte compensate de tendințele consumatorilor de a opta pentru vehicule și locuințe mai mari.
Sursele de energie regenerabilă sunt esențiale pentru energia durabilă, deoarece consolidează securitatea energetică și emit mult mai puține gaze cu efect de seră decât combustibilii fosili. Proiectele de energie regenerabilă ridică uneori probleme semnificative privind durabilitatea, cum ar fi riscuri pentru biodiversitate atunci când zonele cu valoare ecologică ridicată sunt convertite în producția de bioenergie sau în ferme solare sau eoliene.
Energia hidraulică este cea mai mare sursă de energie regenerabilă, dar energia solară și eoliană cresc rapid. Sistemele fotovoltaice și eoliene terestre sunt în majoritatea țărilor cele mai ieftine forme de capacități care produc energie. Pentru mai mult de jumătate din cei 770 de milioane de oameni care în prezent nu au acces la energie electrică, probabil până în 2030 cea mai ieftină metodă de furnizare a ei va fi prin minirețelele alimentate cu energie solară generată distribuit. Obiectivele ONU pentru 2030 prevăd creșterea substanțială a proporției de energie regenerabilă în aprovizionarea cu energie a lumii.
Conform Agenției Internaționale pentru Energie, sursele de energie regenerabilă, cum ar fi energia eoliană și solară, sunt acum o sursă obișnuită de electricitate, reprezentând 70 % din toate investițiile noi făcute în producția de energie la nivel mondial. Agenția se așteaptă ca sursele regenerabile de energie să devină principala sursă de energie pentru generarea de electricitate la nivel global în următorii trei ani, depășind cărbunele.
Soarele este sursa primară de energie a Pământului, o resursă curată și în multe regiuni disponibilă din abundență. În 2019, energia solară a furnizat aproximativ 3 % din electricitatea globală, mai ales prin panouri solare fotovoltaice. Este de așteptat ca panourile fotovoltaice să fie sursa de electricitate cu cea mai mare capacitate instalată la nivel mondial până în 2027. Panourile sunt montate deasupra clădirilor sau instalate în mari parcuri solare. Costurile panourilor solare fotovoltaice au scăzut rapid, conducând la o creștere mare a capacității la nivel mondial. Costul energiei electrice de la noile ferme solare este competitiv, sau în multe locuri chiar mai ieftin decât electricitatea produsă de termocentralele pe cărbune existente. Diverse previziuni privind utilizarea viitoare a energiei identifică panourile solare ca una dintre principalele surse de generare de energie într-o combinație durabilă.
Majoritatea componentelor panourilor solare pot fi reciclate cu ușurință, dar în absența reglementărilor acest lucru nu se face întotdeauna. Panourile conțin de obicei metale grele, deci prezintă riscuri pentru mediu dacă sunt depuse în depozitele de gunoi. Este nevoie de mai puțin de doi ani pentru ca un panou solar să producă atâta energie cât a fost folosită pentru producerea lui. Este nevoie de mai puțină energie dacă materialele provin din reciclări decât dacâ sunt extrase.
La heliocentralele cu concentrarea energiei solare, razele solare sunt concentrate de un câmp de oglinzi, încălzind un fluid. Electricitatea este produsă într-o termocentrală cu ajutorul aburul rezultat. Energia solară concentrată poate susține generarea de energie conform cererii, deoarece o parte din căldură este de obicei stocată pentru a permite generarea de electricitate atunci când este necesar. În afară de producerea de energie electrică, energia solară poate fi folosită și direct. Sistemele de încălzire termică solară sunt utilizate pentru producerea de apă caldă, încălzirea clădirilor, uscare și desalinizare.
Vântul a fost un factor important al dezvoltării de-a lungul mileniilor, furnizând energie mecanică pentru procesele industriale, pompele de apă și navele cu pânze. Turbinele eoliene moderne sunt folosite pentru a genera electricitate și în 2019 au furnizat aproximativ 6 % din electricitatea mondială. Electricitatea produsă în parcurile eoliene de pe uscat este adesea mai ieftină decât cea produsă în termocentralele pe cărbune existente și competitivă cu cea produsă în termocentralele pe gaze naturale și cele nucleare. Turbinele eoliene pot fi amplasate și în largul mării, unde vânturile sunt mai constante și mai puternice decât pe uscat, dar costurile de construcție și întreținere sunt mai mari.
Parcurile eoliene de pe uscat, adesea construite în zone sălbatice sau rurale, au un impact vizual asupra peisajului. Deși coliziunile cu turbinele eoliene ucid atât liliecii, cât și, într-o măsură mai mică, păsările, aceste cazuri sunt mai rare decât cele cu alte infrastructuri, cum ar fi ferestrele și liniile electrice aeriene. Zgomotul și lumina reflectată intermitent de turbine pot fi supărătoare și pot împiedica construcția în apropierea zonelor dens populate. Energia eoliană, spre deosebire de centralele nucleare și cele pe combustibili fosili, nu consumă apă. Pentru construcția turbinelor eoliene este nevoie de puțină energie în comparație cu energia produsă de ele. Palele turbinelor nu sunt complet reciclabile, iar cercetările privind metodele de fabricare a palelor mai ușor de reciclat sunt în curs.
Hidrocentralele transformă energia apelor curgătoare în electricitate. În 2020 energia hidraulică a furnizat 17 % din energia electrică a lumii, în scădere de la un nivel maxim de aproape 20 % de la mijlocul până la sfârșitul secolului al XX-lea.
La hidrocentralele convenționale este creat un lac de acumulare în spatele unui baraj. Hidrocentralele convenționale oferă o sursă de energie electrică extrem de flexibilă, ușor de administrat de dispecerate. Ele pot fi combinate cu energia eoliană și solară și sunt folosite de obicei pentru satisfacerea vârfurilor de sarcină.
În comparație cu centralele cu lac de acumulare, hidrocentralele pe firul apei au în general un impact mai mic asupra mediului. Totuși, capacitatea sa de a genera energie depinde de debitul râului, care poate varia în funcție de vremea zilnică, respectiv sezonieră. Lacurile de acumulare asigură controlul cantității de apă, fapt folosit la controlul inundațiilor și producția flexibilă de energie electrică, oferind și o resursă în timpul secetei pentru alimentarea cu apă potabilă și irigare.
Energia hidraulică este una dintre sursele de energie cu cele mai scăzute niveluri de emisii de gaze cu efect de seră per unitate de energie produsă, dar nivelurile de emisii variază mult între proiecte. Cele mai mari emisii tind să apară la barajele mari din regiunile tropicale. Aceste emisii sunt produse atunci când materiile biologice care se scufundă la inundarea lacului se descompun și eliberează dioxid de carbon și metan. Defrișarea și schimbările climatice pot reduce generarea de energie de către hidrocentralele cu lac de acumulare. În funcție de amplasare, barajele mari pot necesita strămuta locuitorilor și pot cauza pagube semnificative asupra mediului local, iar o potențială rupere a barajului ar putea pune populația din jur în pericol.
Energia geotermică provine din căldura subterană de la mare adâncime și poate fi valorificată pentru a genera energie electrică sau pentru a încălzi apa și clădirile. Utilizarea energiei geotermice este concentrată în regiunile în care extracția acestei călduri este economică: este necesară o combinație de temperaturi ridicate, flux de căldură suficient și permeabilitate a rocilor pentru trecerea fluidelor. Energia este extrasă cu ajutorul aburului format în zonele subterane. În 2020 energia geotermică a produs sub 1 % din consumul global de energie.
Energia geotermică este o resursă regenerabilă, deoarece energia termică este alimentată în mod constant din regiunile învecinate mai calde și dezintegrarea radioactivă a izotopilor care apar în mod natural. În medie, emisiile de gaze cu efect de seră ale energiei electrice produsă pe baza energiei geotermice sunt mai mici de 5 % decât cele ale energiei electrice produse pe bază de cărbune. Energia geotermică prezintă riscul de a provoca cutremure, are nevoie de protecție eficientă pentru a evita poluarea apei și eliberează emisii toxice care însă pot fi captate.
Biomasa este un material organic regenerabil care provine din plante și animale. Ea poate fi arsă pentru a produce căldură și electricitate sau poate fi transformată în biocombustibili, cum ar fi biodiesel și bioetanol, care pot fi folosite pentru a alimenta vehiculele.
Impactul energiei din biomasă asupra climei variază considerabil în funcție de originea materiei prime din care se obține biomasa și de modul în care este produsă. De exemplu, arderea lemnului pentru energie eliberează dioxid de carbon, însă aceste emisii pot fi compensate semnificativ dacă copacii care au fost recoltați sunt înlocuiți cu copaci noi într-o pădure bine gestionată, deoarece copacii noi vor absorbi dioxidul de carbon din aer pe măsură ce cresc. Totuși, înființarea culturilor energetice pentru biomasă pot disloca ecosistemele naturale, degrada solurile și consuma resurse de apă și îngrășăminte sintetice.
Aproximativ o treime din lemnul folosit pentru încălzire și gătitul tradițional în zonele tropicale este recoltat în mod nedurabil. Materiile prime pentru producerea energiei din biomasă necesită de obicei cantități semnificative de energie pentru recoltare, uscare și transport; consumul de energie pentru aceste procese poate emite gaze cu efect de seră. În unele cazuri, impactul schimbării destinației terenurilor, cultivării și prelucrării poate duce la emisii globale de carbon mai mari pentru energia din biomasă în comparație cu utilizarea combustibililor fosili.
Utilizarea terenurilor agricole pentru cultivarea biomasei poate duce la mai puțin teren disponibil pentru produția de alimente. În SUA, aproximativ 10 % din benzina pentru motoare a fost înlocuită cu etanol pe bază de porumb, care necesită o proporție semnificativă din recoltă. În Malaysia și Indonezia, defrișarea pădurilor pentru a produce ulei de palmier pentru biomotorină a dus la efecte sociale și de mediu grave, deoarece aceste păduri sunt puțuri de carbon și habitate critice pentru diverse specii. Deoarece prin fotosinteză se captează doar o mică parte din energia solară, producerea unei cantități date de energie din biomasă necesită o întindere mare de pământ în comparație cu alte surse de energie regenerabilă.
Biocombustibilii din generația a doua, care sunt produși din plante nealimentare sau din deșeuri, reduc concurența cu producția de alimente, dar pot avea alte efecte negative, inclusiv compromisuri cu zonele protejate și poluarea aerului local. Sursele relativ durabile de biomasă sunt algele, deșeurile și culturile de pe soluri nepotrivite pentru producția de alimente.
Tehnologia de captare și stocare a carbonului poate fi utilizată pentru a capta emisiile de la centralele pe biomasă. Acest proces poate duce, net, la o eliminare a dioxidului de carbon din atmosferă, însă poate duce și la emisii pozitive nete, în funcție de modul în care materialul din biomasă este cultivat, recoltat și transportat. Implementarea acestui procedeu la scările descrise în unele căi de combatere a schimbărilor climatice ar necesita convertirea unor cantități mari de terenuri agricole.
Energia marină deține cea mai mică cotă de piață a energiei. Este formată din conversia energiei termice a oceanelor, energia mareelor, care se apropie de maturitate, și energia valurilor, care este la începutul dezvoltării sale. Două sisteme cu baraje mari în Franța și în Coreea de Sud produc 90 % din producția globală. În timp ce dispozitivele unice cu energie marină prezintă un risc redus pentru mediu, impacturile dispozitivelor mai mari sunt mai puțin cunoscute.
Trecerea de la cărbune la gaz natural are avantaje din punct de vedere al durabilității. Pentru o anumită unitate de energie produsă, emisiile de gaze cu efect de seră pe ciclul de viață al centralelor bazate pe gazul natural sunt de aproximativ 40 de ori mai mari decât emisiile centralelor eoliene sau nucleare, dar sunt considerabil mai mici decât a centralelor pe cărbune. Arderea gazului natural produce aproximativ jumătate din emisiile produse la arderea cărbunelui atunci când acesta este folosit pentru a genera electricitate și aproximativ două treimi din emisiile produse la arderea cărbunelui atunci când este folosit pentru a produce căldură. Arderea gazului natural produce, de asemenea, mai puțină poluare a aerului decât cărbunele. Totuși, gazul natural este el însuși un gaz cu efect de seră puternic, iar scăpările din timpul extracției și transportului pot anula avantajele renunțării la cărbune. Tehnologia de reducere a scăpărilor de metan este disponibilă pe scară largă, dar nu este întotdeauna utilizată.
Trecerea de la cărbune la gaze naturale reduce emisiile pe termen scurt și contribuie astfel la atenuarea schimbărilor climatice. Totuși, pe termen lung nu oferă o cale către zero emisii nete. Dezvoltarea infrastructurii de gaze naturale riscă să perpetueze folosirea combustibililor fosili deoarece noua infrastructură fie se angajează la decenii de emisii de dioxid de carbon, fie devin active nerecuperabile, care trebuie eliminate înainte de a obține profit.
Emisiile de gaze cu efect de seră ale centralelor electrice pe bază de combustibili fosili și biomasă pot fi reduse semnificativ prin captarea și stocarea carbonului (CCS). Cele mai multe studii folosesc o ipoteză de lucru conform căreia CCS poate capta 85–90 % din emisiile de dioxid de carbon (CO2) de la o termocentrală. Chiar dacă 90 % din CO2 emis de o termocentrală pe cărbune este captat, emisiile sale necaptate sunt încă de mai multe ori mai mari decât emisiile la producerea energiei nucleare, solare sau eoliene per unitate de electricitate produsă.
Deoarece centralele de cărbune care utilizează CCS au randament net mai mic, necesită mai mult cărbune și, astfel, cresc poluarea asociată cu extracția și transportul cărbunelui. CCS este una dintre cele mai costisitoare moduri de reducere a emisiilor din sectorul energetic. Implementarea acestei tehnologii este foarte limitată. Începând cu 2024, CCS este utilizat în doar 5 centrale electrice și în alte 39 de unități.
Energia nucleară a fost folosită încă din anii 1950 ca sursă de energie electrică în regim de bază cu emisii scăzute de carbon. Centralele nucleare din peste 30 de țări generează aproximativ 10 % din electricitatea globală. Începând cu 2019 centralele nucleare au generat peste un sfert din toată energia electrică cu emisii reduse de carbon, ceea ce o face a doua cea mai mare sursă după hidroenergie.
Emisiile de gaze cu efect de seră din ciclul de viață ale energiei nucleare – inclusiv extracția și prelucrarea uraniului – sunt de același ordin de mărime cu emisiile din sursele regenerabile de energie. În comparație cu principalele surse regenerabile, energia nucleară are nevoie de puțin teren per unitatea de energie produsă. În plus, energia nucleară nu generează poluare locală a aerului. Deși minereul uranifer folosit pentru a alimenta centralele nucleare cu fisiune este o resursă neregenerabilă, există suficient pentru a asigura o aprovizionare pentru sute până la mii de ani. Totuși, resursele de uraniu care pot fi accesate actual într-o manieră fezabilă din punct de vedere economic sunt limitate și producția de uraniu cu greu ar putea ține pasul în faza de extindere. Căile de atenuare a schimbărilor climatice în concordanță cu obiectivele ambițioase, de obicei iau în considerare o creștere a furnizării de energie din energie nucleară.
Există controverse cu privire la durabilitatea energiei nucleare, în parte din cauza preocupărilor legate de deșeurile radioactive, proliferarea armelor nucleare și accidente. Deșeurile radioactive trebuie gestionate timp de mii de ani. Pentru fiecare unitate de energie produsă, energia nucleară a provocat mult mai puține accidente și decese legate de poluare decât combustibilii fosili, iar rata mortalității datorată energiei nucleare este comparabilă cu cea a surselor regenerabile. Opoziția publică față de energia nucleară face adesea ca centralele nucleare să fie dificil de implementat din punct de vedere politic.
Reducerea timpului și a costurilor pentru construirea de noi centrale nucleare au fost obiective de zeci de ani, dar costurile rămân ridicate și termenele de construire lungi. Sunt în curs de dezvoltare diverse noi forme de energie nucleară, sperând să fie rezolvate dezavantajele centralelor convenționale. Reactorii reproducători cu neutroni rapizi sunt capabili să trateze combustibilul nuclear uzat, prin urmare pot reduce semnificativ cantitatea de deșeuri radioactive care necesită stocarea în depozite geologice adânci, dar care reactori nu sunt încă folosiți comercial pe scară largă. Energia nucleară bazată pe thoriu (în loc de uraniu) poate oferi o securitate energetică mai mare pentru țările care nu au o resursă mare de uraniu. Reactorii modulari mici pot avea mai multe avantaje față de reactorii mari actuali: Ar trebui să fie posibilă construirea lor mai rapidă, iar modularizarea lor ar permite reducerea costurilor.
Mai multe țări încearcă să dezvolte reactori de fuziune nucleară, care ar genera cantități mici de deșeuri și fără risc de explozie. Deși fuziunea a făcut pași înainte în laborator, intervalul de timp de mai multe decenii necesar pentru a o aduce la nivel comercial și apoi la scară mare înseamnă că nu va contribui la obiectivul zero emisiuni nete pentru 2050 în vederea atenuării schimbărilor climatice.
Reducerile de emisii necesare pentru a menține încălzirea globală sub 2 °C vor necesita o transformare la nivelul întregului sistem a modului în care energia este produsă, distribuită, stocată și consumată. Pentru ca o societate să înlocuiască o formă de energie cu alta, trebuie să se schimbe mai multe tehnologii și comportamente din sistemul energetic. De exemplu, trecerea de la petrol la energia solară ca sursă de energie pentru mașini necesită generarea de electricitate solară, modificări ale rețelei electrice pentru a se adapta la fluctuațiile producției de panouri solare sau introducerea de încărcătoare variabile de baterii și cerere generală mai mare, adoptarea de mașini electrice și rețele de încărcare a vehiculelor electrice, instalații și ateliere de reparații.
Multe căi de atenuare a schimbărilor climatice au în vedere trei aspecte principale ale unui sistem energetic cu emisii scăzute de carbon:
Unele tehnologii și procese consumatoare de energie sunt greu de electrificat, inclusiv aviația, transportul pe apă și producția de oțel. Există mai multe opțiuni pentru reducerea emisiilor din aceste sectoare: biocombustibilii și combustibilii sintetici neutri din punct de vedere al emisiilor de CO2 pot alimenta multe vehicule care sunt proiectate pentru a arde combustibili fosili. Totuși biocombustibilii nu pot fi produși în mod durabil în cantitățile necesare, iar combustibilii sintetici sunt în prezent foarte scumpi. Pentru unele aplicații, cea mai promițătoare alternativă la electrificare este dezvoltarea unui sistem bazat pe hidrogenul produs în mod durabil. Se preconizează că decarbonizarea completă a sistemului energetic global va dura câteva decenii și poate fi realizată în mare parte cu tehnologiile existente. În propunerea AIE pentru atingerea obiectivului de zero emisii nete până în 2050, aproximativ 35 % din reducerea emisiilor depinde de tehnologiile care sunt încă în dezvoltare în 2023. Tehnologiile care sunt relativ imature sunt bateriile și procesele pentru a crea combustibili neutri din punct de vedere al emisiilor de CO2. Dezvoltarea de noi tehnologii necesită cercetare, demonstrarea tehnologiei și reducerea costurilor prin implementare.
Tranziția către un sistem energetic cu zero emisii de carbon va aduce beneficii colaterale pentru sănătatea umană: Organizația Mondială a Sănătății estimează că eforturile de a limita încălzirea globală la 1,5 °C ar putea salva milioane de vieți în fiecare an doar prin reducerea poluării aerului. Cu o planificare și un management bun, există căi pentru a oferi acces universal la electricitate și la gătit folosind energie curată până în 2030 în moduri care sunt în concordanță cu obiectivele climatice. Istoric, mai multe țări au obținut câștiguri economice rapide prin utilizarea cărbunelui. Totuși, pentru multe țări și regiuni sărace există ocazia de a se elibera de dependența de combustibilii fosili prin dezvoltarea sistemelor lor energetice bazate pe surse regenerabile, având în vedere investițiile internaționale adecvate și transferul de cunoștințe.
Pentru a furniza energie electrică fiabilă din surse de energie regenerabilă variabilă, cum ar fi cele eoliană și solară, sistemele de energie electrică necesită flexibilitate. Cele mai multe rețele electrice au fost construite pentru surse de energie relativ constante, cum ar fi termocentralele pe cărbune. Pe măsură ce în rețea sunt integrate cantități mai mari de energie solară și eoliană, trebuie făcute modificări ale sistemului energetic pentru a se asigura că oferta de energie electrică este adaptată cererii. În 2019 aceste surse au generat 8,5 % din energia electrică la nivel mondial, o pondere care a crescut rapid.
Există diferite moduri de a face sistemul electric mai flexibil. În multe locuri, generarea eoliană și solară sunt complementare la scară zilnică și sezonieră: există mai mult vânt în timpul nopții și iarna, când producția de energie solară este scăzută. Conectarea diferitelor regiuni geografice prin linie de înaltă tensiune în curent continuu permite compensarea în continuare a variabilității. Cererea de energie poate fi modificată în timp prin gestionarea cererii de energie și prin utilizarea rețelelor inteligente, potrivind perioadele în care producția de energie variabilă este cea mai mare. Cu stocarea energiei în rețea, energia produsă în exces poate fi furnizată atunci când este necesar. Mai multă flexibilitate ar putea fi oferită prin stocarea energiei prin alte metode.
Construirea de capacități peste necesarul imediat pentru generarea eoliană și solară poate contribui la asigurarea faptului că este produsă suficientă energie electrică chiar și pe vreme nefavorabilă. Echilibrarea producției de energie cu cererea poate fi realizată prin dispecerizarea generării de energie din resurse ca hidroenergia, bioenergia sau cea produsă din gaze naturale.
Stocarea energiei în rețea ajută la depășirea problemelor legate de energiile regenerabile intermitente și este un aspect important al unui sistem energetic durabil. Metoda de stocare cea mai des folosită este cea a centralelor hidroelectice cu acumulare prin pompaj, care însă necesită amplasamente cu diferențe mari de înălțime și acces la apă. Bateriile, în special bateriile litiu-ion, sunt și ele utilizate pe scară largă. Bateriile stochează de obicei electricitatea pentru perioade scurte; cercetările sunt în curs de desfășurare în domeniul tehnologiei cu capacitate suficientă pentru a stoca energia sezonieră.
În SUA costurile bateriilor de capacitate mare au scăzut cu aproximativ 70 % din 2015. Totuși, costul și densitatea de energie scăzută a bateriilor le fac de nefolosit pentru stocarea de foarte multă energie, necesară pentru a echilibra variațiile sezoniere ale producției de energie. În unele cazuri au fost implementate stocarea cu ajutorul hidrocentralelor cu acumulare prin pompaj și conversia energiei electrice în gaz și înapoi, cu posibilități de stocare pe o durată de mai multe luni.
În comparație cu restul sistemului energetic, emisiile pot fi reduse mult mai rapid în sectorul electric. Începând cu 2019, 37 % din electricitatea globală este produsă din surse cu emisii scăzute de carbon (energie regenerabilă și energie nucleară). Restul alimentării cu energie electrică se bazează pe combustibilii fosili, în principal pe cărbune. Una dintre cele mai simple și rapide modalități de reducere a emisiilor de gaze cu efect de seră este eliminarea treptată a termocentralelor pe cărbune și creșterea producției de energie electrică din surse regenerabile.
Căile de atenuare a schimbărilor climatice vizează extinderea electrificării – utilizarea energiei electrice ca înlocuitor pentru arderea directă a combustibililor fosili la încălzirea clădirilor și la transport. O politică climatică ambițioasă ar duce până în 2050 la o dublare a cotei de energie consumată sub formă de energie electrică, de 20 % în 2020.
Una dintre provocările în asigurarea accesului universal la energie electrică este distribuirea energiei în zonele rurale. Sistemele independente bazate pe energie regenerabilă, cum ar fi micile instalații solare fotovoltaice, care generează și stochează suficientă energie electrică pentru un sat, sunt soluții importante. Accesul mai larg la energie electrică fiabilă ar duce la o utilizare mai redusă a lămpilor de petrol și a generatoarelor diesel, care sunt în prezent comune în lumea în curs de dezvoltare.
Infrastructura pentru generarea și stocarea energiei electrice regenerabile necesită minerale și metale, cum ar fi cobalt și litiu pentru baterii și cupru pentru panouri solare. Reciclarea poate satisface o parte din această cerere dacă ciclurile de viață ale produselor sunt bine concepute. Totuși, atingerea obiectivului de zero emisii ar necesita în continuare creșteri majore în minerit pentru 17 tipuri de metale și minerale. Un grup mic de țări sau companii domină uneori piețele pentru aceste mărfuri, creând probleme geopolitice. De exemplu, cea mai mare parte a cobaltului din lume este exploatată în Republica Democratică Congo, o regiune instabilă din punct de vedere politic în care mineritul este adesea asociat cu riscuri pentru drepturile omului. O aprovizionare geografică mai diversificată poate asigura un lanț de aprovizionare mai flexibil și mai puțin fragil.
Hidrogenul gazos este discutat pe scară largă ca fiind un potențial combustibil pentru reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră. Însă acest lucru necesită ca hidrogenul să fie produs în mod curat, în cantitățile necesare sectoarelor și aplicațiilor în care alternativele pentru atenuarea schimbărilor climatice mai ieftine și mai eficiente din punct de vedere energetic sunt limitate. Exemple de astfel de aplicații sunt industria grea și transportul pe distanțe lungi.
Hidrogenul poate fi folosit ca sursă de energie în pile de combustie pentru a produce electricitate sau prin ardere pentru a genera căldură. Când hidrogenul este consumat în pilele de combustie, singura emisie în punctul de utilizare este formată din vapori de apă. Arderea hidrogenului poate duce la formarea termică de oxizi de azot nocivi. Emisiile hidrogenului pe ciclul său de viață depind de modul în care este produs. Aproape tot hidrogenul folosit actual pe plan mondial este produs din combustibili fosili.
Principala metodă de producere a hidrogenului este reformarea metanului cu abur, în care hidrogenul este produs printr-o reacție chimică între abur și metan, componenta principală a gazelor naturale. Producerea unei tone de hidrogen prin acest proces emite 6,6–9,3 tone de dioxid de carbon. În timp ce captarea și stocarea dioxidului de carbon (CCS) ar putea elimina o mare parte din aceste emisii, amprenta totală de carbon a hidrogenului din gazele naturale este dificil de evaluat, în parte din cauza emisiilor (scăpările gazelor naturale sau arderea lor la instalația de faclă) produse în timpul producerii metanului.
Electricitatea poate fi folosită pentru a descompune moleculele de apă, producând hidrogen curat, cu condiția ca electricitatea să fi fost generată în mod durabil. Totuși, electroliza este în prezent de câteva ori mai scumpă decât producerea hidrogenului din metan fără CCS și eficiența conversiei energiei este, inerent, scăzută. Hidrogenul poate fi produs atunci când există un surplus de energie regenerabilă variabilă, apoi stocat și utilizat pentru a genera căldură sau pentru a genera din nou electricitate, conform cererii. El poate fi în continuare folosit la producerea amoniacului „verde” sau a metanolului „verde”. Este nevoie de procedee de electroliză a apei care să facă producția de hidrogen pe scară largă mai competitivă din punct de vedere al costurilor.
Hidrogenul poate produce căldura și temperaturile înalte necesare pentru producția industrială de oțel, ciment, sticlă și diverse produse chimice, contribuind astfel la decarbonizarea industriei alături de alte tehnologii, cum ar fi {{ill-wd| Q650993 ||cuptoarele cu arc electric]] pentru fabricarea oțelului. Pentru fabricarea oțelului, hidrogenul poate fi folosit ca un combustibil curat și, simultan, ca un catalizator cu emisii scăzute de carbon, înlocuind cocsul obținut din cărbune. Hidrogenul utilizat pentru decarbonizarea transportului este probabil să-și găsească cele mai mari aplicații în transportul pe apă, aviație și, într-o măsură mai mică, vehiculele grele de marfă. Pentru vehiculele utilitare ușoare, inclusiv pentru transportul de pasageri, hidrogenul este cu mult în urma altor vehicule propulsate de combustibili alternativi, în special în comparație cu vehiculelor electrice cu baterie și este posibil să nu joace un rol semnificativ în viitor.
Dezavantajele hidrogenului drept combustibil sunt costurile ridicate de stocare și distribuție datorită explozivității hidrogenului, volumului său mare în comparație cu alți combustibili și tendința de a face țevile casante.
Transporturile produc 14 % din emisiile globale de gaze cu efect de seră, dar există mai multe moduri de a face transportul mai durabil. Transportul în comun de obicei emite mai puține gaze cu efect de seră per pasager decât vehiculele personale, deoarece trenurile și autobuzele pot transporta mult mai mulți pasageri simultan. Zborurile pe distanțe scurte pot fi înlocuite cu trenuri de mare viteză, care sunt mai eficiente, mai ales atunci când sunt electrificate. Promovarea transportului nemotorizat, cum ar fi mersul pe jos sau pe bicicletă, în special în orașe, poate face transportul mai curat și mai sănătos.
Eficiența energetică a mașinilor a crescut în timp, dar trecerea la vehicule electrice este un pas important în continuare spre decarbonizarea transportului și reducerea poluării aerului. O mare parte din poluarea aerului cauzată de trafic constă în particule din praful de pe drum și din uzura anvelopelor și a plăcuțelor de frână. Reducerea substanțială a poluării din aceste surse nu poate fi realizată prin electrificare, necesită măsuri precum ușurarea vehiculelor și conducerea lor mai puțin.
Transportul de mărfuri pe distanțe lungi și aviația sunt sectoare dificil de electrificat cu tehnologiile actuale, mai ales din cauza greutății bateriilor necesare pentru deplasările pe distanțe lungi, a timpilor de reîncărcare ai bateriilor și a duratei de viață limitate a bateriei. Acolo unde este posibil, transportul de mărfuri pe apă sau pe calea ferată este, în general, mai durabil decât cel pe calea aerului sau rutier. Vehiculele pe hidrogen pot fi o opțiune pentru vehiculele mai mari, cum ar fi camioanele. Multe dintre tehnicile necesare pentru a reduce emisiile provenite din transportul maritim și aviație sunt încă la începutul dezvoltării lor, cu amoniacul (produs din hidrogen) un candidat promițător ca mijloc de transport a hidrogenului. Biocombustibilul pentru aviație poate fi una dintre cele mai bune utilizări ale bioenergiei dacă emisiile sunt captate și stocate în timpul producerii combustibilului.
Peste o treime din consumul din energia produsă este în clădiri și în construcția acestora. Pentru încălzirea clădirilor, alternativele la arderea combustibililor fosili și a biomasei sunt încălzirea electrică (cu pompe de căldură sau radiatoare electrice), geotermală, solară, reutilizarea căldurii evacuate și utilizarea energiei termice sezoniere stocate. Pompele de căldură asigură atât căldură, cât și aer condiționat printr-un singur aparat. AEI estimează că pompele de căldură ar putea asigura la nivel global peste 90 % din cerințele de încălzire a spațiului și a apei.
O modalitate eficientă de încălzire a clădirilor este prin termoficare, în care căldura este generată centralizat și apoi distribuită în mai multe clădiri prin conducte izolate. Tradițional, majoritatea sistemelor de termoficare au folosit combustibili fosili, dar sistemele moderne sunt concepute pentru a utiliza cote mari de energie regenerabilă.
Răcirea clădirilor poate fi eficientizată prin conceperea clădirilor pasive, care minimizează efectul de insula de căldură urbană și sistemele de răcire centralizată, care răcesc mai multe clădiri cu apă rece canalizată. Aerul condiționat necesită cantități mari de electricitate și nu este întotdeauna accesibil în gospodăriile mai sărace. Unele instalații de condiționare a aerului folosesc încă refrigerenți care sunt gaze cu efect de seră, deoarece unele țări nu au ratificat Amendamentul Kigali pentru a utiliza numai agenți frigorifici ecologici.
În țările în curs de dezvoltare, unde populațiile suferă de sărăcie energetică, combustibilii poluanți precum lemnul sau bălegarul animal sunt adesea folosiți pentru gătit. Gătitul cu acești combustibili este în general nesustenabil, deoarece ei degajă fum dăunător și pentru că exploatarea lemnului poate duce la degradarea pădurilor. Adoptarea universală a metodelor de gătit curate, care sunt deja omniprezente în țările bogate, ar îmbunătăți mult sănătatea și ar avea efecte negative minime asupra climei. Procedeele de gătit curate, de exemplu mașinile de gătit care produc mai puțină funingine, folosesc de obicei gaz natural, gaz petrolier lichefiat (ambele consumă oxigen și produc dioxid de carbon) sau electricitate ca sursă de energie; sistemele pe biogaz sunt o alternativă promițătoare în unele contexte. Sobele îmbunătățite, care ard biomasa mai eficient decât sobele tradiționale sunt o soluție intermediară în care trecerea la sisteme de gătit curate este dificilă.
Peste o treime din producția de energie este consumată de industrie. Cea mai mare parte a acestei energii este folosită în procese termice: generarea de căldură, uscare și refrigerare. Ponderea energiei regenerabile în industrie a fost de 14,5 % în 2017 – în mare parte căldură la temperatură scăzută furnizată de bioenergie și producția de electricitate. Activitățile cele mai consumatoare de energie din industrie au cele mai mici cote de energie regenerabilă, deoarece apar probleme la generarea de căldură cu temperaturi peste 200 °C.
Pentru unele procese industriale, pentru a elimina emisiile de gaze cu efect de seră va fi necesară realizarea de tehnologii exploatabile economic care încă nu au fost aplicate pe scară largă. De exemplu, siderurgia este dificil de electrificat deoarece în mod tradițional folosește cocsul, care este derivat din cărbune, atât pentru a crea căldură la temperaturi foarte înalte, cât și ca sursă de carbon pentru oțel. Producția de plastic, ciment și îngrășăminte necesită și ele cantități semnificative de energie, cu posibilități de decarbonizare limitate. Trecerea la o economie circulară ar face industria mai sustenabilă, deoarece implică mai multă reciclare, prin urmare utilizează mai puțină energie în comparație cu investirea energiei în mine și rafinarea noilor materii prime.
Politicile guvernamentale bine concepute care promovează transformarea sistemului energetic pot reduce emisiile de gaze cu efect de seră și pot îmbunătăți simultan calitatea aerului, iar în multe cazuri pot și să crească securitatea energetică și să reducă povara financiară a utilizării energiei.
Reglementările privind mediul au fost folosite încă din anii 1970 pentru a promova o utilizare mai durabilă a energiei. Unele guverne s-au angajat să respecte termene pentru renunțarea la termocentralele pe cărbune și la noii combustibili fosili. Guvernele pot cere ca mașinile noi să producă zero emisii sau clădirile noi să fie încălzite cu electricitate în loc de gaz natural.
Guvernele pot accelera transformarea sistemului energetic prin dezvoltarea infrastructurii, cum ar fi liniile electrice de transport pe distanțe lungi, rețelele inteligente și conductele de hidrogen. În transport, infrastructura adecvată și stimulentele pot face călătoriile mai eficiente și mai puțin dependente de autoturisme. Planificarea urbană care descurajează dispersarea poate reduce consumul de energie în transportul local și în clădiri, sporind în același timp calitatea vieții. Politicile de cercetare, achiziții și stimulente finanțate de guvern au fost esențiale în istorie pentru dezvoltarea și maturizarea tehnologiilor de energie curată, cum ar fi bateriile solare și cu litiu. În scenariul AIE pentru un sistem energetic cu zero emisii nete până în 2050, finanțarea publică este mobilizată rapid pentru a aduce o serie de tehnologii mai noi în faza de demonstrație și pentru a încuraja implementarea.
Prețul carbonului (cum ar fi o taxă pe emisiile de CO2) stimulează industriile și consumatorii să reducă emisiile, permițându-le în același timp să aleagă cum să facă acest lucru. De exemplu, aceștia pot trece la surse de energie cu emisii scăzute, pot îmbunătăți eficiența energetică sau pot reduce utilizarea produselor și serviciilor consumatoare de energie. Prețul carbonului a întâmpinat o puternică respingere politică în unele jurisdicții, în timp ce politicile specifice energiei tind să fie mai sigure din punct de vedere politic. Cele mai multe studii indică faptul că, pentru a limita încălzirea globală la 1,5 °C, prețul carbonului ar trebui completat de politici stricte, specifice energiei.
Începând cu 2019, prețul carbonului în majoritatea regiunilor este prea scăzut pentru a atinge obiectivele Acordului de la Paris. {{ill-wd| Q288401||Taxele pe carbon]] oferă o sursă de venit care poate fi folosită pentru a reduce alte impozite sau ajuta gospodăriile cu venituri mai mici să-și permită costuri mai mari ale energiei. Unele guverne, cum ar fi cele din UE și cel al Regatului Unit, explorează utilizarea regularizărilor tranfrontaliere a taxelor pe carbon. Acestea impun taxe vamale pentru importurile din țări cu politici climatice mai puțin stricte, pentru a se asigura că industriile supuse prețurilor interne ale carbonului rămân competitive.
Amploarea și ritmul reformelor politice care au fost inițiate începând cu 2020 sunt mult mai mici decât ar fi necesare pentru a îndeplini obiectivele climatice ale Acordului de la Paris. Pe lângă politicile interne, este necesară o mai mare cooperare internațională pentru a accelera inovarea și pentru a ajuta țările mai sărace să stabilească o cale durabilă către accesul deplin la energie.
Țările pot sprijini sursele regenerabile pentru a crea locuri de muncă. Organizația Internațională a Muncii estimează că eforturile de a limita încălzirea globală la 2 °C ar avea ca rezultat crearea netă de locuri de muncă în majoritatea sectoarelor economiei. Se prevede că până în 2030 vor fi create 24 de milioane de noi locuri de muncă în domenii precum generarea de energie electrică din surse regenerabile, îmbunătățirea eficienței energetice a clădirilor și tranziția la vehicule electrice. Șase milioane de locuri de muncă ar fi pierdute, în sectoare precum mineritul și combustibilii fosili. Guvernele pot face tranziția la energia durabilă mai fezabilă din punct de vedere politic și social asigurând o tranziție justă pentru lucrători și zonele care depind de industria combustibililor fosili, pentru a se asigura că au oportunități economice alternative.
Strângerea de suficienți bani pentru inovare și investiții este o condiție prealabilă pentru tranziția energetică. IPCC estimează că, pentru a limita încălzirea globală la 1,5 °C, ar trebui investit în sistemul energetic câte 2400 de miliarde de dolari SUA în fiecare an din perioada 2016–2035. Majoritatea studiilor arată că aceste costuri, echivalente cu 2,5 % din PIB-ul mondial, ar fi mici în comparație cu beneficiile economice și de sănătate. Investiția medie anuală în tehnologii energetice cu emisii scăzute de carbon și eficiență energetică mărită ar trebui să fie de șase ori mai mare până în 2050, comparativ cu 2015. Subfinanțarea este deosebit de acută în țările cel mai puțin dezvoltate, care nu sunt atractive pentru sectorul privat.
Convenția-cadru a Națiunilor Unite privind schimbările climatice estimează că finanțarea pentru schimbările climatice a totalizat 681 de miliarde de USD în 2016. Cele mai multe sunt investiții din sectorul public în transport durabil și investiții din sectorul privat în implementarea energiei regenerabile și în eficiența energetică. Acordul de la Paris prevede un angajament de transfer de 100 de miliarde de dolari pe an de la țările dezvoltate la cele sărace, pentru a reduce și a se adapta la schimbările climatice. Acest obiectiv nu a fost atins și măsurarea progresului a fost îngreunată de reguli contabile neclare. Dacă întreprinderile consumatoare de energie, cum ar fi cele de produse chimice, îngrășăminte, ceramică, oțel și metale neferoase investesc semnificativ în cercetare și dezvoltare, utilizarea acesteia în industrie ar putea reprezenta între 5 % și 20 % din toată energia utilizată.
Finanțarea și subvenționarea combustibililor fosili sunt bariere semnificative în calea tranziției energetice. Subvențiile globale directe pentru combustibilii fosili au fost de 319 miliarde de dolari în 2017. Valoarea crește la 5200 de miliarde de dolari atunci când se iau în considerare costurile indirecte, cum ar fi efectele poluării aerului. Oprirea acestora ar putea duce la o reducere cu 28 % a emisiilor globale de carbon și la o reducere cu 46 % a deceselor cauzate de poluarea aerului. Finanțarea pentru energie curată a fost în mare parte neafectată de pandemia de COVID-19, iar pachetele de stimulente economice legate de pandemie oferă posibilități pentru o recuperare verde.