可再生能源商业化

可再生能源的理由

氣候變化，污染和能源不安全的重大問題和這些問題的解決，都需要能源基礎設施的重大改變。可再生能源技術的能源供應組合中是至關重要作用，因為它們有助於維護世界能源安全（Energy security），減少對化石燃料的依賴，並為減少溫室氣體排放提供機會。破壞氣候的化石燃料正在被清潔的氣候穩定的和非消耗的能源取代：
...從煤，石油和天然氣，到風能，太陽能，地熱能源的過渡正在順利進行。在舊經濟中，能源來自燃燒東西 - 石油，煤炭，天然氣 - 導致了碳排放量定義我們的經濟。新能源經濟駕馭的是風的能量、來自太陽的能量、與來自地球本身的熱量。
在國際民意調查中，為解決能源供應問題而提出多種方法得到強有力的支持。這些方法包括推進太陽能發電和風力發電等可再生能源，要求公用水電事業使用更多的可再生能源，並提供稅收優惠，以鼓勵發展和使用這種技術。預計，從長期而言，可再生能源的投資將得到經濟上清償。
根據Clean Edge公司的觀點，能源的未來毫無疑問將會變得更加清潔。碳密集型能源例如木柴，煤炭，石油，到天然氣和可再生能源的過渡正在順利進行。對於許多已開發國家與開發中國家，「未來看起來越來越像它將建立在能源效率，可再生能源，電氣化運輸和低碳的燃料如天然氣的混合」。
由應用材料公司（Applied Materials）在2010年的調查顯示，三分之二的美國人相信，在滿足國家的能源需求，太陽能技術應該發揮更大的作用。此外，"四分之三的美國人認為是該國的頂級能源優先問題，是增加可再生能源，和減少美國對外國石油的依賴"。據調查，如果他們的公共水電公司增加使用可再生能源，67％的美國人願意增加支付他們每月的水電費帳單。".
在2010年的全球事務芝加哥委員會的民意調查顯示，91％的人認為「投資於可再生能源領域」，對美國的經濟能保持相對於其他國家的競爭力是重要的，62％認為這是非常重要的。同一調查還發現，公眾大力支持鼓勵可再生能源發展的稅收優惠，以此用來作為減少進口外國能源的一種方法來。每十個人中的八個人（80％）贊成稅收優惠政策，47％的強烈贊成，僅有17％的人反對。
歐盟成員國已表示支持雄心勃勃的可再生能源目標。在2010年，歐盟民意調查處（Eurobarometer）機構接受調查的27個歐盟成員國關於「以增加可再生能源在歐盟的份額由2020年達到20％」的目標。在所有27個國家中的大多數人都認可的這個目標，或要求它能更進一步。在整個歐盟中，57％認為提出的目標是「恰當的」，16％的人認為這是「太保守了」。只有19％的受訪者說，這目標是「過於雄心勃勃」。
援引福島核災難，環保活動家在2010年聯合國氣候變化大會上呼籲更大膽的步驟以利用可再生能源，這樣世界就不是僅僅有選擇核電的危險和氣候變化的破壞。

第一代技術

第一代技術已經被廣泛應用於資源豐富的地方。它們未來的使用將依賴於對剩餘資源潛力的探索，特別是在開發中國家，和克服在環境和社會的接受程度有關的挑戰。

生物質能

生物質熱能和電力是一個完全成熟的技術（Mature technology），它提供了一個現成的市政的，農業的和工業的有機廢物的處理機制。不過，這個工業仍然相對落後，在過去的十年至2007年，儘管在許多開發中國家中生物質能（主要是木材）的需求持續增長。生物質能存在的問題之一，是爐灶直接燃燒產生的污染物，導致嚴重的健康和環境的後果，雖然改進爐灶方案可在一定程度緩解這些影響。第一代生物質能技術可以在經濟上有競爭力，但是可能仍然需要部署支持，以克服公眾的接受和小規模的問題。

水力發電

水力發電廠的優點是長壽命，並且許多現有的工廠已經經營超過了100年。從電網運行的角度看，水電是一種非常靈活的技術。即使在今天的能源市場中，與化石燃料相比，大型水電仍提供了一個成本最低的選項，它沒有與電廠運行有關的有害氣體排放。
水力發電是目前世界上最大的安裝的可再生能源來源的電力，在2005年提供約17％的總電力。中國是世界上最大的水力發電生產國，其次是加拿大。
但是，大型水力發電系統有幾個顯著的社會的和環境的缺點：在規划水庫區中生活的人民顛沛流離，在施工期間和水庫洪水期釋放大量的二氧化碳和甲烷，破壞水生的生態系統和鳥類。現在有一個強烈的共識，各國應採取綜合的辦法來管理水資源，這將涉及水電開發規劃與其它用水部門的合作。

地熱發電和供熱

地熱發電廠能夠每天24小時運作，提供基底負荷的容量。估計世界潛在的地熱發電能力差別很大，至2020年的它的範圍從40 GW到高達6,000 GW。
地熱發電的容量從1975年的約1 GW增長了到2008年的約10 GW。以裝機容量計算，美國是世界領先者，相當於3.1 GW。有著顯著的裝機容量的其他國家包括菲律賓（1.9 GW），印度尼西亞（1.2 GW），墨西哥（1.0 GW），義大利（0.8 GW），冰島（0.6 GW），日本（0.5 GW），紐西蘭（0.5 GW）。在一些國家，地熱發電占電力供應總量的顯著份額，如在菲律賓，地熱在2008年年底的總功率組合占17％。
截至2008年年底，地熱（地源）熱泵代表估計有30 GWth的裝機容量，還有其他直接利用地熱（即空間加熱，農業烘乾與其它用途）估計達到15 GWth。截至2008年，至少有76個國家是在以某種形式使用直接地熱能源。

第二代技術

在過去的十年中市場用於第二代技術已經強大和不斷增長的，並且這些技術已經從一個少數專注者的熱情，成為許多國家的一個主要經濟產業，例如在德國，西班牙，美國，日本等一些國家。許多大型工業公司和金融機構參與，並且其面臨的挑戰是擴大在全球範圍內的繼續增長的市場基礎。

太陽能加熱

太陽能加熱系統是一個眾所周知的第二代的技術，並且它一般是由太陽能集熱器，一個從集熱器到其使用點的流體系統移動熱量，和儲熱的容器或箱。該系統可以被用來加熱家用熱水，游泳池，家庭和企業。熱量也可以用於工業過程的應用，或作為用於其它用途的能量輸入，如冷卻設備。
在許多溫暖的氣候，太陽能加熱系統可提供家用熱水的能源的比例非常高（50％〜75％）。截至2009年，中國有2700萬屋頂太陽能熱水器。

太陽能熱電站

太陽能熱電站（Solar thermal power） 包括在美國的354兆瓦（MW）的太陽能發電系統(Solar Energy Generating Systems)，索爾諾瓦太陽能電站（Solnova Solar Power Station，西班牙，150 MW），安達索爾太陽能電站（Andasol solar power station，西班牙，100 MW），內華達太陽能一號發電廠（Nevada Solar One，美國，64MW），PS20太陽能發電塔（西班牙，20 MW），PS10太陽能發電塔（西班牙，11 MW）。370兆瓦的伊萬帕太陽能發電設施，位於加州的莫哈韋沙漠，它是目前世界上最大的聚光太陽能熱發電（CSP）項目。
許多正在建設或規劃的其他發電廠，主要集中在西班牙和美國。在開發中國家，世界銀行項目用於集成的太陽能熱/聯合循環燃氣輪機發電廠已在埃及，墨西哥，摩洛哥獲得批准。

太陽能光伏

光伏（PV）電池，也被稱為太陽能電池，將光轉化成電力。在1980年代和1990年代初，大多數光伏組件被用來提供偏遠地區供電。但是，從1995年左右，工業界所作出的努力已日益注重發展建築整合太陽能和對電網連接光伏電站的應用。
特別是日照充足的地區，如在美國南部，西班牙，中東，北非，印度和中國部分地區，現代化的太陽能電池組件是實現電網平價。並且在位於進一步北方的國家如德國，法國和捷克共和國，被預計到2015年光伏發電實現電網平價。
技術價格的下降和化石燃料成本上升，正在使光伏（PV）電廠對於大投資者們越來越有吸引力。截至2011年12月，在世界上最大的光伏（PV）電廠是格爾木太陽能園區（中國, 200 MW）, Sarnia Photovoltaic Power Plant (加拿大, 97 MW), Montalto di Castro Photovoltaic Power Station (義大利, 84.2 MW), Finsterwalde Solar Park (德國, 80.7 MW), Okhotnykovo Solar Park (烏克蘭, 80 MW), Lieberose Photovoltaic Park (德國, 71.8 MW), Rovigo Photovoltaic Power Plant (義大利, 70 MW), Olmedilla Photovoltaic Park (西班牙, 60 MW),和Strasskirchen Solar Park (德國, 54 MW).
還有許多大型工廠正在興建。Desert Sunlight Solar Farm是一個正在建設中的550 MW的太陽能電廠，位於加州河濱縣，它將使用由First Solar公司製造的薄膜太陽能光伏組件。Topaz Solar Farm是一個正在興建中的550 MW的光伏電站，位於加州聖路易斯-奧比斯波縣。Blythe Solar Power Project是一個正在建設中500 MW光伏電站，位於加州河濱縣。Agua Caliente Solar Project是一個正在建設中290 MW的太陽能光伏發電設施，位於亞利桑那州尤馬縣。California Valley Solar Ranch（CVSR）是一個正在建設的250 MW的太陽能光伏發電廠，由SunPower公司建造，位於加州谷東北部的Carrizo Plain平原。230 MW的Antelope Valley Solar Ranch是First Solar公司的太陽能光伏發電項目，這是在羚羊谷地區的西部莫哈韋沙漠，並將於2013年完成的施工。
太陽能光伏產業正在快速增長，儘管基數較小，在2011年年底前全球總容量為67 GW，相當於全球電力需求量的0.5％。超過100個國家和地區使用太陽能光伏發電。
太陽能電池的價格下降很快，在2014時，在主要市場增設太陽能電池，已經不需要補貼即可跟傳統能源競爭。

現代形式的生物能源

全球運輸燃料乙醇生產在2000年和2007年間增加了翻了三倍，從170到超過520億升，而生物柴油擴大了十倍以上，從不到10億到近110億升。生物燃料提供全球運輸燃料的1.8％，並最近的估計表明它正在持續高速增長。運輸用生物燃料的主要生產國是美國，巴西和歐盟。
巴西擁有在世界上最大的可再生能源項目之一，涉及從甘蔗生產燃料乙醇，並且乙醇現在提供了全國18％的汽車燃料。作為一個這樣做的結果和開採的國內深水石油來源，巴西曾經必須每年進口相當大份額的石油用於國內消費的需要，最近達到液體燃料的完全自給自足。
幾乎所有在美國出售的汽油混合10％乙醇被稱為E10的混合燃料，並且汽車製造商已經生產車輛可以設計運行在更高比例混合的乙醇混合燃料。福特汽車，戴姆勒 - 克萊斯勒，通用汽車汽車公司出售靈活燃料汽車，卡車和小型貨車，它們都可以使用從純汽油燃料到汽油和乙醇混合85％乙醇（E85）燃料。目前的挑戰是擴大生物燃料市場到它們在那裡迄今為止最受歡迎的農業州以外。2005年能源政策法案要求到2012年每年使用的生物燃料為750億美制加侖（28,000,000立方米），也將有助於擴大市場。
日益增長的乙醇和生物柴油產業提供就業機會，工廠的建設，運營和維護，主要集中在農村地區。根據可再生燃料協會，「乙醇行業創造了僅在2005年的近154,000個在美國的就業機會，提高家庭收入$57億美元。它也在地方，州和聯邦級別上貢獻了約350億美元的稅收收入」。

第三代技術

第三代可再生能源技術仍處於開發階段，並且其中包括先進的生物質氣化，生物煉製技術，高溫岩石地熱能發電和海洋能等。第三代技術尚未得到廣泛證明或僅具有有限的商業化。許多技術已露端倪，可能有潛力與其他可再生能源技術相比較，但仍然依賴於吸引足夠的重視和研發經費。

海洋能源

海洋能是來自海中的各種形式的可再生能源，包括有波浪能，潮汐能，河流，海流能，海上風電，海水鹽差能（鹽度梯度能源）和海洋熱梯度能量。

潮汐發電

世界第一座潮汐能電站是郎斯潮汐電站 （240 MW）。該設施位於法國布列塔尼的郎斯河河口。它在1966年11月26日開業，目前被法國電力公司經營。
254 MW的韓國始華湖潮汐電廠是世界上裝機容量最大的潮汐電力設施。在2011年施工完成。

波浪發電

波浪能是海洋表面波浪運動所轉送的能量。海洋波浪是由太陽能源轉換而成的，因為太陽輻射的不均勻加熱與地殼冷卻及地球自轉造成風，風吹過海面又形成波浪，波浪所產生的能量與風速成一定比例。而波浪起伏造成水的運動，此運動包括波浪運動的位能差、往復力或浮力產生的動力來發電。波浪能是海洋能中能量最不穩定又無規律的能源。

增強型地熱系統（EGS）

截至2008年，地熱發電開發在超過40個國家和地區正在進行，部分原因是新技術的發展，例如增強型地熱系統(EGS)。Binary cycle發電廠和改善鑽井和開採技術的發展，可以啟用一個比「傳統的」地熱系統的更大的地理範圍的增強型地熱系統。
示範EGS項目的已經投入運行於美國，澳大利亞，德國，法國和英國。

可再生能源工業

在可再生能源領域的總投資，在2009年從$1600億美元，達到2010年的$2110億美元。在2010年的投資最多的國家是中國，德國，美國，義大利和巴西。可再生能源行業的繼續增長得到預期，還有，促進政策有助於該行業比許多其他行業更加耐候2009年的經濟危機。

風能公司

截至2010年，維斯塔斯（英語：Vestas，丹麥）在市場交易量的百分比上是世界上最大的風力渦輪機製造商，華銳風電（中國）排在第二位。維斯塔斯和華銳風電共同交付在2010年新增的風電裝機容量爲10,228 MW，與它們自己的市場份額為25.9％。GE能源（美國）排在第三位，緊隨其後的是另一家中國供應商金風科技。德國愛納康（Enercon）公司在世界上排名第五，其後是印度的Suzlon位居第六。

轉移稅收

稅收轉移已引起經濟學家們的廣泛討論和認可。它包括降低所得稅，同時提高徵收破壞環境的活動，以創造一個響應更快的市場。例如，對於煤炭征稅，其中包括增加的醫療費用與呼吸受污染的空氣，酸雨損害，氣候破壞的成本和費用，將鼓勵對可再生能源技術的投資。一些西歐國家已經稅收轉移，正處在被稱為是環境稅改革的過程中。

轉移補貼

正如有稅收轉移有必要，也有必要進行補貼轉移。補貼是並不是一個本質上是壞的事情，通過政府補貼計劃湧現了許多技術和產業。「斯特恩報告」解釋了從過去30年的創新的20家重點，在14個當中只有一個是資金完全由私營部門資助，和9個由完全公共資金資助。在具體的例子，網際網路就是公共資金資助的的結果，把在政府實驗室和研究機構之間的電腦都聯繫在一起。在加利福尼亞州，聯邦減稅和一個強大的州稅扣除的組合，幫助建立現代風電產業。

可再生能源的目標

設置國家的可再生能源目標可以是可再生能源政策的重要組成部分，這些目標通常被定義為對於主要能源和/或發電混合的一個百分比。例如，歐盟規定在2010年的一個指示性的可再生能源目標，是歐盟總能源結構中的12％和電力消費的22％。歐盟各成員國的國家目標也已成立，以滿足歐盟總體的目標。其他定義了目標的已開發國家的國家或區域包括澳大利亞，加拿大，以色列，日本，韓國，紐西蘭，挪威，新加坡，瑞士和美國的一些州。
在一些開發中國家，國家目標是可再生能源戰略的重要組成部分。設立可再生能源目標的開發中國家包括中國，印度，印度尼西亞，馬來西亞，菲律賓，泰國，巴西，埃及，馬里，南非。在一些工業化國家相比，許多開發中國家所設定的目標是相當溫和的。
在大多數國家的可再生能源的目標是指示性的，不具約束力，但它們協助政府行動和監管框架。聯合國環境計劃署的建議，使可再生能源目標具有法律約束力，可成為一個重要的政策工具來實現更高的可再生能源市場的滲透。

綠色經濟刺激計劃

在應對在2000年代後期的全球金融危機，世界各主要國家政府都提出了《綠色經濟刺激計劃》的項目，作爲支持經濟復甦主要的政策工具之一。在2010年和2011年，在綠色經濟刺激計劃的$1880億美元資金已分配給可再生能源和提高能源效率。

最近的發展

在2006年許多事件把可再生能源推入政治議程，包括在11月的美國中期選舉，這確定了清潔能源作為主流問題。此外，在2006年，「斯特恩報告」作出了有力的低碳技術的投資的經濟案例，並認為經濟增長需要與降低能源消耗不必要是不兼容的。根據聯合國環境計劃署的趨勢分析，氣候變化的關注，加上最近油價高漲，增加政府的支持率正在推動越來越多的投資到可再生能源和提高能源效率的行業。
在2007年，可再生能源的投資資本流入達到創紀錄的$770億美元，並且在2008年繼續上升的趨勢。經濟合作與發展組織仍佔主導地位，但現在在中國，印度和巴西的公司有越來越多的活動。在2006年，中國公司是第二大風險資本的接受方，位於美國之後。同年，印度公司是在國外最大的淨買方，主要是在更成熟的歐洲市場。
2011年以後，太陽能電池開始大崩盤，到了2014年，太陽能發電在許多市場已經達到電網平價，配合上全球游資過多的現象，太陽能發電不需要政府補貼就可以大幅成長。