thumbright150 MW 的安達索爾太陽能電站是一個商業太陽熱能發電廠，位於的安達索爾電站使用熔鹽箱儲存太陽能的熱能，使發電站可以在太陽不發光的時候能夠繼續發電。 可再生能源商業化涉及到歷史可以追溯到 100 年以上的三代的可再生能源技術的普及。第一代的技術都是已經成熟和有經濟競爭力的技術，包括生物質能，水力發電，地熱發電和供熱。第二代技術的市場已準備就緒，並在目前正在被部署，它們包括太陽能供熱，太陽能光伏，風力發電，聚光太陽能熱發電電站，和現代形式的生物能源。第三代技術，還需要持續的研發努力，才可以在全球範圍內作出很大的貢獻，包括先進生物質氣化，地熱發電和海洋能等 International Energy Agency 2007 Renewables in global energy supply An IEA facts sheet PDF OECD 34 pages。截至 2012 年，可再生能源佔新安裝額定容量的一半左右，並且成本繼續下降。 2015 年可再生能源繼續快速增長，提供了多種益處。已安裝的風能和光伏裝機容量（64GW 和 57GW）和 3290 億美元的全球可再生能源投資創下新高記錄。這種投資增長帶來的關鍵好處是就業機會的增長 Editorial Green Gold Nature Energy 2016。投資最多的國家分別是中國、德國、西班牙、美國、義大利和巴西 REN21 2012 Renewables Global Status Report 2012 p 17。領先的可再生能源公司有：、、、、華銳風電、英利、西門子、天合光能和維斯塔斯等公司。Top of the list Renewable Energy World 2 January 2006Keith Johnson Wind Shear GE Wins Vestas Loses in WindPower Market Race Wall Street Journal March 25th 2009 accessed on January 7th 2010 可再生能源的廣泛使用存在一些非技術性的障礙，International Energy Agency IEA urges governments to adopt effective policies based on key design principles to accelerate the exploitation of the large potential for renewable energy 29 September 2008 而且往往就是推動可再生能源技術的廣泛的接受的公共政策和政治領導。Donald W Aitken Transitioning to a Renewable Energy Future January 2010 p 3 在 2011 年，約有 118 個國家有自己的可再生能源未來的目標，並頒佈了廣泛的公共政策，以促進可再生能源。對氣候變化的關注，REN21 2006 Changing climates The Role of Renewable Energy in a Carbonconstrained World PDF p 2 HM Treasury 2006 Stern Review on the Economics of Climate Change 正在推動在可再生能源產業的不斷增長。New UN report points to power of renewable energy to mitigate carbon emissions UN News Centre 8 December 2007 and 2008 Clean Energy Trends 2008 p 2United Nations Environment Programme and New Energy Finance Ltd 2007 Global Trends in Sustainable Energy Investment 2007 Analysis of Trends and Issues in the Financing of Renewable Energy and Energy Efficiency in OECD and Developing Countries PDF p 3 經濟分析師預計，繼 2011 年日本福島核事故之後，對可再生能源（和）的市場處於漲勢。在他的 2012 年國家的國情諮文中，奧巴馬總統重申他對於可再生能源的承諾，和提到的長期的內政部承諾允許在 2012 年在公共土地上的 10000 MW 的可再生能源專案。在全球範圍內，在可再生能源產業估計有 300 萬個直接就業機會，其中約一半數量在生物燃料行業。REN21 2010 Renewables 2010 Global Status Report p 9 34 根據國際能源機構在 2011 年的預測，在 50 年之內太陽能發電會產生大部分世界電力，大幅減少有害溫室氣體的排放量。 概述 可再生能源的理由 氣候變化，汙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，併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。 Lester R Brown Plan B 40 Mobilizing to Save Civilization 2009 p 135 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援。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。對於許多發達國家與發展中國家，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。Americans Willing To Pay More for Solar Renewable Energy World 25 June 2010 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，公眾大力支援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援雄心勃勃的可再生能源目標。在 2010 年，歐盟民意調查處機構接受調查的 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。 三個世代的技術 可再生能源包括一些在商業化的不同階段的來源和技術。國際能源署（IEA）定義了達到至今已有 100 多年的三個世代的可再生能源技術： 第一代技術出現於從 19 世紀結束時的工業革命，包括水電，地熱發電，生物質燃燒和熱。這些技術都相當廣泛的應用。 第二代技術包括太陽能供熱與製冷，風電，現代形式的生物能源，和太陽能光伏發電。現在，這些是自 1980 年代以來的研究，開發和示範（RD＆D）的投資，進入市場的結果。初始投資與 1970 年代的石油危機反映出的能源安全問題有關，但是，這些技術的持久的吸引力，至少部分是由於環境好處。許多技術反映材料的顯著進步。 第三代技術仍處於開發階段，其中包括先進的生物質氣化（biomass gasification），生物煉製，聚光太陽能熱發電（Concentrating solar thermal power），高溫岩石地熱發電和海洋能等。奈米技術的進展可能也發揮了重要的作用。 第一代技術已經非常成熟，第二代技術現在正在進入市場，而第三代技術，在很大程度上取決於長期的研究和發展方面的前景，其中公共部門可以發揮作用。 可再生能源的增長 可再生能源據估計 2010 年全球最終能源消費中的 167％。到 2011 年年底，可再生能源發電容量全球範圍內超過 1360 GW，同比增長 8％。其中，現代可再生能源佔到估計的 82％，而傳統方式利用生物質能的份額從估計的 85％略有下降。可再生能源電力，在 2011 年佔全球的新增加發電能力的 208GW 中的近一半。風能和太陽能光伏（PV）佔了近 40％和 30％。 Renewables 2012 Global status report Executive summary REN21 從 2004 年年底到 2009 年的 5 年期間，對於許多技術，世界範圍內可再生能源的容量每年以 1060％的速度增長。REN21 2010 Renewables 2010 Global Status Report p 15 2011 年，聯合國副秘書長說：綠色經濟的這個核心業務的持續增長，不是偶然發生的。結合政府設定目標，政策支援和刺激資金中支撐的可再生能源產業的崛起，使我們的全球能源系統達到急需的轉型。 他補充說：在投資，專案和地理分佈上，可再生能源正在不斷擴大。在這樣做時，在應對氣候變化，對付能源貧困和能源的不安全上，它們作出越來越大的貢獻。 根據由總部設在巴黎的 21 世紀全球可再生能源政策網路 REN21 釋出的一份報告，在 2008 年，同時在歐盟和美國，第一次出現了比傳統的電力容量增長有更多的可再生能源增長，表現出世界能源市場邁向可再生能源的一個 根本轉型。在 2010 年，可再生能源包含了新建的發電能力約三分之一。 根據國際能源署（IEA）的一個在 2011 年的預測，在 50 年之內，太陽能發電站可能會產生世界上大部分電力，顯著減少對環境有害的溫室氣體的排放。國際能源署（IEA）表示：到 2060 年，光伏發電和太陽熱能廠可滿足世界對電力的需求 和所有能源需求的一半 風能，水能和生物能發電廠提供餘下的一代。 然而，國際能源機構預測可能會很悲觀，因為官方機構維持低估了可再生能源的增長速度。光伏發電和聚光太陽能發電可以成為電力的主要來源。基於 2012 年 BP 世界能源統計評論的一份報告顯示，從 2001 年到 2011 年底，全球太陽能消費大約每兩年翻了一番，消費在呈指數式增長。這就提出了一個可能性，在這個十年結束時，太陽能發電可達到全球發電總量的 10％。要完成此主要能源份額的增益，太陽能將需要從 2011 年的消費量 557 TWh，增加到約 2200TWh。在目前的指數增長率，早在 2018 年這些水平可以被達到。如果指數的消費繼續，到 2027 年，太陽能可以提供當前世界能源需求的 100％。 選定的可再生能源指標 and Janet Sawin Renewables Global Status Report 2009 Update Renewable Energy World 9 September 2009REN21 2009 Renewables Global Status Report 2009 Update p 9REN21 2013 Renewables 2013 Global Status Report Paris REN21 Secretariat ISBN 9783981593402 選定的的全球性指標 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 單位 新的可再生能源容量的投資（年） 30 38 63 104 130 160 211 257 244 214 270 285 10 億美元 已存在的可再生電力容量，包括大規模水電 895 930 1020 1070 1140 1230 1320 1360 1470 1560 1712 1849 GWe 已存在的可再生電力容量，排除大型水電 200 250 312 390 480 560 657 785 GWe 水力發電容量 （已存在的） 915 945 970 990 1000 1055 1064 GWe 風能容量 （已存在的） 48 59 74 94 121 159 198 238 283 318 370 433 GWe 太陽能光伏容量 （併網發電的） 76 16 23 40 70 100 139 177 227 GWe 太陽能熱水器容量 （已存在的） 77 88 105 120 130 160 185 232 255 326 406 435 GWth 乙醇生產 （年） 305 33 39 50 67 76 86 86 83 87 94 98 10 億升 生物柴油生產 （年） 12 17 19 21 22 26 297 30 10 億升 有使用可再生能源目標政策的國家 45 49 68 79 89 98 118 138 144 164 173 經濟趨勢 透過技術的改進並透過大生產和市場競爭的好處，可再生能源技術正在越來越便宜。2011 年國際能源署（IEA）的一份報告說：成本競爭力的可再生能源技術的投資組合變得日益廣泛的情況下，在某些情況下提供的投資機會，而不需要具體的經濟支援，並補充說，可能降低成本的關鍵的技術，如風能和太陽能等，都將繼續下去。截至 2011 年，太陽能和風能技術的成本已經有大幅減少： 自 2008 年夏天以來的每 MW 光伏元件的價格已經下降了 60％，根據《彭博新能源財經》估計，太陽能發電第一次在一個陽光普照的國家與零售電力價格上具有競爭力的地位。風力渦輪機的價格也下降了 在過去的兩年每 MW 的 18％ 反映出在供應鏈中它與太陽能激烈的競爭。太陽能，風能和其他技術扳平的（levelised）能源成本的進一步改善擺在面前，這在未來幾年對於化石燃料發電的來源的主導地位構成了越來越大的威脅。 國際太陽能學會（International Solar Energy Society）認為，隨著時間的推移，可再生能源技術和經濟將繼續改善，它們是 現在是足夠的先進，允許可再生能源有重大穿透成為主流的能源和社會基礎設施。在下表中所示的是可再生能源（不包括補貼或政策激勵）指示的，扳平的（levelised）經濟的成本。 可再生能源發電成本，在 2010 年 REN21 2010 Renewables 2010 Global Status Report p 26 發電機 典型的特徵 典型的電力成本（US centskWh） 大型水電 電站規模 10 18000 MW 35 小型水電 電站規模 110 MW 512 陸上風能 渦輪尺寸 15 35 MW 59 離岸風能 渦輪尺寸 15 5 MW 1014 生物質發電 電站規模 120 MW 512 地熱發電 電站規模 1100 MW 47 屋頂太陽能光伏發電 峰值容量 25 kilowattspeak 2050 公用事業規模的太陽能光伏發電 峰值容量：200 kW to 100MW 1530 聚光太陽能熱發電 CSP 50500 MW trough 1418 隨著時間的推移，可再生能源一般變得越來越便宜，Renewable energy costs drop in 09 Reuters November 23 2009 Solar Power 50 Cheaper By Year End Analysis Reuters November 24 2009 而化石燃料變得更昂貴。美國前副總統阿爾戈爾解釋說，可再生能源技術的價格正在下降，原因主要有三個： Al Gore 2009 Bloomsbury p 58 首先，一旦可再生能源的基礎設施建造好，燃料是永遠免費的。不同於碳基燃料，風，太陽和地球本身提供的燃料是免費的，數量是無限的。 其次，儘管化石燃料技術是比較成熟的，可再生能源技術正在迅速被改進。因此，創新和獨創性使我們能夠不斷提高可再生能源的效率和不斷降低成本。 第三，一旦世界作出作出明確的承諾轉向可再生能源，生產量本身將大幅減少每個風車和每個太陽能電池板的成本，同時增加更多的激勵更多的研究和開發，到進一步加快創新程序 。 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，特別是在發展中國家，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，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，儘管在許多發展中國家中生物質能（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汙染物，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援，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。從電網執行的角度看，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，它沒有與電廠執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。 2009 Review of Solutions to Global Warming Air Pollution and Energy Security p 5 中國是世界上最大的水力發電生產國，其次是。 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：在規劃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。Duncan GrahamRowe Hydroelectric powers dirty secret revealed New Scientist 24 February 2005 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 rightthumb 在間歇泉的許多發電廠之一，位於加州北部的一處地熱發電場，總輸出功率超過 750 MW。 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 6000 GW。Bertani R 2003 What is Geothermal Potential IGA News 53 page 13Fridleifsson IB R Bertani E Huenges J W Lund A Ragnarsson and L Rybach 2008 The possible role and contribution of geothermal energy to the mitigation of climate change In O Hohmeyer and T Trittin Eds IPCC Scoping Meeting on Renewable Energy Sources Proceedings Luebeck Germany 2025 January 2008 p 5980 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 31 GW。有著顯著的裝機容量的其他國家包括菲律賓（19 GW），印度尼西亞（12 GW），墨西哥（10 GW），義大利（08 GW），冰島（06 GW），日本（05 GW），紐西蘭（05 GW）。 Islandsbanki Geothermal Research United States Geothermal Energy Market Report October 2009 accessed through website of Islandbanki 在一些國家，地熱發電佔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佔 17％。Leonora Walet Philippines targets 25 billion geothermal development Reuters November 5 2009 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 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，如冷卻裝置。International Energy Agency Solar assisted airconditioning of buildings 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。Lester R Brown Plan B 40 Mobilizing to Save Civilization Earth Policy Institute 2009 p 122 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，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），（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）專案。Todd Woody In Californias Mojave Desert SolarThermal Projects Take Off Yale Environment 360 27 October 2010 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。REN21 2008 Renewables 2007 Global Status Report PDF p 12 在發展中國家，世界銀行專案用於整合的太陽能熱 聯合迴圈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，大多數光伏元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線的應用。 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元件是實現電網平價。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。Renewables Insight 2010 PV Power Plants 2010 Industry Guide p 9 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） 加拿大，97 MW 義大利，842 MW 德國，807 MW 烏克蘭，80 MW 德國，718 MW 義大利，70 MW 西班牙，60 MW 和 德國，54 MWPV Resourcescom 2009 Worlds largest photovoltaic power plants 還有許多大型工廠正在興建。是一個正在建設中的 550 MW 的太陽能電廠，位於加州河濱縣，它將使用由公司製造的薄膜太陽能光伏元件。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。是一個正在建設中 500 MW 光伏電站，位於加州河濱縣。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。（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，位於東北部的平原。 230 MW 的是公司的太陽能光伏發電專案，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 05％。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。 風力發電 thumbright 在美國的土地所有者通常從每個風力渦輪機上會收到每年 3000 至 5000 美元的租金收入，而在渦輪機的腳下，農民繼續種植莊稼和放牛。American Wind Energy Association 2009 httpwwwaweaorgpublicationsreportsAWEAAnnualWindReport2009pdf Annual Wind Industry Report Year Ending 2008 pp 910 有些第二代的可再生能源，如風力發電，具有很大的潛力，並已實現了相對較低的生產成本。Stabilizing Climate PDF in Lester R Brown Rescuing a Planet Under Stress and a Civilization in Trouble（NY WW Norton Co 2006） p 189 2007 The Clean Tech Revolution the costs of clean energy are declining PDF p8 在 2010 年，全球風力發電裝置增加了 35800 MW，總裝機容量達 194400 MW，和在 2009 年年底的 158700 MW 的裝機容量相比，增加 225％。 2010 年的增加代表了投資總額為 473 億歐元（650 億美元），和在第一次的佔所有新的風電的一半以上是被增加在傳統市場歐洲和北美以外，主要是由於在持續繁榮的中國市場佔了近一半的所有 16500 MW 的安裝容量。中國目前擁有 42300 MW 的風電裝機容量。風力發電佔發電在丹麥的約 19％，西班牙和葡萄牙的 9％，在德國和愛爾蘭共和國的 6％。這些都是一些在世界上最大的風電場，截至 2011 年 12 月： 風電場 裝機容量 MW 國家 720 美國 662 美國 600 羅馬尼亞 600 美國 736 美國 倫敦陣列 1000 英國 781 美國 619 美國 謝菲德平原風電廠 845 美國 317 英國 690 美國 有許多大型風電場正在建設中，其中包括 400 MW 400 MW 548 MW 500 MW 270 MW 343 MW and the （367 MW）。 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 18％，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。United Nations Environment Programme 2009 Assessing Biofuels p15 巴西擁有在世界上最大的可再生能源專案之一，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。America and Brazil Intersect on Ethanol Renewable Energy Access 15 May 2006New Rig Brings Brazil Oil SelfSufficiency Washington Post 21 April 2006 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 Erica Gies As Ethanol Booms Critics Warn of Environmental Effect The New York Times June 24 2010，並且汽車製造商已經生產車輛可以設計執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，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 億美製加侖（28000000 立方米），也將有助於擴大市場。Worldwatch Institute and Center for American Progress 2006 American energy The renewable path to energy security PDF 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 154000 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，技術，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。 新的生物能源技術 選定的商業纖維素乙醇工廠在美國 Decker Jeff Going Against the Grain Ethanol from Lignocellulosics Renewable Energy World January 22 2009 （運營或建設中） 公司 地點 原料 Abengoa Bioenergy Hugoton KS 小麥秸稈 Irvine CA 多個來源 Gulf Coast Energy Mossy Head FL 木頭廢料 Lansing MI 木頭 Emmetsburg IA 玉米芯 Little Falls MN 木材刨花 Auburndale FL 柑橘果皮 根據國際能源署構，纖維素乙醇生物煉製可能讓生物燃料在未來發揮更大的作用，這作用比如國際能源署等組織以前認為的作用更大。International Energy Agency 2006 World Energy Outlook 2006 PDF 纖維素乙醇可以由植物物質構成，主要是不宜食的纖維素纖維形成的大多數植物的莖和枝。農作物殘餘物（如玉米秸稈，小麥秸稈和水稻秸稈等），木材廢料和城市固體廢物是纖維素生物質的潛在來源。專用於能源的農作物，例如柳枝稷，是有前途的纖維素來源；它們可以在許多地區成為纖維素的來源。Biotechnology Industry Organization 2007 Industrial Biotechnology Is Revolutionizing the Production of Ethanol Transportation Fuel pp 34 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。Ocean energy EPRI Ocean Energy Web Page 潮汐發電 世界第一座潮汐能電站是 （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。REN21 2009 Renewables Global Status Report 2009 Update pp 1213 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 專案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 thumb 維斯塔斯（Vestas）風力渦輪機 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（，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為 10228 MW，與它們自己的市場份額為 259％。（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，其後是印度的位居第六。 光伏公司 公司在 2009 年成為世界上最大的太陽能電池製造商，生產 1100 MW 的產品，佔 13％的市場份額。尚德電力在 2009 年以生產能力為 595 MW 和 7％的市場份額排在第二位。Dr Henning Wicht First Solar to Produce Twice as Much as Leading Crystalline Solar Module Suppliers in 2009 iSuppli Market Research September 4th 2009 accessed on March 22nd 2011 緊隨其後領導者們的是夏普，有 580 MW 的產量，公司有 540 MW 的產量。英利綠色能源，，太陽能源 SunPower 公司，京瓷，Motech Solar 和 Gintech 也分別在 2009 年排名的前 10 名。 2013 排名 太陽能模組 公司 改變自從 2012 年 國家 1 英利綠色能源控股有限公司 2 1 3 3 4 5 晶科能源控股有限公司 3 6 7 7 2 8 2 9 京瓷 5 10 3 接納所面臨的非技術壁壘 目前的能源市場，機構和政策已經被制定成為支援生產和使用化石燃料。雖然較新的和更清潔的技術可能提供社會和環境效益，但公用事業電力機構往往拒絕可再生資源，因為它們已經被訓練為只有以大型的常規的電廠的方式思考。故意的市場扭曲（如補貼），並非故意的市場扭曲（例如分割激勵）可能打擊可再生能源。 Benjamin K SovacoolRejecting Renewables The Sociotechnical Impediments to Renewable Electricity in the United StatesEnergy Policy 37 11 November 2009 p 4500 的認為，在美國的可再生能源和提高能源效率所面臨的一些最秘密的而強大的障礙，更多的是來自於文化和制度，而不是來自於工程和科學。 Benjamin K SovacoolThe Cultural Barriers to Renewable Energy in the United StatesTechnology in Society 31 4 November 2009 p 372 可再生能源技術的大規模商業化的障礙主要是政治而不是技術， Mark Z Jacobson and Mark A Delucchi A Path to Sustainable Energy by 2030 Scientific American November 2009 p 45 並且有許多研究已確定了可再生能源利用的一系列的 非技術壁壘。 National Renewable Energy Laboratory 2006 Nontechnical Barriers to Solar Energy Use Review of Recent Literature Technical Report NRELTP52040116 September 30 pages United Nations Department of Economic and Social Affairs 2005 Increasing Global Renewable Energy Market Share Recent Trends and Perspectives Final Report 相對於其他形式的能源，這些障礙把可再生能源置於在市場營銷的，機構的或政策的劣勢。主要的障礙包括： 難以克服已經建立的能源系統，其中包括引進創新的能源系統的困難，特別是對光伏的分散式發電，原因是技術鎖定，電力市場被設計成集中式發電廠，並透過建立運營商控制的市場。正如氣候變化經濟學的斯特恩報告 Stern Review 指出： 國家電網通常對集中式發電廠的運作量身定做，從而有利於它們的表現。而不容易適應這些電網的技術就可能很難進入市場，即使這項技術本身是具有商業可行性。這也適用於分散式發電，因為大多數電網不適合獲得許多小來源的電力。大型可再生能源也可能會遇到的問題，如果它們都選址在遠離現有電網的地區。 HM Treasury 2006 Stern Review on the Economics of Climate Change p 355 缺乏政府的政策支援，其中包括缺乏支援可再生能源技術部署的政策和法規，和現存的政策和法規阻礙可再生能源發展與支援傳統能源的發展。例子包括化石燃料的補貼，不充足的消費者的可再生能源激勵措施，政府承銷核電廠事故，對可再生能源的複雜的分割槽和許可程式。 資訊傳播和消費者認知度的缺乏。 與常規能源技術相比，可再生能源技術有較高的資本成本。 不充足的的可再生能源專案的融資方案，包括專案開發商，企業家和消費者不能充分獲得可負擔得起的融資。 資本市場不完善，其中包括未能將所有傳統能源的成本（例如，空氣汙染的影響，供應中斷的風險）吸收，並且未能將所有可再生能源的好處（如清潔的空氣，能源安全）吸收。 不足的勞動技能和培訓，其中包括缺乏充足的科學的，技術的和生產製造可再生能源所需的技能；缺乏可靠的安裝，維護和檢查服務；和難以提供足夠的對新技術的培訓的失敗的教育系統。 缺乏足夠的法規，標準，電力互聯，和淨計量電價的指導方針。 公眾對可再生能源系統美觀性的差評。 缺乏在能源的選擇和可再生能源專案的利益相關者 社群參與和合作。 由於有這樣一系列廣泛的非技術壁壘，因此沒有 銀彈 神奇解決方案，以推動可再生能源的過渡。因此，在理想情況下，需要有幾種不同型別的政策工具相互配合，以克服不同型別的障礙。 Diesendorf Mark 2007 Greenhouse Solutions with Sustainable Energy UNSW Press p 293 必須建立一個政策框架，將扳平公平的競爭環境，糾正這種與化石燃料的傳統方法的不平衡。政策領域必須跟上在能源領域具有廣闊的發展趨勢，以及反映特定的社會的，經濟的和環境的優先級別。 IEA Renewable Energy Working Party 2002 Renewable Energy into the mainstream p 48 公共政策的領域 因為自由市場制度存在有一些基本限制，公共政策就在可再生能源商業化中發揮作用。正如斯特恩報告 Stern Review 所指出： 國際太陽能學會曾經說過：歷史上的常規能源資源的激勵政策繼續甚至直到在今天偏壓市場，埋藏使用常規能源的許多真正的社會成本。Donald W Aitken Transitioning to a Renewable Energy Future January 2010 p 4 相比可再生能源系統，化石燃料的能源系統有不同的生產，傳輸和使用成本的特性，新的促銷政策是必要的，以確保可再生能源系統的發展迅速和廣泛是對社會所喜歡的。 萊斯特布朗曾經說過，市場上 沒有包含的間接成本到提供商品或服務的價格，它確實沒充分體現大自然系統的服務，和它沒有尊重大自然系統的可持續的收益率閾值。Brown LR 2006 Plan B 20 Rescuing a Planet Under Stress and a Civilization in Trouble WW Norton Co pp 228232 市場也傾向於短期而不是長期，從而為子孫後代的關心是有限的。稅收和補貼轉移可以幫助解決這些問題。Brown LR 2006 Plan B 20 Rescuing a Planet Under Stress and a Civilization in Trouble WW Norton Co pp 234235 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，對於煤炭徵稅，其中包括增加的醫療費用與呼吸受汙染的空氣，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，透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。HM Treasury 2006 Stern Review on the Economics of Climate Change p 362 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絡在一起。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 設定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。其他定義了目標的發達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。United Nations Environment Program 2006 Changing climates The Role of Renewable Energy in a Carbonconstrained World pp 1415 在一些發展中國家，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發展中國家包括中國，印度，印度尼西亞，馬來西亞，菲律賓，泰國，巴西，埃及，馬裡，南非。在一些工業化國家相比，許多發展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》的專案，作為支援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。REN21 2010 Renewables 2010 Global Status Report p 27 扳平競爭 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相容的。United Nations Environment Programme and New Energy Finance Ltd 2007 p 11 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 High oil price hits Wall St ABC News 16 October 2007 Retrieved on 15 January 2008，增加政府的支援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，配合上全球遊資過多的現象，太陽能發電不需要政府補貼就可以大幅成長。 可持續能源 走向能源可持續性不但需要在提供能量的方式上有改變，而且需要在使用的能源方式上也有改變，並把提供各種產品或服務所需的能量的數量減少是至關重要的。在能量方程式中，在需求方改善的機會，是和那些在供應方改善的機會是同樣的豐富多樣，而且往往提供了顯著的的經濟利益。InterAcademy Council 2007 Lighting the way Toward a sustainable energy future 可持續能源的經濟需要對可再生能源和能源效率的承諾。可再生能源和能源效率據說是可持續能源政策的 雙支柱。已經解釋，為了穩定和降低二氧化碳排放量，這兩種資源必須被開發：American Council for an EnergyEfficient Economy 2007 The Twin Pillars of Sustainable Energy Synergies between Energy Efficiency and Renewable Energy Technology and Policy Report E074 國際能源署指出，可再生能源和提高能源效率政策，對於可持續能源未來的發展是兩個相輔相成的工具，兩者應共同發展，而不是獨立發展。International Energy Agency 2007 Global Best Practice in Renewable Energy Policy Making 太陽能光伏侷限 生產過程 太陽能板的原材料和電腦晶片原材料一樣。大量生產過程中需要大量能源，有毒有害化學物質。化學物質主要靠工廠所在地法律法規管控。某些太陽能工廠已經安裝太陽能系統，用太陽能系統產生的清潔能源生產太陽能板。 對電網的影響 截至 2017 年 12 月，澳洲東部昆士蘭州有超過 31 居民擁有屋頂太陽能系統，平均安裝功率超過 35 千瓦（世界第一）。但是高太陽能系統普及率也給電網電壓帶來問題。居民區中午用電量低，主要以出售電力給電力公司為主。傳統電網並沒有考慮雙向電力輸送。在居民區電力大額傳輸回電網的時候，電壓會逐步抬高，而且可能超過電器裝置可能受範圍 W Miller A L Liu Z Amin and A Wagner Power quality and rooftopPV households an examination of measured data at point of customer connection Sustainability httpseprintsquteduau117688 httpwwwmdpicom207110501041224 Open Access p 29 2018 。科學研究已經有方法解決這種問題，但是都有各種成本考慮，例如，在中壓電網額外增加電壓控制裝置。 對於其他國家或地區的啟示：沒有系統性的分析和規劃，單一鼓勵促進太陽能在居民區的普及會帶來新的風險。更好的方式之一是，透過稅收或其他鼓勵措施，促進工業和商業使用者的太陽能系統安裝。因為工商業使用者主要用電高峰經常在白天，太陽能系統在日照白天發電，補充工商業用電，降低工商業對電網的壓力。 對能源投資和電費管理的影響 現實生活中的問題經常複雜多變，原因錯綜複雜。對於能源投資和電費管理也是同樣的道理，沒有適合每個方案的萬用靈丹。太陽能系統投資也許是很好的選擇，如果：當地陽光充足，電價較高而且持續漲價，政府透過財政或金融方式大力支援，電力可賣回給電力公司 （澳洲和德國）。投資回報經常是能源投資的主要考量。但是系統性的檢查，評估和分析，也許會發現，在目前市場條件下，一套綜合性的方案是最合適的。例如，透過房屋建築能效提高 L Liu W Miller and G Ledwich Community centre improvement to reduce air conditioning peak demand 7th International Conference on Energy and Environment of Residential Buildings pp 279288 doi 1042255058107ce163e0c Available httpeprintsquteduau101161 ，既有裝置執行的改善 L Liu G Ledwich and W Miller Demand side management with stepped model predictive control presented at the Australasian Universities Power Engineering Conference The University of Queensland Brisbane Qld Australia 2016 Available httpeprintsquteduau99914 ，和太陽能系統投資 L Liu W Miller and G Ledwich 2017 Solutions for reducing facilities electricity costs Australian Ageing Agenda 3940 Available httpswwwaustralianageingagendacomau20171027solutionsreducingfacilityelectricitycosts ，可能會提供業主最好的投資回報 W Miller A L Liu Z Amin and M Gray Involving Occupants in Net Zero Energy Solar Housing Retrofits an Australian Subtropical Case Study Solar Energy doi httpsdoiorg101016jsolener201710008 Available httpwwwsciencedirectcomsciencearticlepiiS0038092X17308733 httpseprintsquteduau114591 參看 列表 條目 各來源的電力代價 生態稅 環保關稅 上網電價補貼政策（，縮寫：FIT） 國際可再生能源機構（IRENA） 美國資源政策智庫 第三次工業革命 人物 阿爾戈爾（Al Gore） 米夏埃爾格雷策爾（Michael Grätzel） 黃鳴（Huang Ming） 史丹佛奧維辛斯基（Stanford R Ovshinsky） 施正榮（Zhengrong Shi） 參考文獻 引用 來源 Aitken Donald W 2010 Transitioning to a Renewable Energy Future International Solar Energy Society 54 pages HM Treasury 2006 Stern Review on the Economics of Climate Change 575 pages International Council for Science c2006 Discussion Paper by the Scientific and Technological Community for the 14th session of the United Nations Commission on Sustainable Development 17 pages 國際能源署 2006 World Energy Outlook 2006 Summary and Conclusions 經濟合作與發展組織 OECD 11 pages 國際能源署 2007 Renewables in global energy supply An IEA facts sheet OECD 34 pages 國際能源署 2008 Deploying Renewables Principles for Effective Policies OECD 8 pages 國際能源署 2011 Best and Future Policy Practice OECD 國際能源署 2011 OECD 2011 Chelsea Green Publishing 334 pages Makower Joel and Ron Pernick and Clint Wilder 2009 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Developing Countries 52 pages and Center for American Progress 2006 American energy The renewable path to energy security 40 pages 外部連結 投資：綠色技術有巨大增長潛力，洛杉磯時報， 20110828 國際能源署 Missing the Market Meltdown 可再生能源達到美國能源生產的 10％ 20080926 Optimism Abounds Throughout Renewable Energy Industry Bureau of Land Management 2012 Renewable Energy Priority Projects Category 能源政策 Category 可再生能源政策 Category 可持續性 Category 環境社會科學 Category 可再生資源