Останнім часом значними темпами (від 17 до 33% на рік) поширюється використання сонячної енергії. Вона використовується, в основному, для виробництва низькопотенціального тепла для комунально-побутового гарячого водопостачання й теплопостачання. Переважним видом устаткування тут є так звані плоскі сонячні колектори. Їхнє загальносвітове виробництво становить не менш 2 млн м2 у рік, а виробництво низькопотенціального тепла за рахунок сонячної енергії досягло 5·106 Гкал.
Усе активніше впроваджується устаткування для перетворення сонячної енергії в електроенергію. Тут використовуються два методи - термодинамічний і фото-електричний, останній лідирує зі значним відривом. Так, сумарна світова потужність автономних фотоелектричних установок досягла 500 МВт. Тут варто згадати проект «Тисяча дахів», реалізований у Німеччині, де 2250 будинків були обладнані фотоелектричними установками. При цьому роль резервного джерела відіграє електромережа, з якої може надходить енергія в разі потреби. У випадку ж її надлишку вона передається в мережу. При реалізації цього проекту до 70% вартості установок сплачувалося з федерального й земельного бюджетів. У США прийнята ще більш масштабна програма «Мільйон сонячних дахів», яка розрахована до 2010 р. Витрати федерального бюджету на її реалізацію склали 6,3 млрд дол. Сьогодні велика кількість автономних фотоелектричних установок постачається (за рахунок міжнародної фінансової підтримки) в країни, що розвиваються.
Однак поки що головною перешкодою на шляху широкого впровадження фотоелектричних батарей є їхня ціна, яка визначається високою ціною кремнієвих пластин. Кремній – основний матеріал для виробництва фотоелектричних пристроїв. Особливість ринку полікристалічного кремнію полягає в тому, що виробництво кількох тисяч тонн на рік цього матеріалу за повним ехнологічним циклом в змозі забезпечити лише декілька країн світу. Повні технологічні “кремнієві” цикли існують сьогодні у США, Японії, Німеччині та Італії. Вважається, що тільки шість корпорацій контролюють увесь світовий ринок полікристалічного кремнію – Wacker Sitronics (Німеччина), MEMC (Італія), Shin-Etsu Semiconductors (США), Mitsubishi Materials-Silicon, Toshiba Ceramics та Komatsu Electronic Metals (Японія).
Сьогодні в світі виробляється близько 30 тис. т полікриста-лічного кремнію. З них близько 22тис.т йдуть на потреби мікроелектроніки і силової техніки (потужні тиристори та діоди) і тільки біля 8 тис. т – у фотоелектроніку. У зв’язку з бурхливим розвитком фотоелектроніки вартість кремнію на світовому ринку зросла вдвічі. Але навіть за ціною 60-70 дол. за кг сьогодні відчувається його дефіцит.
Технології виробництва “сонячного” кремнію та фотоелектричних батарей постійно вдосконалюються, а разом з цим зростають і обсяги виробництва фотоелектричних модулів. Аналітики прогнозують зростання їхньої встановленої потужності з 896 МВт у 2004 р. до 3062 МВт у 2011 р. Наприкінці 2005 р. середня вартість за 1 Вт складала в Європі 5,76 євро і 5,23 дол. в США.
Значний розвиток одержав напрямок, пов'язаний з використанням низькопотенціального тепла навколишнього середовища (води, ґрунту, повітря) за допомогою теплонасосних установок (ТНУ). Економічна доцільність використання ТНУ підтверджується світовим досвідом. У ТНУ при витраті одиниці електричної енергії виробляються 3-4 еквівалентні одиниці теплової енергії, отже, їхнє застосування в кілька разів вигідніше, ніж пряме електричне нагрівання. Вони успішно конкурують і з паливними установками. В розвинених країнах сьогодні ТНУ є найбільш поширеною системою опалення та кондиціювання. Поштовхом до їх розвитку були світові енергетичні кризи 1973 та 1978 рр. На початку свого впровадження ТНУ встановлювались в будинках вищої цінової групи та підвищеної комфортності, але за рахунок застосування сучасних технологій та масового виробництва зараз ТНУ доступні середньому класу. Вони встановлюються в нових будівлях або замінюють застаріле обладнання зі збереженням або незначною модифікацією попередньої опалювальної системи. Найбільше розповсюдження ТНУ набули в США (їхня встановлена потужність становить 4800 МВт), Швейцарії (500 МВт), Канаді (380 МВт), Швеції (377 МВт), Німеччині (344 МВт), Австрії (228 МВт) та ін.
У США щорічно виробляється біля 1 млн. теплових насосів, в Японії - біля 3 млн. У Швеції 50% всього опалення забезпечують теплові насоси, у тому числі 12% всього опалення Стокгольма забезпечують ТНУ загальною потужністю 320 МВт, що використовують тепло Балтійського моря. В 2001 році у Швейцарії в кожному третьому новозбудованому будинку встановлювався ТНУ. У будинку Президента США Джорджа Буша в Техасі у 2001 р. встановлено геотермальний тепловий насос, що дозволило зменшити витрати на опалення та кондиціювання на 75%.
В останні роки спостерігається відродження інтересу до створення й використання малих ГЕС. Вони одержують у багатьох країнах все більше поширення на новій, більш високій технічній основі, пов'язаній, зокрема, з повною автоматизацією їхньої роботи при дистанційному керуванні.
Набагато меншим є практичне застосування приливної енергії. У світі існує тільки одна велика приливна електростанція (ПЕС) потужністю 240 МВт (Ранс, Франція). Ще менше використовується енергія морських хвиль. Цей спосіб використання ВЕД перебуває в стадії початкового експериментування.
Загальною рисою розвитку ВДЕ є постійне зниження собівартості енергії, що виробляється, завдяки удосконаленню технологій. Так, собівартість 1 кВтг електроенергії, що виробляється ВЕУ, з 1980-х років до теперішнього часу знизилася з 0,38 дол. до 0,03-0,035 дол. У той же час, для електроенергії, що виробляється за рахунок природного газу, відповідний показник зріс з 0,015 дол. до 0,055 дол.
Інвестиції в альтернативну енергетику з кожним роком зростають і сьогодні вони становлять чверть усіх світових інвестицій в енергетичну галузь. У 2004 р. приблизно 9,5 млрд дол. було інвестовано у вітрову енергетику (31,6% від загального обсягу інвестицій в альтернативну енергетику), 7 млрд дол. – у сонячні сітьові енергогенератори (23,3%), 4,5 млрд дол. – в малу гідроенергетику (15%), 4 млрд дол. – у сонячні установки для нагрівання води і обігріву житла (13,3%), 5 млрд дол. – у геотермальні установки і виробництво біопалива.
Однак, незважаючи на наявність значних переваг, внесок ВДЕ в заміщення органічного палива поки досить обмежений. Їхня частка в загальносвітовому енергоспоживанні становить зараз близько 11% (без врахування гідроенергетики), з яких 95% доводиться на біомасу, яка у своїй більшості спалюється.
Прогнози МЕА свідчать про те, що ВДЕ будуть у перспективі найбільш динамічно розвинутою кладовою світового паливно-енергетичного господарства. Використання ВДЕ до 2030 року збільшиться майже в 5 разів, виробництво на них електроенергії зросте більш ніж на порядок. Однак їхня частка в загальному енергобалансі залишиться невеликою.
Причину такого становища експерти бачать в низькій конкурентоспроможності ВДЕ на ринку енергогенеруючих технологій. Поки ж питомі капітальні витрати й собівартість виробництва електроенергії на станціях на органічному паливі істотно нижчі, ніж на станціях на базі ВДЕ. До того ж нижня цінова границя питомої вартості ВДЕ характерна в основному для дослідних, а не промислових зразків установок ВДЕ, а також для практично ідеальних природних умов, які є далеко не скрізь.
Водночас технології на ВДЕ (за виключенням тих, що використовують біомасу) є безпаливними. При цьому експлуатаційні витрати для технологій на ВДЕ за різними оцінками нижче експлуатаційних витрат для технологій на органічному паливі. Це означає, що собівартість виробництва електроенергії на ВДЕ визначається в основному інвестиційною складовою.
У додатку 5 наведено прогноз щодо собівартості виробництва електроенергії та питомих капітальних витрат з використанням ВДЕ та традиційної енергетики на період до 2050 р. Наведені в таблиці дані свідчать, що перспективи зниження питомих капітальних витрат у створення установок на ВДЕ для більшості відновлюваних джерел (за винятком сонячної фотоелектрики) не дуже гарні: нижня границя вартості одиниці потужності за 45 років знизиться в середньому на 10—20%. Втім, загальновідомим є той факт, що зі зростанням випуску будь-якої продукції собівартість її знижується.
За даними МЕА, при подвоєнні потужностей ВДЕ їхня питома вартість знижується на 5% (для сонячної фотоелектрики – на 18%). Слід зазначити, що вартісні характеристики окремих ВДЕ за останні роки значно покращилися, однак стартова площадка була настільки низькою, що досягнуті результати не дозволяють забезпечити їхню бажану конкурентоспроможність. І поки що інвестори не поспішають вкладати кошти в технології, більш дорогі в порівнянні із традиційними.
Існує також ряд інших бар'єрів, які не є ні економічними, ні технічними, проте можуть відкласти або обмежити розробку й розгортання на ринку нових енергетичних технологій. Такі бар'єри можуть приймати різні форми, включаючи правила планування й ліцензування, недолік інформації й освіти, регулювання охорони здоров'я й безпеки та недолік координації в різних секторах. Реалізація на практиці існуючого потенціалу перспективних технологій вимагає уваги й подолання цих бар'єрів. Для цього необхідно зробити технологічний прорив у зниженні вартості праці й матеріалів при створенні обладнання для ВДЕ й всебічна підтримка їхнього широкого ринкового впровадження (перш за все, підтримка держави).
За висновками експертів МЕА, нові нетрадиційні енергетичні технології, що існують вже сьогодні або перебувають на стадії технологічного доопрацювання, здатні направити світ до стійкого енергетичного забезпечення. Втім, для подолання перешкод на шляху їх розвитку потрібні чітко сплановані програми наукових досліджень і розробок. Це принципово важливо для розвитку багатьох нових енергетичних технологій та зниження їх собівартості. Існує нагальна потреба у стабілізації фінансування енергетичних наукових досліджень і розробок та практичної їх підтримки, у тому числі і на урядовому рівні. Урядам необхідно створити стабільне й прогнозоване правове, нормативне й політичне середовище, що створюватиме стимули для розвитку низьковуглецевих технологій.