Obnovitelná energieje energie vyrobená z přírodních zdrojů Země, které lze doplnit rychleji, než jsou spotřebovány. Mezi běžné příklady patří solární energie, vodní energie a větrná energie. Přechod na tyto obnovitelné zdroje energie je klíčem k boji protiklimatické změny.
Různé pobídky a dotace dnes pomáhají firmám snadněji se opřít o obnovitelné zdroje jako stabilní zdroj energie, který pomůže zmírnit klimatickou krizi. Ale příští generace čisté energie vyžaduje víc než jen pobídky, potřebuje inovativní technologii ke zlepšení energetické účinnosti a výroby energie, která pomůže světu dosáhnoutčistá nulaemisí.
Sluneční
Přeměna slunečního světla na elektrickou energii se děje dvěma způsoby – solární fotovoltaikou (PV) nebo koncentrováním solárně-tepelné energie (CSP). Nejběžnější metoda, solární FV, shromažďuje sluneční světlo pomocí solárních panelů, přeměňuje ji na elektrickou energii a ukládá ji do baterií pro různé účely.
Kvůli klesajícím cenám materiálů a pokrokům v instalačních procesech klesly náklady na solární energii za poslední desetiletí téměř o 90 %, což ji učinilo dostupnější a nákladově efektivnější.1 Další generace solární fotovoltaické technologie, která vyrábí lehčí energii, to podporuje. a flexibilnější, výkonnější a účinnější solární panely, které dokážou vyrábět elektřinu i v obdobích slabého slunečního záření.
Výroba solární energie závisí na systémech skladování energie (ESS) pro konzistentní distribuci – takže s rostoucí výrobní kapacitou musí systémy skladování držet krok. Vylepšuje se například technologie průtokových baterií, která podporuje ukládání energie v síti. Nízkonákladová, spolehlivá a škálovatelná forma průtokových baterií ESS dokáže pojmout stovky megawatthodin elektřiny na jedno nabití. To umožňuje energetickým společnostem ukládat energii dlouhodobě po dobu nízké nebo neprodukované produkce, což pomáhá řídit zátěž a vytvářet stabilní a odolnou elektrickou síť.
Rozšíření schopností ESS se stává stále důležitějšídekarbonizaceúsilí a budoucnost čisté energie s rozšiřováním kapacity obnovitelné energie. Podle Mezinárodní energetické agentury (IEA) jen v roce 2023 obnovitelná energie zvýšila svou globální kapacitu o 50 %, přičemž tři čtvrtiny této kapacity tvořily solární fotovoltaické elektrárny. A v období mezi 2023 a 2028 se očekává, že kapacita obnovitelné elektřiny vzroste o 7 300 gigawattů, přičemž se očekává, že využití solární fotovoltaiky a větrné energie na pevnině se minimálně zdvojnásobí oproti současné úrovni v Indii, Brazílii, Evropě a USA do roku 2028.2
Vítr
Lidé již po generace využívají větrnou energii k výrobě mechanické a elektrické energie. Jako čistý, udržitelný a nákladově efektivní zdroj energie nabízí větrná energie obrovský potenciál pro zvýšení přechodu na obnovitelné zdroje energie po celém světě s minimálním dopadem na ekosystémy. Na základě prognózy IEA se očekává, že se výroba větrné elektřiny do roku 2028 více než zdvojnásobí na 350 gigawattů (GW)3, přičemž čínský trh s obnovitelnými zdroji energie vzroste jen v roce 2023 o 66 %.4
Větrné turbíny se vyvinuly od malých, jako jsou větrné mlýny pro domácí použití, až po užitkové elektrárny pro větrné farmy. Ale některé z nejzajímavějších vývojů ve větrné technologii jsou ve výrobě větrné energie na moři, přičemž mnoho projektů zaměřených na větrnou energii na moři směřuje do hlubších vod. Velké větrné farmy jsou vyvíjeny, aby využily silnější pobřežní větry a potenciálně zdvojnásobily kapacitu větrné energie na moři. V září 2022 Bílý dům oznámil plány na nasazení 30 GW plovoucí pobřežní větrné energie do roku 2030. Tato iniciativa má zajistit 10 milionům více domácností čistou energii, pomůže snížit náklady na energii, podpoří pracovní místa v čisté energii a dále sníží závislost země o fosilních palivech.5
Vzhledem k tomu, že do energetických sítí je integrováno více čisté energie, předpovídání výroby energie z obnovitelných zdrojů se stává zásadní pro řízení stabilní a odolné dodávky elektřiny.Prognóza obnovitelných zdrojůje řešení postavené naAI, senzory,strojové učení,geoprostorová data, pokročilé analýzy, nejlepší údaje o počasí ve své třídě a další pro generování přesných a konzistentních předpovědí pro proměnlivé obnovitelné zdroje energie, jako je vítr. Přesnější předpovědi pomáhají operátorům integrovat více technologií obnovitelné energie do elektrické sítě. Zlepšují jeho efektivitu a spolehlivost díky lepšímu plánování, kdy zvýšit nebo snížit výrobu, čímž snižují provozní náklady. Například Omega Energiazvýšení využití obnovitelných zdrojů zlepšením přesnosti prognóz—15 % pro vítr a 30 % pro solární energii. Tato vylepšení pomohla zvýšit efektivitu údržby a minimalizovat provozní náklady.
Vodní energie
Vodní energetické systémy využívají pohyb vody včetně toku řek a potoků, námořní a přílivovou energii, nádrže a přehrady k roztočení turbín k výrobě elektřiny. Podle IEA zůstane vodní energie do roku 2030 největším poskytovatelem čisté energie s novými vzrušujícími technologiemi na obzoru.6
Například malé vodní elektrárny využívají minisítě a mikrosítě k poskytování obnovitelné energie venkovským oblastem a oblastem, kde větší infrastruktura (jako jsou přehrady) nemusí být proveditelná. Pomocí čerpadla, turbíny nebo vodního kola k přeměně přirozeného toku malých řek a potoků na elektřinu poskytuje malé vodní elektrárny udržitelný zdroj energie s minimálním dopadem na místní ekosystémy. V mnoha případech se komunity mohou připojit do centralizované sítě a prodat zpět přebytečnou vyrobenou elektřinu.
V roce 2021 umístila National Renewable Energy Laboratory (NREL) do East River v New Yorku tři turbíny vyrobené z nového termoplastického kompozitního materiálu, který je méně korozivní a lépe recyklovatelný než tradiční materiály. Nové turbíny vygenerovaly stejné množství energie za stejnou dobu jako jejich předchůdci, ale bez zjevného strukturálního poškození.7 Testování v extrémních podmínkách je stále nutné, ale tento levný, recyklovatelný materiál má potenciál způsobit revoluci na trhu s vodní energií, pokud přijat pro široké použití.
Geotermální
Geotermální elektrárny (velké) a geotermální tepelná čerpadla (GHP) (malá) přeměňují teplo z nitra Země na elektřinu pomocí páry nebo uhlovodíků. Geotermální energie byla kdysi závislá na poloze – vyžadovala přístup ke geotermálním nádržím hluboko pod zemskou kůrou. Nejnovější výzkum pomáhá, aby geotermální zdroje byly více agnostické.
Vylepšené geotermální systémy (EGS) přivádějí potřebnou vodu z pod zemského povrchu tam, kde není, a umožňují tak produkci geotermální energie na místech po celém světě, kde to dříve nebylo možné. A jak se technologie ESG vyvíjí, využívání nevyčerpatelných zásob tepla Země má potenciál poskytnout neomezené množství čisté a levné energie pro všechny.
Biomasa
Bioenergie se vyrábí z biomasy, která se skládá z organického materiálu, jako jsou rostliny a řasy. Ačkoli je biomasa často zpochybňována jako skutečně obnovitelná, dnešní bioenergie je téměř nulovým zdrojem energie.
Zvláště vzrušující je vývoj v oblasti biopaliv, včetně bionafty a bioetanolu. Výzkumníci v Austrálii zkoumají přeměnu organického materiálu na udržitelná letecká paliva (SAF). To by mohlo pomoci snížit emise uhlíku z tryskových paliv až o 80 %.8 Úřad pro bioenergetické technologie (BETO) amerického ministerstva energetiky (DOE) vyvíjí technologii, která pomůže snížit náklady a dopady výroby bioenergie a bioproduktů na životní prostředí a zároveň zlepšit jejich kvalita.9
Technologie na podporu budoucnosti obnovitelné energie
Ekonomika čisté energie se opírá o obnovitelné zdroje energie, které jsou zranitelné vůči environmentálním faktorům, a protože je do energetických sítí začleňováno více, technologie, která pomáhá tato rizika zvládat, je zásadní. IBM Environmental Intelligence může organizacím pomoci zvýšit odolnost a udržitelnost tím, že předvídá potenciální narušení a proaktivně snižuje rizika v rámci operací a rozšířených dodavatelských řetězců.
1 Fosilní paliva se „stávají zastaralými“, protože ceny solárních panelů prudce klesají(odkaz se nachází mimo ibm.com), The Independent, 27. září 2023.
2 Masivní rozšíření obnovitelné energie otevírá dveře k dosažení globálního trojnásobného cíle stanoveného na COP28(odkaz se nachází mimo ibm.com), Mezinárodní energetická agentura, 11. ledna 2024.
3Vítr(odkaz se nachází mimo ibm.com), Mezinárodní energetická agentura, 11. července 2023.
4Obnovitelné zdroje – elektřina(odkaz se nachází mimo ibm.com), Mezinárodní energetická agentura, leden 2024.
5Nové akce na rozšíření americké pobřežní větrné energie(odkaz se nachází mimo ibm.com), Bílý dům, 15. září 2022.
6Vodní elektřina(odkaz se nachází mimo ibm.com), Mezinárodní energetická agentura, 11. července 2023.
710 významných úspěchů v oblasti vodní energie od roku 2021(odkaz se nachází mimo ibm.com), National Renewable Energy Laboratory, 18. ledna 2022.
8 Pohánět budoucnost postavenou pro život(odkaz se nachází mimo ibm.com), Jet Zero Australia, přístupný 11. ledna 2024.
9Obnovitelné zdroje uhlíku(odkaz se nachází mimo ibm.com), Úřad pro energetickou účinnost a obnovitelné zdroje energie, přístupný 28. prosince 2023.
Čas odeslání: 31. října 2024