Dyfodol ynni adnewyddadwy

Solar

Mae trosi golau haul yn ynni trydanol yn digwydd mewn dwy ffordd - ffotofoltäig solar (PV) neu ganolbwyntio pŵer solar-thermol (CSP). Mae'r dull mwyaf cyffredin, solar PV, yn casglu golau'r haul gan ddefnyddio paneli solar, yn ei drosi i ynni trydanol ac yn ei storio mewn batris at amrywiaeth o ddefnyddiau.

Oherwydd gostyngiad mewn prisiau deunyddiau a datblygiadau mewn prosesau gosod, mae cost ynni'r haul wedi gostwng bron i 90% dros y degawd diwethaf, gan ei wneud yn fwy hygyrch a chost-effeithiol.1 Tanwydd hyn ymhellach yw'r genhedlaeth nesaf o dechnoleg solar ffotofoltäig sy'n cynhyrchu ysgafnach. a phaneli solar mwy hyblyg, pwerus ac effeithlon a all gynhyrchu trydan hyd yn oed yn ystod cyfnodau o olau haul isel.

Mae cynhyrchu ynni solar yn dibynnu ar systemau storio ynni (ESS) i'w dosbarthu'n gyson - felly wrth i gapasiti cynhyrchu gynyddu, rhaid i systemau storio gadw i fyny. Er enghraifft, mae technoleg batri llif yn cael ei wella i gefnogi storio ynni ar raddfa grid. Math cost isel, dibynadwy a graddadwy o ESS, gall batris llif ddal cannoedd o oriau megawat o drydan ar un tâl. Mae hyn yn galluogi cyfleustodau i storio ynni yn y tymor hir am gyfnodau o gynhyrchu isel neu ddiffyg cynhyrchu, gan helpu i reoli llwyth a chreu grid pŵer sefydlog a gwydn.

Mae ymestyn galluoedd ESS yn dod yn fwyfwy pwysig idatgarboneiddioymdrechion a dyfodol ynni glân wrth i gapasiti ynni adnewyddadwy ehangu. Yn ôl yr Asiantaeth Ynni Rhyngwladol (IEA), yn 2023 yn unig, cynyddodd ynni adnewyddadwy ei allu byd-eang 50%, gyda PV solar yn cyfrif am dri chwarter y capasiti hwnnw. Ac yn y cyfnod rhwng 2023 a 2028, disgwylir i gapasiti trydan adnewyddadwy dyfu 7,300 gigawat a disgwylir i ddefnydd ffotofoltäig solar a gwynt ar y tir o leiaf ddyblu dros y lefelau presennol yn India, Brasil, Ewrop a'r Unol Daleithiau hyd at 2028.2.

Gwynt

Mae bodau dynol wedi bod yn defnyddio pŵer gwynt i gynhyrchu ynni mecanyddol a thrydanol ers cenedlaethau. Fel ffynhonnell ynni lân, gynaliadwy a chost-effeithiol, mae ynni gwynt yn cynnig potensial aruthrol i gynyddu’r trawsnewid ynni adnewyddadwy ar draws y byd gyda’r effaith leiaf bosibl ar ecosystemau. Yn seiliedig ar ragolygon yr IEA, disgwylir i gynhyrchu trydan gwynt fwy na dyblu i 350 gigawat (GW) erbyn 20283 gyda marchnad ynni adnewyddadwy Tsieina yn cynyddu 66% yn 2023 yn unig.4

Mae tyrbinau gwynt wedi datblygu o fod ar raddfa fach, fel melinau gwynt at ddefnydd y cartref, i raddfa cyfleustodau ar gyfer ffermydd gwynt. Ond mae rhai o'r datblygiadau mwyaf cyffrous mewn technoleg gwynt ym maes cynhyrchu ynni gwynt ar y môr, gyda llawer o brosiectau gwynt ar y môr yn mordwyo i ddyfroedd dyfnach. Mae ffermydd gwynt ar raddfa fawr yn cael eu datblygu i harneisio gwyntoedd cryfach ar y môr i ddyblu capasiti ynni gwynt ar y môr o bosibl. Ym mis Medi 2022, cyhoeddodd y Tŷ Gwyn gynlluniau i ddefnyddio 30 GW o ynni gwynt ar y môr fel y bo'r angen erbyn 2030. Disgwylir i'r fenter hon ddarparu ynni glân i 10 miliwn yn fwy o gartrefi, helpu i leihau costau ynni, cefnogi swyddi ynni glân a lleihau dibyniaeth y wlad ymhellach. ar danwydd ffosil.5

Wrth i fwy o ynni glân gael ei integreiddio i gridiau pŵer, mae rhagweld cynhyrchu ynni adnewyddadwy yn dod yn hanfodol i reoli cyflenwad trydan sefydlog, gwydn.Rhagolygon ynni adnewyddadwyyn ateb adeiladu arAI, synwyryddion,dysgu peirianyddol,data geo-ofodol, dadansoddeg uwch, data tywydd gorau yn y dosbarth a mwy i gynhyrchu rhagolygon cywir, cyson ar gyfer adnoddau ynni adnewyddadwy amrywiol fel gwynt. Mae rhagolygon mwy manwl gywir yn helpu gweithredwyr i integreiddio mwy o dechnolegau ynni adnewyddadwy i'r grid trydan. Maent yn gwella ei effeithlonrwydd a'i ddibynadwyedd trwy ragamcanu'n well pryd i gynyddu neu ostwng cynhyrchiant, gan leihau costau gweithredu. Er enghraifft, Omega Energiamwy o ddefnydd o ynni adnewyddadwy trwy wella cywirdeb rhagolygon—15% ar gyfer gwynt a 30% ar gyfer solar. Helpodd y gwelliannau hyn i hybu effeithlonrwydd cynnal a chadw a lleihau costau gweithredu.

Ynni dŵr

Mae systemau ynni dŵr yn defnyddio symudiad dŵr gan gynnwys llif afonydd a nentydd, ynni morol a llanw, cronfeydd dŵr ac argaeau i droelli tyrbinau i gynhyrchu trydan. Yn ôl yr IEA, hydro fydd y darparwr ynni glân mwyaf o hyd trwy 2030 gyda thechnolegau newydd cyffrous ar y gorwel.6

Er enghraifft, mae hydro ar raddfa fach yn defnyddio gridiau bach a micro i ddarparu ynni adnewyddadwy i ardaloedd gwledig ac ardaloedd lle mae’n bosibl nad yw seilwaith mwy (fel argaeau) yn ymarferol. Gan ddefnyddio pwmp, tyrbin neu olwyn ddŵr i drawsnewid llif naturiol afonydd a nentydd bach yn drydan, mae hydro ar raddfa fach yn darparu ffynhonnell ynni cynaliadwy heb fawr o effaith ar ecosystemau lleol. Mewn llawer o achosion, gall cymunedau gysylltu â grid canolog a gwerthu'r pŵer dros ben a gynhyrchir yn ôl.

Yn 2021, gosododd y Labordy Ynni Adnewyddadwy Cenedlaethol (NREL) dri thyrbin wedi'u gwneud o ddeunydd cyfansawdd thermoplastig newydd sy'n llai cyrydol ac yn fwy ailgylchadwy na deunyddiau traddodiadol yn Afon Dwyrain Dinas Efrog Newydd. Cynhyrchodd y tyrbinau newydd yr un faint o ynni yn yr un faint o amser â'u rhagflaenwyr ond heb unrhyw ddifrod strwythurol canfyddadwy.7 Mae angen profi cyflwr eithafol o hyd, ond mae gan y deunydd ailgylchu cost isel hwn y potensial i chwyldroi'r farchnad ynni dŵr os mabwysiadu ar gyfer defnydd eang.

Geothermol

Mae gweithfeydd pŵer geothermol (ar raddfa fawr) a phympiau gwres geothermol (GHPs) (ar raddfa fach) yn trosi gwres o du mewn y Ddaear yn drydan gan ddefnyddio stêm neu hydrocarbon. Ar un adeg roedd ynni geothermol yn dibynnu ar leoliad - yn gofyn am fynediad i gronfeydd geothermol yn ddwfn o dan gramen y Ddaear. Mae'r ymchwil diweddaraf yn helpu i wneud geothermol yn fwy agnostig lleoliad.

Mae systemau geothermol gwell (EGS) yn dod â'r dŵr angenrheidiol o dan wyneb y Ddaear i le nad yw, gan alluogi cynhyrchu ynni geothermol mewn mannau o gwmpas y byd lle nad oedd yn bosibl o'r blaen. Ac wrth i dechnoleg ESG ddatblygu, mae gan fanteisio ar gyflenwad dihysbydd y Ddaear o wres y potensial i ddarparu symiau di-ben-draw o ynni glân, cost isel i bawb.

Biomas

Cynhyrchir bio-ynni o fiomas sy'n cynnwys deunydd organig fel planhigion ac algâu. Er bod biomas yn aml yn cael ei ddadlau fel rhywbeth gwirioneddol adnewyddadwy, mae bio-ynni heddiw yn ffynhonnell ynni sydd bron yn ddim allyriadau.

Mae datblygiadau mewn biodanwyddau gan gynnwys biodiesel a bioethanol yn arbennig o gyffrous. Mae ymchwilwyr yn Awstralia yn archwilio troi deunydd organig yn danwydd hedfan cynaliadwy (SAF). Gallai hyn helpu i leihau allyriadau carbon tanwydd jet hyd at 80%.8 Ar ochr yr Unol Daleithiau, mae Swyddfa Technolegau Bio-ynni (BETO) Adran Ynni yr Unol Daleithiau (DOE) yn datblygu technoleg i helpu i leihau costau ac effeithiau amgylcheddol bio-ynni a chynhyrchu biogynnyrch tra'n gwella eu cynnyrch. ansawdd.9

Technoleg i gefnogi dyfodol ynni adnewyddadwy

Mae economi ynni glân yn dibynnu ar ffynonellau ynni adnewyddadwy sy'n agored i ffactorau amgylcheddol ac wrth i fwy gael eu hymgorffori mewn gridiau pŵer, mae technoleg i helpu i reoli'r risgiau hynny yn hollbwysig. Gall IBM Environmental Intelligence helpu sefydliadau i hybu gwydnwch a chynaliadwyedd trwy ragweld amhariadau posibl a lleihau risg yn rhagweithiol trwy gydol gweithrediadau a chadwyni cyflenwi estynedig.

1 Tanwydd ffosil yn 'dod yn anarferedig' wrth i brisiau paneli solar blymio(dolen y tu allan i ibm.com), The Independent, 27 Medi 2023.

2 Mae ehangu enfawr mewn pŵer adnewyddadwy yn agor drws i gyflawni nod treblu byd-eang a osodwyd yn COP28(dolen yn byw y tu allan i ibm.com), Asiantaeth Ynni Rhyngwladol, 11 Ionawr 2024.

3Gwynt(dolen y tu allan i ibm.com), Asiantaeth Ynni Rhyngwladol, 11 Gorffennaf 2023.

4Ynni Adnewyddadwy - Trydan(dolen y tu allan i ibm.com), Asiantaeth Ynni Rhyngwladol, Ionawr 2024.

5Camau Gweithredu Newydd i Ehangu Ynni Gwynt Alltraeth yr UD(dolen y tu allan i ibm.com), Y Tŷ Gwyn, 15 Medi 2022.

6Trydan dwr(dolen y tu allan i ibm.com), Asiantaeth Ynni Rhyngwladol, 11 Gorffennaf 2023.

710 Cyflawniad Pŵer Dŵr Arwyddocaol O 2021 ymlaen(dolen y tu allan i ibm.com), Labordy Ynni Adnewyddadwy Cenedlaethol, 18 Ionawr 2022.

8 I bweru dyfodol a adeiladwyd am oes(dolen y tu allan i ibm.com), Jet Zero Awstralia, cyrchwyd 11 Ionawr 2024.

9Adnoddau Carbon Adnewyddadwy(dolen y tu allan i ibm.com), Swyddfa Effeithlonrwydd Ynni ac Ynni Adnewyddadwy, cyrchwyd 28 Rhagfyr 2023.