Vedvarende energier energi produceret fra Jordens naturressourcer, dem der kan genopbygges hurtigere end de forbruges. Almindelige eksempler omfatter solenergi, vandkraft og vindkraft. Skift til disse vedvarende energikilder er nøglen til kampen modklimaændringer.
I dag er en række forskellige incitamenter og subsidier med til at gøre det lettere for virksomheder at læne sig op af vedvarende ressourcer som en stabil kraftkilde for at hjælpe med at afhjælpe klimakrisen. Men den næste generation af ren energi kræver mere end blot incitament, den har brug for innovativ teknologi til at forbedre energieffektiviteten og energiproduktionen for at hjælpe verden med at nånetto-nulemissioner.
Solar
Konvertering af sollys til elektrisk energi sker på to måder - solcelleanlæg (PV) eller koncentrering af solvarmeenergi (CSP). Den mest almindelige metode, solcellepaneler, indsamler sollys ved hjælp af solpaneler, omdanner det til elektrisk energi og lagrer det i batterier til en række forskellige formål.
På grund af faldende materialepriser og fremskridt inden for installationsprocesser er omkostningerne til solenergi faldet næsten 90 % i løbet af det seneste årti, hvilket gør det mere tilgængeligt og omkostningseffektivt.1 Dette yderligere brændstof er den næste generation af solcelle-PV-teknologi, der producerer lettere og mere fleksible, kraftfulde og effektive solpaneler, der kan generere elektricitet selv i perioder med lavt sollys.
Solenergiproduktion er afhængig af energilagringssystemer (ESS) for ensartet distribution - så efterhånden som produktionskapaciteten øges, skal lagersystemer holde trit. For eksempel bliver flowbatteriteknologien forbedret for at understøtte energilagring i netskala. En lavpris, pålidelig og skalerbar form for ESS, flow-batterier kan rumme hundredvis af megawatt timers elektricitet på en enkelt opladning. Dette gør det muligt for forsyningsselskaber at lagre energi på lang sigt i perioder med lav eller ikke-produktion, hvilket hjælper med at styre belastningen og skabe et stabilt og modstandsdygtigt elnet.
Udvidelse af ESS-kapaciteter bliver stadig vigtigere fordekarboniseringindsats og en ren energifremtid, efterhånden som vedvarende energikapacitet udvides. Ifølge Det Internationale Energiagentur (IEA) øgede vedvarende energi alene i 2023 sin globale kapacitet med 50 %, hvor solcelleanlæg udgjorde tre fjerdedele af denne kapacitet. Og i perioden mellem 2023 og 2028 forventes vedvarende elektricitetskapacitet at vokse med 7.300 gigawatt med solceller og vindmølleforbrug på land, der forventes at være mindst fordoblet i forhold til det nuværende niveau i Indien, Brasilien, Europa og USA frem til 2028.2
Vind
Mennesker har brugt vindkraft til at generere mekanisk og elektrisk energi i generationer. Som en ren, bæredygtig og omkostningseffektiv energikilde tilbyder vindenergi et enormt potentiale til at øge overgangen til vedvarende energi på tværs af kloden med minimal indvirkning på økosystemerne. Baseret på IEA-prognosen forventes vindkraftproduktionen at blive mere end fordoblet til 350 gigawatt (GW) i 20283, hvor Kinas marked for vedvarende energi vil vokse med 66 % alene i 2023.4
Vindmøller har udviklet sig fra småskala, såsom vindmøller til husholdningsbrug, til brugsskala til vindmølleparker. Men nogle af de mest spændende udviklinger inden for vindteknologi er inden for offshore vindkraftproduktion, hvor mange havvindprojekter navigerer ind på dybere vand. Storskala vindmølleparker udvikles til at udnytte stærkere havvind til potentielt at fordoble havvindkraftkapaciteten. I september 2022 annoncerede Det Hvide Hus planer om at implementere 30 GW flydende havvindkraft inden 2030. Dette initiativ skal forsyne 10 millioner flere hjem med ren energi, hjælpe med at sænke energiomkostningerne, støtte rene energijob og yderligere reducere landets afhængighed på fossile brændstoffer.5
Efterhånden som mere ren energi integreres i elnettene, bliver forudsigelse af produktionen af vedvarende energi afgørende for at styre en stabil, modstandsdygtig elforsyning.Forudsigelse af vedvarende energier en løsning bygget påAI, sensorer,maskinlæring,geospatiale data, avancerede analyser, klassens bedste vejrdata og mere til at generere nøjagtige, ensartede prognoser for variable vedvarende energiressourcer som vind. Mere præcise prognoser hjælper operatører med at integrere flere vedvarende energiteknologier i elnettet. De forbedrer effektiviteten og pålideligheden ved bedre at vise, hvornår produktionen skal skrues op eller ned, hvilket reducerer driftsomkostningerne. For eksempel Omega Energiaøget udnyttelse af vedvarende energi ved at forbedre prognosenøjagtigheden—15 % for vind og 30 % for sol. Disse forbedringer hjalp med at øge vedligeholdelseseffektiviteten og minimere driftsomkostningerne.
Vandkraft
Vandkraftenergisystemer bruger vandbevægelse, herunder flod- og strømstrøm, hav- og tidevandsenergi, reservoirer og dæmninger til at spinde turbiner for at generere elektricitet. Ifølge IEA vil hydro forblive den største leverandør af ren energi frem til 2030 med spændende nye teknologier i horisonten.6
For eksempel bruger små vandkraftværker mini- og mikronet til at levere vedvarende energi til landdistrikter og områder, hvor større infrastruktur (såsom dæmninger) måske ikke er gennemførlig. Ved at bruge en pumpe, turbine eller vandhjul til at omdanne den naturlige strøm af små floder og vandløb til elektricitet, giver småskala vandkraft en bæredygtig energikilde med minimal indvirkning på lokale økosystemer. I mange tilfælde kan lokalsamfund tilslutte sig et centraliseret net og sælge overskydende strøm tilbage.
I 2021 placerede National Renewable Energy Laboratory (NREL) tre turbiner lavet af et nyt termoplastisk kompositmateriale, der er mindre korroderbart og mere genanvendeligt end traditionelle materialer i New York Citys East River. De nye møller genererede den samme mængde energi på samme tid som deres forgængere, men uden nogen synlige strukturelle skader.7 Ekstrem tilstandstest er stadig nødvendig, men dette billige, genanvendelige materiale har potentialet til at revolutionere vandkraftmarkedet, hvis vedtaget til udbredt brug.
Geotermisk
Geotermiske kraftværker (storskala) og geotermiske varmepumper (GHP'er) (småskala) omdanner varme fra Jordens indre til elektricitet ved hjælp af damp eller kulbrinte. Geotermisk energi var engang lokalitetsafhængig - hvilket krævede adgang til geotermiske reservoirer dybt under jordskorpen. Den seneste forskning er med til at gøre geotermien mere lokationsagnostisk.
Forbedrede geotermiske systemer (EGS) bringer det nødvendige vand fra under jordens overflade, hvor det ikke er, hvilket muliggør geotermisk energiproduktion på steder rundt om på kloden, hvor det tidligere ikke var muligt. Og efterhånden som ESG-teknologien udvikler sig, har udnyttelse af Jordens uudtømmelige varmeforsyning potentialet til at give ubegrænsede mængder ren, billig energi til alle.
Biomasse
Bioenergi genereres af biomasse, som består af organisk materiale som planter og alger. Selvom biomasse ofte diskuteres som virkelig vedvarende, er nutidens bioenergi en næsten nul-emissionskilde til energi.
Udviklingen inden for biobrændstoffer, herunder biodiesel og bioethanol, er særligt spændende. Forskere i Australien udforsker at omdanne organisk materiale til bæredygtigt flybrændstof (SAF). Dette kan hjælpe med at reducere kulstofemissioner fra flybrændstof med op til 80%.8 Stateside, US Department of Energy's (DOE) Bioenergy Technologies Office (BETO) udvikler teknologi, der hjælper med at reducere omkostningerne og miljøpåvirkningerne af bioenergi og bioproduktproduktion og samtidig forbedre deres kvalitet.9
Teknologi til at understøtte fremtiden for vedvarende energi
En ren energiøkonomi er afhængig af vedvarende energikilder, der er sårbare over for miljøfaktorer, og da flere er inkorporeret i elnettene, er teknologi til at hjælpe med at håndtere disse risici afgørende. IBM Environmental Intelligence kan hjælpe organisationer med at øge modstandskraften og bæredygtigheden ved at forudse potentielle forstyrrelser og proaktivt reducere risikoen gennem hele driften og udvidede forsyningskæder.
1 Fossile brændstoffer 'ved at blive forældede', da priserne på solpaneler styrtdykker(linket findes uden for ibm.com), The Independent, 27. september 2023.
2 Massiv udvidelse af vedvarende energi åbner døren til at nå det globale tredoblingsmål, der blev sat på COP28(linket findes uden for ibm.com), International Energy Agency, 11. januar 2024.
3Vind(linket findes uden for ibm.com), International Energy Agency, 11. juli 2023.
4Vedvarende energi – elektricitet(linket findes uden for ibm.com), International Energy Agency, januar 2024.
5Nye tiltag for at udvide amerikansk offshore vindenergi(linket findes uden for ibm.com), Det Hvide Hus, 15. september 2022.
6Vandkraft(linket findes uden for ibm.com), International Energy Agency, 11. juli 2023.
710 væsentlige vandkraftpræstationer fra 2021(linket findes uden for ibm.com), National Renewable Energy Laboratory, 18. januar 2022.
8 At drive en fremtid bygget til livet(linket findes uden for ibm.com), Jet Zero Australia, tilgået 11. januar 2024.
9Vedvarende kulstofressourcer(linket findes uden for ibm.com), Office of Energy Efficiency and Renewable Energy, tilgået 28. december 2023.
Indlægstid: 31. oktober 2024