Taastuvenergiaon Maa loodusvaradest toodetud energia, mida saab kiiremini täiendada kui ära kulub. Levinud näited hõlmavad päikeseenergiat, hüdroenergiat ja tuuleenergiat. Nendele taastuvatele energiaallikatele üleminek on võitluses võtmetähtsusegakliimamuutused.
Tänapäeval aitavad mitmesugused stiimulid ja toetused ettevõtetel lihtsamini toetuda taastuvatele ressurssidele kui stabiilsele jõuallikale, mis aitab kliimakriisi leevendada. Kuid järgmise põlvkonna puhas energia nõuab enamat kui lihtsalt stiimulit, see vajab uuenduslikku tehnoloogiat, et parandada energiatõhusust ja elektritootmist, et aidata maailmas jõudaneto-nullheitkogused.
Päikeseenergia
Päikesevalguse muundamine elektrienergiaks toimub kahel viisil – päikese fotogalvaanika (PV) või päikese soojusenergia kontsentreerimisega (CSP). Kõige tavalisem meetod, päikeseenergia, kogub päikesepaneelide abil päikesevalgust, muundab selle elektrienergiaks ja salvestab selle mitmeks otstarbeks patareides.
Materjalide odavnemise ja paigaldusprotsesside edusammude tõttu on päikeseenergia hind viimase kümnendi jooksul langenud peaaegu 90%, muutes selle kättesaadavamaks ja kulutõhusamaks.1 Sellele annab veelgi rohkem energiat järgmise põlvkonna päikeseenergia tehnoloogia, mis toodab kergemini. ja paindlikumad, võimsamad ja tõhusamad päikesepaneelid, mis suudavad toota elektrit ka vähese päikesevalguse ajal.
Päikeseenergia tootmine tugineb järjepidevaks jaotamiseks energiasalvestussüsteemidele (ESS), nii et tootmisvõimsuse kasvades peavad salvestussüsteemid sammu pidama. Näiteks täiustatakse vooluaku tehnoloogiat, et toetada võrgus mastaabis energia salvestamist. Odav, usaldusväärne ja skaleeritav ESS-i vooluakud mahutavad ühe laadimisega sadu megavatt-tunde elektrit. See võimaldab kommunaalettevõtetel säilitada energiat pikaajaliselt madala või mittetootmise perioodidel, aidates hallata koormust ning luua stabiilse ja vastupidava elektrivõrgu.
ESS-i võimaluste laiendamine muutub üha olulisemaksdekarboniseeriminejõupingutusi ja puhta energia tulevikku, kui taastuvenergia võimsus suureneb. Rahvusvahelise Energiaagentuuri (IEA) andmetel suurendas ainuüksi 2023. aastal taastuvenergia oma ülemaailmset võimsust 50%, kusjuures päikeseenergia moodustas sellest võimsusest kolmveerandi. Ajavahemikul 2023–2028 peaks taastuvelektri võimsus kasvama 7300 gigavati võrra, kusjuures päikeseenergia ja maismaatuuleenergia kasutamine peaks 2028. aastani vähemalt kahekordistuma praegusest tasemest Indias, Brasiilias, Euroopas ja USAs.2
Tuul
Inimesed on tuuleenergiat kasutanud mehaanilise ja elektrienergia tootmiseks põlvkondade kaupa. Puhta, säästva ja kulutõhusa energiaallikana pakub tuuleenergia tohutut potentsiaali taastuvenergia ülemineku suurendamiseks kogu maailmas, avaldades ökosüsteemidele minimaalset mõju. IEA prognoosi kohaselt peaks tuuleelektri tootmine 2028. aastaks enam kui kahekordistuma 350 gigavatini (GW), kusjuures Hiina taastuvenergia turg kasvab ainuüksi 2023. aastal 66%.4
Tuuleturbiinid on arenenud väikesemahulistest, nagu kodumajapidamises kasutatavad tuulikud, tuuleparkide tarbeks. Kuid mõned tuuletehnoloogia kõige põnevamad arengud on seotud avamere tuuleenergia tootmisega, kusjuures paljud avamere tuuleprojektid liiguvad sügavamatesse vetesse. Arendatakse suuremahulisi tuuleparke, et kasutada tugevamaid avamere tuuli, et potentsiaalselt kahekordistada avamere tuuleenergia võimsust. 2022. aasta septembris teatas Valge Maja, et kavatseb 2030. aastaks kasutusele võtta 30 GW ujuvat avamere tuuleenergiat. Selle algatuse eesmärk on varustada veel 10 miljonit kodu puhta energiaga, aidata vähendada energiakulusid, toetada puhta energiaga töökohti ja veelgi vähendada riigi sõltuvust. fossiilkütustel.5
Kuna elektrivõrkudesse integreeritakse rohkem puhast energiat, muutub taastuvenergia tootmise prognoosimine stabiilse ja vastupidava elektrivarustuse haldamisel ülioluliseks.Taastuvenergia prognoosimineon lahendus, mis on üles ehitatudAI, andurid,masinõpe,georuumilised andmed, täiustatud analüütika, oma klassi parimad ilmaandmed ja palju muud, et luua täpseid ja järjepidevaid prognoose muutuvate taastuvenergiaressursside (nt tuule) kohta. Täpsemad prognoosid aitavad operaatoritel integreerida elektrivõrku rohkem taastuvenergia tehnoloogiaid. Need parandavad selle tõhusust ja töökindlust, prognoosides paremini, millal tootmist suurendada või vähendada, vähendades sellega tegevuskulusid. Näiteks Omega Energiasuurendas taastuvenergia kasutamist, parandades prognoosimise täpsust—15% tuulele ja 30% päikeseenergiale. Need täiustused aitasid tõsta hoolduse tõhusust ja minimeerida tegevuskulusid.
Hüdroenergia
Hüdroenergiasüsteemid kasutavad turbiinide pöörlemiseks elektri tootmiseks vee liikumist, sealhulgas jõgede ja ojade voolu, mere- ja loodete energiat, veehoidlaid ja tamme. IEA hinnangul jääb hüdroenergia suurimaks puhta energia pakkujaks kuni 2030. aastani ning silmapiiril on uusi põnevaid tehnoloogiaid.6
Näiteks väikesemahuline hüdroenergia kasutab mini- ja mikrovõrke, et varustada taastuvenergiat maapiirkondades ja piirkondades, kus suurem infrastruktuur (nt tammid) ei pruugi olla teostatav. Väikeste jõgede ja ojade loomuliku voolu elektrienergiaks muutmiseks pumba, turbiini või vesiratta abil on väikesemahuline hüdroenergia jätkusuutlik energiaallikas, millel on minimaalne mõju kohalikele ökosüsteemidele. Paljudel juhtudel saavad kogukonnad ühenduda tsentraliseeritud võrku ja müüa tagasi üleliigse toodetud võimsuse.
2021. aastal paigutas riiklik taastuvenergia labor (NREL) New Yorgi idajõkke kolm turbiini, mis on valmistatud uuest termoplastilisest komposiitmaterjalist, mis on traditsioonilistest materjalidest vähem korrodeeruv ja taaskasutatav. Uued turbiinid genereerisid sama palju energiat sama aja jooksul kui nende eelkäijad, kuid ilma märgatavate struktuurikahjustusteta.7 Ekstreemsete tingimuste katsetamine on endiselt vajalik, kuid see odav, taaskasutatav materjal võib hüdroenergia turgu muuta, kui vastu võetud laialdaseks kasutamiseks.
Maasoojus
Geotermilised elektrijaamad (suuremahulised) ja maasoojuspumbad (GHP-d) (väikesed) muudavad auru või süsivesinike abil Maa sisemuse soojust elektriks. Geotermiline energia oli kunagi asukohast sõltuv – see nõudis juurdepääsu sügaval maakoore all olevatele geotermilistele reservuaaridele. Viimased uuringud aitavad muuta geotermilise energia asukoha agnostilisemaks.
Täiustatud geotermilised süsteemid (EGS) toovad vajaliku vee maapinna alt sinna, kus seda pole, võimaldades geotermilise energia tootmist kohtades üle maailma, kus see varem polnud võimalik. ESG-tehnoloogia arenedes võib Maa ammendamatu soojusvaru ärakasutamine pakkuda kõigile piiramatus koguses puhast ja odavat energiat.
Biomass
Bioenergiat toodetakse biomassist, mis koosneb orgaanilisest materjalist, nagu taimed ja vetikad. Kuigi sageli vaieldakse, et biomass on tõeliselt taastuv, on tänapäeva bioenergia peaaegu nullheitega energiaallikas.
Eriti põnev on biokütuste, sealhulgas biodiisli ja bioetanooli areng. Austraalia teadlased uurivad orgaanilise materjali muutmist säästvaks lennukütuseks (SAF). See võib aidata vähendada lennukikütuse süsinikdioksiidi heitkoguseid kuni 80%.8 USA energeetikaministeeriumi (DOE) bioenergiatehnoloogiate büroo (BETO) töötab USA osariigis välja tehnoloogiat, mis aitab vähendada bioenergia ja biotoodete tootmise kulusid ja keskkonnamõjusid, parandades samal ajal nende tootmist. kvaliteet.9
Tehnoloogia taastuvenergia tuleviku toetamiseks
Puhta energiamajandus tugineb taastuvatele energiaallikatele, mis on keskkonnategurite suhtes tundlikud ja kuna neid on rohkem elektrivõrkudesse lülitatud, on tehnoloogia, mis aitab neid riske juhtida, ülioluline. IBM Environmental Intelligence võib aidata organisatsioonidel suurendada vastupidavust ja jätkusuutlikkust, ennetades võimalikke häireid ja vähendades ennetavalt riske kogu tegevuse ja laiendatud tarneahela jooksul.
1 Päikesepaneelide hinnalanguse tõttu on fossiilkütused vananenud(link asub väljaspool saiti ibm.com), The Independent, 27. september 2023.
2 Taastuvenergia massiline laienemine avab ukse COP28-l püstitatud ülemaailmse kolmekordistamise eesmärgi saavutamiseks(link asub väljaspool saiti ibm.com), Rahvusvaheline Energiaagentuur, 11. jaanuar 2024.
3Tuul(link asub väljaspool saiti ibm.com), Rahvusvaheline Energiaagentuur, 11. juuli 2023.
4Taastuvad energiaallikad – elekter(link asub väljaspool saiti ibm.com), Rahvusvaheline Energiaagentuur, jaanuar 2024.
5Uued meetmed USA avamere tuuleenergia laiendamiseks(link asub väljaspool saiti ibm.com), Valge Maja, 15. september 2022.
6Hüdroelekter(link asub väljaspool saiti ibm.com), Rahvusvaheline Energiaagentuur, 11. juuli 2023.
710 märkimisväärset veevarustuse saavutust alates 2021. aastast(link asub väljaspool saiti ibm.com), National Renewable Energy Laboratory, 18. jaanuar 2022.
8 Toita eluks ehitatud tulevikku(link asub väljaspool saiti ibm.com), Jet Zero Australia, juurdepääs 11. jaanuaril 2024.
9Taastuvad süsinikuressursid(link asub väljaspool saiti ibm.com), energiatõhususe ja taastuvenergia büroo, juurdepääs 28. detsembril 2023.
Postitusaeg: 31. oktoober 2024