Enerxías renovablesé a enerxía producida a partir dos recursos naturais da Terra, aqueles que se poden repoñer máis rápido do que se consumen. Exemplos comúns inclúen enerxía solar, enerxía hidráulica e enerxía eólica. O cambio a estas fontes de enerxía renovables é fundamental para loitar contracambio climático.
Hoxe, unha variedade de incentivos e subvencións axudan a que as empresas poidan apoiarse en recursos renovables como fonte de enerxía estable para axudar a paliar a crise climática. Pero a próxima xeración de enerxía limpa require máis que un simple incentivo, precisa tecnoloxía innovadora para mellorar a eficiencia enerxética e a xeración de enerxía para axudar ao mundo a alcanzarneto-ceroemisións.
Solar
A conversión da luz solar en enerxía eléctrica ocorre de dúas formas: solar fotovoltaica (PV) ou concentrando enerxía solar-térmica (CSP). O método máis común, a fotovoltaica solar, recolle a luz solar mediante paneis solares, convértea en enerxía eléctrica e almacénaa en baterías para unha variedade de usos.
Debido á diminución dos prezos dos materiais e aos avances nos procesos de instalación, o custo da enerxía solar baixou case un 90 % durante a última década, o que a fai máis accesible e rendible. e paneis solares máis flexibles, potentes e eficientes que poden xerar electricidade incluso durante períodos de pouca luz solar.
A xeración de enerxía solar depende de sistemas de almacenamento de enerxía (ESS) para unha distribución consistente, polo que a medida que aumenta a capacidade de xeración, os sistemas de almacenamento deben seguir o ritmo. Por exemplo, estase mellorando a tecnoloxía de batería de fluxo para soportar o almacenamento de enerxía a escala da rede. Unha forma de baixo custo, fiable e escalable de ESS, as baterías de fluxo poden albergar centos de megavatios hora de electricidade cunha soa carga. Isto permite ás empresas de servizos públicos almacenar enerxía a longo prazo durante períodos de baixa ou non produción, axudando a xestionar a carga e crear unha rede eléctrica estable e resistente.
Ampliar as capacidades de ESS faise cada vez máis importantedescarbonizaciónesforzos e un futuro de enerxía limpa a medida que se amplía a capacidade de enerxía renovable. Segundo a Axencia Internacional da Enerxía (AIE), só en 2023, as enerxías renovables aumentaron a súa capacidade global nun 50%, sendo as tres cuartas partes desa capacidade solar fotovoltaica. E no período comprendido entre 2023 e 2028, espérase que a capacidade de electricidade renovable creza en 7.300 gigavatios coa enerxía solar fotovoltaica e o uso eólico terrestre que se prevé que polo menos se dupliquen os niveis actuais na India, Brasil, Europa e Estados Unidos ata 2028.2
Vento
Os humanos levamos xeracións empregando a enerxía eólica para xerar enerxía mecánica e eléctrica. Como fonte de enerxía limpa, sostible e rendible, a enerxía eólica ofrece un inmenso potencial para aumentar a transición ás enerxías renovables en todo o mundo cun impacto mínimo para os ecosistemas. Segundo a previsión da AIE, espérase que a xeración de electricidade eólica se duplique ata os 350 gigavatios (GW) para 20283 e o mercado de enerxía renovable de China aumentará un 66% só en 2023.4
Os aeroxeradores evolucionaron dende a pequena escala, como os muíños de vento para uso doméstico, ata a escala de utilidade para parques eólicos. Pero algúns dos desenvolvementos máis emocionantes da tecnoloxía eólica están na xeración de enerxía eólica offshore, con moitos proxectos eólicos offshore que navegan en augas máis profundas. Están a desenvolverse parques eólicos a gran escala para aproveitar ventos offshore máis fortes para duplicar potencialmente a capacidade de enerxía eólica offshore. En setembro de 2022, a Casa Branca anunciou plans para implantar 30 GW de enerxía eólica mariña flotante para 2030. Esta iniciativa prevé proporcionar enerxía limpa a 10 millóns de fogares máis, axudar a reducir os custos enerxéticos, apoiar os empregos de enerxía limpa e reducir aínda máis a dependencia do país. sobre os combustibles fósiles.5
A medida que se integra máis enerxía limpa nas redes eléctricas, a previsión da produción de enerxía renovable faise fundamental para xestionar un subministro eléctrico estable e resistente.Previsión de enerxías renovablesé unha solución construídaAI, sensores,aprendizaxe automática,datos xeoespaciais, análises avanzadas, os mellores datos meteorolóxicos da súa clase e moito máis para xerar previsións precisas e coherentes de recursos de enerxía renovable variables como o vento. As previsións máis precisas axudan aos operadores a integrar máis tecnoloxías de enerxía renovable na rede eléctrica. Melloran a súa eficiencia e fiabilidade proxectando mellor cando aumentar ou baixar a produción, reducindo os custos operativos. Por exemplo, Omega Energiaaumento da utilización de enerxías renovables mellorando a precisión das previsións—15% para eólica e 30% para solar. Estas melloras axudaron a aumentar a eficiencia do mantemento e minimizar os custos operativos.
Energía hidráulica
Os sistemas de enerxía hidroeléctrica utilizan o movemento da auga, incluíndo o caudal dos ríos e regatos, a enerxía mariña e das mareas, os encoros e as presas para facer xirar turbinas para xerar electricidade. Segundo a IEA, a hidroeléctrica seguirá sendo o maior provedor de enerxía limpa ata 2030 con novas tecnoloxías interesantes no horizonte.6
Por exemplo, as hidroeléctricas a pequena escala usan mini e microredes para proporcionar enerxía renovable ás zonas rurais e ás áreas nas que é posible que non sexa viable unha infraestrutura máis grande (como as presas). Usando unha bomba, turbina ou roda hidráulica para converter o fluxo natural de pequenos ríos e regatos en electricidade, a hidroeléctrica a pequena escala proporciona unha fonte de enerxía sostible cun impacto mínimo para os ecosistemas locais. En moitos casos, as comunidades poden conectarse a unha rede centralizada e vender o exceso de enerxía producida.
En 2021, o Laboratorio Nacional de Enerxías Renovables (NREL) colocou tres turbinas feitas dun novo material composto termoplástico que é menos corroída e máis reciclable que os materiais tradicionais no East River da cidade de Nova York. As novas turbinas xeraron a mesma cantidade de enerxía no mesmo tempo que as súas predecesoras, pero sen danos estruturais perceptibles.7 Aínda son necesarias probas de condicións extremas, pero este material reciclable de baixo custo ten o potencial de revolucionar o mercado da enerxía hidroeléctrica se adoptado para un uso xeneralizado.
Xeotérmica
As centrais xeotérmicas (a gran escala) e as bombas de calor xeotérmicas (GHP) (a pequena escala) converten a calor do interior da Terra en electricidade mediante vapor ou hidrocarburos. A enerxía xeotérmica era unha vez dependente da localización, requirindo acceso a depósitos xeotérmicos situados nas profundidades da codia terrestre. As últimas investigacións están a axudar a que a xeotérmica sexa máis agnóstica da localización.
Os sistemas xeotérmicos mellorados (EGS) levan a auga necesaria desde debaixo da superficie terrestre ata onde non está, permitindo a produción de enerxía xeotérmica en lugares de todo o mundo onde antes non era posible. E a medida que a tecnoloxía ESG evoluciona, aproveitar o inesgotable subministro de calor da Terra ten o potencial de proporcionar cantidades ilimitadas de enerxía limpa e de baixo custo para todos.
Biomasa
A bioenerxía xérase a partir da biomasa que consiste en materia orgánica como plantas e algas. Aínda que a biomasa adoita disputarse como verdadeiramente renovable, a bioenerxía actual é unha fonte de enerxía case cero.
Os desenvolvementos dos biocombustibles, incluídos o biodiésel e o bioetanol, son particularmente interesantes. Investigadores en Australia están a explorar a conversión de materia orgánica en combustibles de aviación sostibles (SAF). Isto podería axudar a reducir as emisións de carbono do combustible a reacción ata un 80%.8 Nos Estados Unidos, a Oficina de Tecnoloxías de Bioenerxía (DOE) dos Estados Unidos (DOE) está a desenvolver tecnoloxía para axudar a reducir os custos e os impactos ambientais da produción de bioenerxía e bioprodutos ao mesmo tempo que mellora a súa produción. calidade.9
Tecnoloxía para apoiar o futuro das enerxías renovables
Unha economía de enerxía limpa depende de fontes de enerxía renovables que son vulnerables aos factores ambientais e, a medida que se incorporan máis ás redes eléctricas, a tecnoloxía para axudar a xestionar eses riscos é fundamental. IBM Environmental Intelligence pode axudar ás organizacións a aumentar a resiliencia e a sustentabilidade anticipando posibles interrupcións e reducindo de forma proactiva o risco nas operacións e nas cadeas de subministración estendidas.
1 Os combustibles fósiles "quedan obsoletos" a medida que os prezos das placas solares caen en picado(a ligazón reside fóra de ibm.com), The Independent, 27 de setembro de 2023.
2 A expansión masiva da enerxía renovable abre a porta para acadar o obxectivo global de triplicación establecido na COP28(link resides outside ibm.com), Axencia Internacional da Enerxía, 11 de xaneiro de 2024.
3Vento(link resides outside ibm.com), Axencia Internacional da Enerxía, 11 de xullo de 2023.
4Renovables - Electricidade(link resides outside ibm.com), International Energy Agency, xaneiro de 2024.
5Novas accións para expandir a enerxía eólica offshore dos EUA(a ligazón reside fóra de ibm.com), A Casa Branca, 15 de setembro de 2022.
6Hidroelectricidade(a ligazón reside fóra de ibm.com), Axencia Internacional da Enerxía, 11 de xullo de 2023.
710 logros significativos da enerxía hídrica a partir de 2021(link resides outside ibm.com), National Renewable Energy Laboratory, 18 de xaneiro de 2022.
8 Para impulsar un futuro construído para a vida(a ligazón reside fóra de ibm.com), Jet Zero Australia, consultada o 11 de xaneiro de 2024.
9Recursos renovables de carbono(link reside outside ibm.com), Office of Energy Efficiency and Renewable Energy, consultado o 28 de decembro de 2023.
Hora de publicación: 31-Oct-2024