नवीकरणीय ऊर्जा का भविष्य

सौर

सूर्य के प्रकाश को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करना दो तरीकों से होता है - सौर फोटोवोल्टिक (पीवी) या सांद्रित सौर-थर्मल ऊर्जा (सीएसपी)। सबसे आम विधि, सौर पीवी, सौर पैनलों का उपयोग करके सूर्य की रोशनी एकत्र करती है, इसे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करती है और विभिन्न उपयोगों के लिए बैटरी में संग्रहीत करती है।

सामग्री की घटती कीमतों और स्थापना प्रक्रियाओं में प्रगति के कारण, पिछले एक दशक में सौर ऊर्जा की लागत में लगभग 90% की गिरावट आई है, जिससे यह अधिक सुलभ और लागत प्रभावी हो गई है।1 इसे और अधिक ईंधन देने वाली सौर पीवी तकनीक की अगली पीढ़ी है जो हल्का उत्पादन कर रही है। और अधिक लचीले, शक्तिशाली और कुशल सौर पैनल जो कम धूप की अवधि के दौरान भी बिजली उत्पन्न कर सकते हैं।

सौर ऊर्जा उत्पादन निरंतर वितरण के लिए ऊर्जा भंडारण प्रणालियों (ईएसएस) पर निर्भर करता है - इसलिए जैसे-जैसे उत्पादन क्षमता बढ़ती है, भंडारण प्रणालियों को गति बनाए रखनी चाहिए। उदाहरण के लिए, ग्रिड-स्केल ऊर्जा भंडारण का समर्थन करने के लिए फ्लो बैटरी तकनीक में सुधार किया जा रहा है। ईएसएस का कम लागत वाला, विश्वसनीय और स्केलेबल रूप, फ्लो बैटरियां एक बार चार्ज करने पर सैकड़ों मेगावाट घंटे बिजली रख सकती हैं। यह उपयोगिताओं को कम या गैर-उत्पादन की अवधि के लिए ऊर्जा को लंबे समय तक संग्रहीत करने में सक्षम बनाता है, जिससे लोड को प्रबंधित करने और एक स्थिर और लचीला पावर ग्रिड बनाने में मदद मिलती है।

ईएसएस क्षमताओं का विस्तार करना तेजी से महत्वपूर्ण होता जा रहा हैडीकार्बोनाइजेशननवीकरणीय ऊर्जा क्षमता के विस्तार के रूप में प्रयास और स्वच्छ ऊर्जा का भविष्य। अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी (आईईए) के अनुसार, अकेले 2023 में, नवीकरणीय ऊर्जा ने अपनी वैश्विक क्षमता में 50% की वृद्धि की, जिसमें सौर पीवी उस क्षमता का तीन-चौथाई हिस्सा बना। और 2023 से 2028 के बीच की अवधि में, सौर पीवी के साथ नवीकरणीय बिजली क्षमता 7,300 गीगावाट बढ़ने की उम्मीद है और 2028.2 तक भारत, ब्राजील, यूरोप और अमेरिका में तटवर्ती पवन उपयोग वर्तमान स्तर से कम से कम दोगुना होने की उम्मीद है।

हवा

मनुष्य पीढ़ियों से यांत्रिक और विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए पवन ऊर्जा का उपयोग कर रहा है। ऊर्जा के एक स्वच्छ, टिकाऊ और लागत प्रभावी स्रोत के रूप में, पवन ऊर्जा पारिस्थितिक तंत्र पर न्यूनतम प्रभाव के साथ दुनिया भर में नवीकरणीय ऊर्जा संक्रमण को बढ़ाने की अपार क्षमता प्रदान करती है। आईईए के पूर्वानुमान के आधार पर, 20283 तक पवन बिजली उत्पादन दोगुना से अधिक 350 गीगावाट (जीडब्ल्यू) होने की उम्मीद है, अकेले 2023 में चीन का नवीकरणीय ऊर्जा बाजार 66% बढ़ जाएगा।4

पवन टरबाइन छोटे पैमाने से विकसित हुए हैं, जैसे कि घरेलू उपयोग के लिए पवन चक्कियाँ, पवन फार्मों के लिए उपयोगिता-पैमाने तक। लेकिन पवन प्रौद्योगिकी में सबसे रोमांचक विकासों में से कुछ अपतटीय पवन ऊर्जा उत्पादन में हैं, जिसमें कई अपतटीय पवन परियोजनाएं गहरे पानी में जा रही हैं। अपतटीय पवन ऊर्जा क्षमता को संभावित रूप से दोगुना करने के लिए मजबूत अपतटीय हवाओं का उपयोग करने के लिए बड़े पैमाने पर पवन फार्म विकसित किए जा रहे हैं। सितंबर 2022 में, व्हाइट हाउस ने 2030 तक 30 गीगावॉट फ्लोटिंग ऑफशोर पवन ऊर्जा तैनात करने की योजना की घोषणा की। यह पहल 10 मिलियन से अधिक घरों को स्वच्छ ऊर्जा प्रदान करने, ऊर्जा लागत कम करने, स्वच्छ ऊर्जा नौकरियों का समर्थन करने और देश की निर्भरता को और कम करने के लिए निर्धारित है। जीवाश्म ईंधन पर.5

जैसे-जैसे अधिक स्वच्छ ऊर्जा को पावर ग्रिड में एकीकृत किया जाता है, स्थिर, लचीली विद्युत आपूर्ति के प्रबंधन के लिए नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन का पूर्वानुमान लगाना महत्वपूर्ण हो जाता है।नवीकरणीय ऊर्जा का पूर्वानुमानएक समाधान पर बनाया गया हैAI, सेंसर,यंत्र अधिगम,भू-स्थानिक डेटा, उन्नत विश्लेषण, श्रेणी में सर्वश्रेष्ठ मौसम डेटा और पवन जैसे परिवर्तनीय नवीकरणीय ऊर्जा संसाधनों के लिए सटीक, सुसंगत पूर्वानुमान उत्पन्न करने के लिए और भी बहुत कुछ। अधिक सटीक पूर्वानुमान ऑपरेटरों को बिजली ग्रिड में अधिक नवीकरणीय ऊर्जा प्रौद्योगिकियों को एकीकृत करने में मदद करते हैं। वे परिचालन लागत को कम करते हुए उत्पादन को कब ऊपर या नीचे बढ़ाना है, इसका बेहतर अनुमान लगाकर इसकी दक्षता और विश्वसनीयता में सुधार करते हैं। उदाहरण के लिए, ओमेगा एनर्जियापूर्वानुमान सटीकता में सुधार करके नवीकरणीय ऊर्जा उपयोग में वृद्धि-पवन के लिए 15% और सौर के लिए 30%। इन सुधारों ने रखरखाव दक्षता को बढ़ावा देने और परिचालन लागत को कम करने में मदद की।

पनबिजली

जलविद्युत ऊर्जा प्रणालियाँ बिजली उत्पन्न करने के लिए टरबाइनों को घुमाने के लिए नदी और धारा प्रवाह, समुद्री और ज्वारीय ऊर्जा, जलाशयों और बांधों सहित जल संचलन का उपयोग करती हैं। आईईए के अनुसार, रोमांचक नई प्रौद्योगिकियों के साथ हाइड्रो 2030 तक सबसे बड़ा स्वच्छ ऊर्जा प्रदाता बना रहेगा।6

उदाहरण के लिए, छोटे पैमाने पर पनबिजली ग्रामीण क्षेत्रों और उन क्षेत्रों में नवीकरणीय ऊर्जा प्रदान करने के लिए मिनी और माइक्रो-ग्रिड का उपयोग करती है जहां बड़े बुनियादी ढांचे (जैसे बांध) संभव नहीं हो सकते हैं। छोटी नदियों और झरनों के प्राकृतिक प्रवाह को बिजली में बदलने के लिए पंप, टरबाइन या वॉटरव्हील का उपयोग करके, छोटे पैमाने पर पनबिजली स्थानीय पारिस्थितिक तंत्र पर न्यूनतम प्रभाव के साथ एक स्थायी ऊर्जा स्रोत प्रदान करती है। कई मामलों में, समुदाय एक केंद्रीकृत ग्रिड से जुड़ सकते हैं और उत्पादित अतिरिक्त बिजली को वापस बेच सकते हैं।

2021 में, राष्ट्रीय नवीकरणीय ऊर्जा प्रयोगशाला (एनआरईएल) ने न्यूयॉर्क शहर की पूर्वी नदी में एक नई थर्मोप्लास्टिक मिश्रित सामग्री से बनी तीन टर्बाइनें रखीं जो पारंपरिक सामग्रियों की तुलना में कम संक्षारक और अधिक पुनर्चक्रण योग्य हैं। नए टर्बाइनों ने अपने पूर्ववर्तियों के बराबर ही समय में समान मात्रा में ऊर्जा उत्पन्न की, लेकिन कोई स्पष्ट संरचनात्मक क्षति नहीं हुई।7 चरम स्थिति का परीक्षण अभी भी आवश्यक है, लेकिन इस कम लागत वाली, पुनर्चक्रण योग्य सामग्री में जलविद्युत बाजार में क्रांति लाने की क्षमता है। व्यापक उपयोग के लिए अपनाया गया।

जियोथर्मल

भूतापीय ऊर्जा संयंत्र (बड़े पैमाने पर) और भूतापीय ताप पंप (जीएचपी) (छोटे पैमाने पर) भाप या हाइड्रोकार्बन का उपयोग करके पृथ्वी के आंतरिक भाग से गर्मी को बिजली में परिवर्तित करते हैं। भू-तापीय ऊर्जा एक समय स्थान पर निर्भर थी - इसके लिए पृथ्वी की परत के नीचे गहरे भू-तापीय जलाशयों तक पहुंच की आवश्यकता होती थी। नवीनतम शोध भू-तापीय को अधिक स्थान अज्ञेयवादी बनाने में मदद कर रहा है।

उन्नत भूतापीय प्रणालियाँ (ईजीएस) पृथ्वी की सतह के नीचे से आवश्यक पानी को वहां लाती हैं जहां यह नहीं है, जिससे दुनिया भर के उन स्थानों पर भूतापीय ऊर्जा उत्पादन सक्षम हो जाता है जहां यह पहले संभव नहीं था। और जैसे-जैसे ईएसजी तकनीक विकसित होती है, पृथ्वी की गर्मी की अटूट आपूर्ति का दोहन सभी के लिए असीमित मात्रा में स्वच्छ, कम लागत वाली ऊर्जा प्रदान करने की क्षमता रखता है।

बायोमास

बायोएनर्जी बायोमास से उत्पन्न होती है जिसमें पौधे और शैवाल जैसे कार्बनिक पदार्थ होते हैं। यद्यपि बायोमास को अक्सर वास्तव में नवीकरणीय के रूप में विवादित किया जाता है, आज की बायोएनर्जी ऊर्जा का लगभग शून्य-उत्सर्जन स्रोत है।

बायोडीजल और बायोएथेनॉल सहित जैव ईंधन में विकास विशेष रूप से रोमांचक है। ऑस्ट्रेलिया में शोधकर्ता जैविक सामग्री को टिकाऊ विमानन ईंधन (एसएएफ) में परिवर्तित करने की खोज कर रहे हैं। इससे जेट ईंधन कार्बन उत्सर्जन को 80% तक कम करने में मदद मिल सकती है।8 स्टेटसाइड, अमेरिकी ऊर्जा विभाग (डीओई) बायोएनर्जी टेक्नोलॉजीज कार्यालय (बीईटीओ) बायोएनर्जी और बायोप्रोडक्ट उत्पादन में सुधार करते हुए लागत और पर्यावरणीय प्रभावों को कम करने में मदद करने के लिए प्रौद्योगिकी विकसित कर रहा है। गुणवत्ता.9

नवीकरणीय ऊर्जा के भविष्य का समर्थन करने वाली प्रौद्योगिकी

एक स्वच्छ ऊर्जा अर्थव्यवस्था नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों पर निर्भर करती है जो पर्यावरणीय कारकों के प्रति संवेदनशील होते हैं और जैसे-जैसे अधिक ऊर्जा ग्रिडों में शामिल होते हैं, उन जोखिमों को प्रबंधित करने में मदद करने वाली तकनीक महत्वपूर्ण है। आईबीएम पर्यावरण इंटेलिजेंस संगठनों को संभावित व्यवधानों की आशंका और पूरे संचालन और विस्तारित आपूर्ति श्रृंखलाओं में जोखिम को सक्रिय रूप से कम करके लचीलापन और स्थिरता बढ़ाने में मदद कर सकता है।

1 सौर पैनल की कीमतें घटने से जीवाश्म ईंधन 'अप्रचलित' हो रहे हैं(लिंक ibm.com के बाहर है), द इंडिपेंडेंट, 27 सितंबर 2023।

2 नवीकरणीय ऊर्जा का व्यापक विस्तार COP28 में निर्धारित वैश्विक तीन गुना लक्ष्य को प्राप्त करने का द्वार खोलता है(लिंक ibm.com के बाहर है), अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी, 11 जनवरी 2024।

3हवा(लिंक ibm.com के बाहर है), अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी, 11 जुलाई 2023।

4नवीकरणीय-बिजली(लिंक ibm.com के बाहर है), अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी, जनवरी 2024।

5अमेरिकी अपतटीय पवन ऊर्जा के विस्तार के लिए नई कार्रवाइयां(लिंक ibm.com के बाहर है), व्हाइट हाउस, 15 सितंबर 2022।

6पनबिजली(लिंक ibm.com के बाहर है), अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी, 11 जुलाई 2023।

72021 से 10 महत्वपूर्ण जल विद्युत उपलब्धियाँ(लिंक ibm.com के बाहर है), राष्ट्रीय नवीकरणीय ऊर्जा प्रयोगशाला, 18 जनवरी 2022।

8 जीवन के लिए निर्मित भविष्य को शक्ति प्रदान करना(लिंक ibm.com के बाहर है), जेट ज़ीरो ऑस्ट्रेलिया, 11 जनवरी 2024 को एक्सेस किया गया।

9नवीकरणीय कार्बन संसाधन(लिंक ibm.com के बाहर है), ऊर्जा दक्षता और नवीकरणीय ऊर्जा कार्यालय, 28 दिसंबर 2023 को एक्सेस किया गया।