Վերականգնվող էներգիայի ապագան

Արևային

Արևի լույսը էլեկտրական էներգիայի վերածելը տեղի է ունենում երկու եղանակով՝ արևային ֆոտոգալվանային (PV) կամ կենտրոնացված արևային-ջերմային էներգիայի (CSP): Ամենատարածված մեթոդը՝ արևային ՖՎ-ն, հավաքում է արևի լույսը՝ օգտագործելով արևային մարտկոցներ, այն վերածում էլեկտրական էներգիայի և պահեստավորում այն ​​մարտկոցներում՝ տարբեր օգտագործման համար:

Նյութերի գների նվազման և տեղադրման գործընթացներում առաջընթացի պատճառով արևային էներգիայի արժեքը վերջին տասնամյակի ընթացքում նվազել է գրեթե 90%-ով, ինչը այն դարձնում է ավելի մատչելի և ծախսարդյունավետ: և ավելի ճկուն, հզոր և արդյունավետ արևային վահանակներ, որոնք կարող են էլեկտրաէներգիա արտադրել նույնիսկ արևի ցածր լույսի ժամանակ:

Արևային էներգիայի արտադրությունը հիմնված է էներգիայի պահպանման համակարգերի վրա (ESS)՝ հետևողական բաշխման համար, այնպես որ, քանի որ արտադրության հզորությունը մեծանում է, պահեստավորման համակարգերը պետք է պահեն տեմպերը: Օրինակ, հոսքային մարտկոցների տեխնոլոգիան բարելավվում է ցանցի մասշտաբով էներգիայի պահպանման համար: Էժան, հուսալի և ընդլայնվող ESS, հոսքային մարտկոցները կարող են հարյուրավոր մեգավատ ժամ էլեկտրաէներգիա պահել մեկ լիցքավորման դեպքում: Սա թույլ է տալիս կոմունալ ձեռնարկություններին էներգիա պահել երկարաժամկետ ցածր կամ ոչ արտադրական ժամանակահատվածների համար՝ օգնելով կառավարել բեռը և ստեղծել կայուն և ճկուն էլեկտրացանց:

ESS-ի հնարավորությունների ընդլայնումը գնալով ավելի կարևոր է դառնումածխաթթվացումջանքերը և մաքուր էներգիայի ապագան, քանի որ վերականգնվող էներգիայի հզորությունը մեծանում է: Էներգետիկայի միջազգային գործակալության (IEA) տվյալներով՝ միայն 2023 թվականին վերականգնվող էներգիան 50%-ով ավելացրել է իր համաշխարհային հզորությունը, ընդ որում արևային ՖՎ-ն կազմում է այդ հզորության երեք քառորդը։ Իսկ 2023-ից մինչև 2028 թվականն ընկած ժամանակահատվածում ակնկալվում է, որ վերականգնվող էլեկտրաէներգիայի հզորությունը կաճի 7,300 գիգավատով արևային ՖՎ-ով և ցամաքային քամու օգտագործումը, որը ակնկալվում է առնվազն կրկնապատկել Հնդկաստանում, Բրազիլիայում, Եվրոպայում և ԱՄՆ-ում մինչև 2028 թվականը:

Քամի

Մարդիկ օգտագործում են քամու էներգիան՝ սերունդների ընթացքում մեխանիկական և էլեկտրական էներգիա արտադրելու համար: Որպես էներգիայի մաքուր, կայուն և ծախսարդյունավետ աղբյուր՝ քամու էներգիան առաջարկում է հսկայական ներուժ՝ ավելացնելու վերականգնվող էներգիայի անցումը ողջ աշխարհում՝ նվազագույն ազդեցությամբ էկոհամակարգերի վրա: ԵՏԳ-ի կանխատեսման հիման վրա ակնկալվում է, որ հողմային էլեկտրաէներգիայի արտադրությունը մինչև 20283 թվականը կկրկնապատկվի ավելի քան 350 ԳՎտ (ԳՎտ), իսկ Չինաստանի վերականգնվող էներգիայի շուկան միայն 2023 թվականին կաճի 66%-ով:

Հողմատուրբինները փոքր մասշտաբից, ինչպիսիք են հողմաղացները կենցաղային օգտագործման համար, վերածվել են հողմակայանների օգտակար մասշտաբների: Սակայն քամու տեխնոլոգիայի ամենահետաքրքիր զարգացումներից մի քանիսը վերաբերում են օֆշորային հողմային էներգիայի արտադրությանը, որտեղ շատ օֆշորային հողմային նախագծեր նավարկվում են դեպի ավելի խորը ջրեր: Խոշոր մասշտաբով հողմակայաններ են մշակվում՝ ավելի ուժեղ ծովային քամիները օգտագործելու համար, որպեսզի հնարավոր լինի կրկնապատկել ծովում քամու էներգիայի հզորությունը: 2022 թվականի սեպտեմբերին Սպիտակ տունը հայտարարեց, որ մտադիր է մինչև 2030 թվականը տեղակայել 30 ԳՎտ լողացող օֆշորային քամու էներգիա: Այս նախաձեռնությունը նախատեսվում է ապահովել 10 միլիոն ավելի տուն մաքուր էներգիայով, օգնել նվազեցնել էներգիայի ծախսերը, աջակցել մաքուր էներգիայի աշխատատեղերին և ավելի նվազեցնել երկրի կախվածությունը: հանածո վառելիքի մասին.5

Քանի որ ավելի շատ մաքուր էներգիա ինտեգրվում է էլեկտրացանցերին, վերականգնվող էներգիայի արտադրության կանխատեսումը կարևոր է դառնում կայուն, ճկուն էլեկտրամատակարարումը կառավարելու համար:Վերականգնվող էներգիայի կանխատեսումլուծում է կառուցվածAI, սենսորներ,մեքենայական ուսուցում,աշխարհատարածական տվյալներ, առաջադեմ վերլուծություն, դասի լավագույն եղանակային տվյալներ և ավելին՝ վերականգնվող էներգիայի փոփոխական ռեսուրսների, օրինակ՝ քամու ճշգրիտ, հետևողական կանխատեսումներ ստեղծելու համար: Ավելի ճշգրիտ կանխատեսումները օգնում են օպերատորներին ավելի շատ վերականգնվող էներգիայի տեխնոլոգիաներ ինտեգրել էլեկտրական ցանցին: Նրանք բարելավում են դրա արդյունավետությունն ու հուսալիությունը՝ ավելի լավ նախագծելով, թե երբ պետք է բարձրացնել արտադրությունը կամ իջեցնել՝ նվազեցնելով գործառնական ծախսերը: Օրինակ՝ Omega Energia-նավելացրել է վերականգնվող էներգիայի օգտագործումը` բարելավելով կանխատեսումների ճշգրտությունը— 15% քամու և 30% արևի համար: Այս բարելավումները օգնեցին բարձրացնել սպասարկման արդյունավետությունը և նվազագույնի հասցնել գործառնական ծախսերը:

Հիդրոէներգիա

Հիդրոէներգետիկ համակարգերն օգտագործում են ջրի շարժումը, ներառյալ գետերի և հոսանքների հոսքը, ծովային և մակընթացային էներգիան, ջրամբարները և ամբարտակները՝ էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար տուրբինները պտտելու համար: Ըստ ՄԷԳ-ի, հիդրոէլեկտրակայանները կմնան մաքուր էներգիայի ամենամեծ մատակարարը մինչև 2030 թվականը` հորիզոնում հետաքրքիր նոր տեխնոլոգիաներով:

Օրինակ, փոքր հիդրոէլեկտրակայանները օգտագործում են մինի և միկրոցանցեր՝ վերականգնվող էներգիա ապահովելու համար գյուղական շրջաններին և այն տարածքներին, որտեղ ավելի մեծ ենթակառուցվածքները (օրինակ՝ ամբարտակները) հնարավոր չէ իրականացնել: Օգտագործելով պոմպ, տուրբին կամ ջրային անիվ՝ փոքր գետերի և առուների բնական հոսքը էլեկտրաէներգիայի վերածելու համար, փոքրածավալ հիդրոէլեկտրակայանն ապահովում է էներգիայի կայուն աղբյուր՝ նվազագույն ազդեցությամբ տեղական էկոհամակարգերի վրա: Շատ դեպքերում համայնքները կարող են միանալ կենտրոնացված ցանցին և հետ վաճառել արտադրված ավելորդ էներգիան:

2021 թվականին Վերականգնվող էներգիայի ազգային լաբորատորիան (NREL) Նյու Յորքի Իսթ Ռիվերում տեղադրեց երեք տուրբիններ՝ պատրաստված նոր ջերմապլաստիկ կոմպոզիտային նյութից, որն ավելի քիչ քայքայվող և ավելի վերամշակելի է, քան ավանդական նյութերը: Նոր տուրբինները գեներացրել են նույն քանակությամբ էներգիա նույն քանակությամբ ժամանակում, ինչ իրենց նախորդները, բայց առանց նկատելի կառուցվածքային վնասների:7 Ծայրահեղ վիճակի փորձարկումը դեռևս անհրաժեշտ է, սակայն այս էժան, վերամշակվող նյութը կարող է հեղափոխել հիդրոէներգետիկական շուկան, եթե ընդունված համատարած օգտագործման համար։

Երկրաջերմային

Երկրաջերմային էլեկտրակայանները (լայնածավալ) և երկրաջերմային ջերմային պոմպերը (GHP) (փոքր մասշտաբով) գոլորշու կամ ածխաջրածնի միջոցով Երկրի ներսից ստացվող ջերմությունը վերածում են էլեկտրականության։ Երկրաջերմային էներգիան ժամանակին կախված է եղել տեղանքից՝ պահանջելով մուտք գործել երկրաջերմային ջրամբարներ Երկրի ընդերքի խորքում: Վերջին հետազոտությունները օգնում են երկրաջերմային ավելի շատ տեղորոշման ագնոստիկ դարձնել:

Ընդլայնված երկրաջերմային համակարգերը (EGS) անհրաժեշտ ջուրը բերում են Երկրի մակերևույթի տակից այնտեղ, որտեղ այն չկա, ինչը հնարավորություն է տալիս երկրաջերմային էներգիա արտադրել աշխարհի այն վայրերում, որտեղ նախկինում դա հնարավոր չէր: Եվ քանի որ ESG տեխնոլոգիան զարգանում է, Երկրի անսպառ ջերմության պաշարը օգտագործելը կարող է ապահովել անսահման քանակությամբ մաքուր, էժան էներգիա բոլորի համար:

Կենսազանգված

Կենսաէներգիան առաջանում է կենսազանգվածից, որը բաղկացած է օրգանական նյութերից, ինչպիսիք են բույսերը և ջրիմուռները: Թեև կենսազանգվածը հաճախ վիճարկվում է որպես իսկապես վերականգնվող, այսօրվա բիոէներգիան էներգիայի գրեթե զրոյական արտանետումների աղբյուր է:

Հատկապես հուզիչ են կենսավառելիքի զարգացումները, ներառյալ կենսադիզելը և կենսաէթանոլը: Ավստրալիայում հետազոտողները ուսումնասիրում են օրգանական նյութերը կայուն ավիացիոն վառելիքի (SAF) փոխակերպումը: Սա կարող է օգնել ռեակտիվ վառելիքի ածխածնի արտանետումների կրճատմանը մինչև 80%:8 Նահանգում, ԱՄՆ էներգետիկայի նախարարության (DOE) Կենսաէներգիայի տեխնոլոգիաների գրասենյակը (BETO) մշակում է տեխնոլոգիա, որը կօգնի նվազեցնել կենսաէներգիայի և կենսաարտադրանքի արտադրության ծախսերն ու շրջակա միջավայրի վրա ազդեցությունները՝ միաժամանակ բարելավելով դրանց: որակ.9

Վերականգնվող էներգիայի ապագան աջակցելու տեխնոլոգիա

Մաքուր էներգիայի տնտեսությունը հիմնված է վերականգնվող էներգիայի աղբյուրների վրա, որոնք խոցելի են շրջակա միջավայրի գործոնների նկատմամբ և քանի որ ավելի շատ են ներառված էլեկտրացանցերում, այդ ռիսկերը կառավարելու տեխնոլոգիան շատ կարևոր է: IBM Environmental Intelligence-ը կարող է օգնել կազմակերպություններին խթանել ճկունությունը և կայունությունը՝ կանխատեսելով հնարավոր խափանումները և ակտիվորեն նվազեցնելով ռիսկերը գործունեության և ընդլայնված մատակարարման շղթաների ընթացքում:

1 Հանածո վառելանյութերը «հնանում» են արևային մարտկոցների գների կտրուկ անկման պատճառով(հղումը գտնվում է ibm.com-ից դուրս), The Independent, 27 սեպտեմբերի 2023 թ.

2 Վերականգնվող էներգիայի զանգվածային ընդլայնումը դուռ է բացում COP28-ում սահմանված գլոբալ եռապատկման նպատակին հասնելու համար(հղումը գտնվում է ibm.com-ից դուրս), Միջազգային էներգետիկ գործակալություն, 11 հունվարի 2024թ.

3Քամի(հղումը գտնվում է ibm.com-ից դուրս), Միջազգային էներգետիկ գործակալություն, 11 հուլիսի 2023թ.

4Վերականգնվող աղբյուրներ — Էլեկտրականություն(հղումը գտնվում է ibm.com-ից դուրս), Էներգետիկայի միջազգային գործակալություն, 2024 թվականի հունվար:

5ԱՄՆ օֆշորային հողմային էներգիայի ընդլայնման նոր գործողություններ(հղումը գտնվում է ibm.com-ից դուրս), Սպիտակ տուն, 15 սեպտեմբերի 2022 թ.

6Հիդրոէլեկտրականություն(հղումը գտնվում է ibm.com-ից դուրս), Միջազգային էներգետիկ գործակալություն, 11 հուլիսի 2023թ.

7Ջրամատակարարման 10 նշանակալի ձեռքբերումներ 2021 թվականից սկսած(հղումը գտնվում է ibm.com-ից դուրս), Վերականգնվող էներգիայի ազգային լաբորատորիա, 18 հունվարի 2022 թ.

8 Կյանքի համար կառուցված ապագան հզորացնելու համար(հղումը գտնվում է ibm.com-ից դուրս), Jet Zero Australia, հասանելի է 2024 թվականի հունվարի 11-ին:

9Վերականգնվող ածխածնի ռեսուրսներ(հղումը գտնվում է ibm.com-ից դուրս), Էներգաարդյունավետության և վերականգնվող էներգիայի գրասենյակ, հասանելի է 2023 թվականի դեկտեմբերի 28-ին: