განახლებადი ენერგიის მომავალი

მზის

მზის შუქის ელექტრო ენერგიად გადაქცევა ხდება ორი გზით - მზის ფოტოელექტრული (PV) ან მზის თერმული ენერგიის კონცენტრაცია (CSP). ყველაზე გავრცელებული მეთოდი, მზის PV, აგროვებს მზის შუქს მზის პანელების გამოყენებით, გარდაქმნის მას ელექტრო ენერგიად და ინახავს მას ბატარეებში სხვადასხვა გამოყენებისთვის.

მასალების ფასების შემცირების და სამონტაჟო პროცესების წინსვლის გამო, მზის ენერგიის ღირებულება თითქმის 90%-ით შემცირდა ბოლო ათწლეულის განმავლობაში, რაც მას უფრო ხელმისაწვდომს და ეკონომიურს გახდის. და უფრო მოქნილი, ძლიერი და ეფექტური მზის პანელები, რომლებსაც შეუძლიათ ელექტროენერგიის გამომუშავება მზის დაბალი შუქის დროსაც კი.

მზის ენერგიის გამომუშავება ეყრდნობა ენერგიის შესანახ სისტემებს (ESS) თანმიმდევრული განაწილებისთვის - ასე რომ, როდესაც გენერირების სიმძლავრე იზრდება, შენახვის სისტემები უნდა შეინარჩუნონ ტემპი. მაგალითად, ნაკადის ბატარეის ტექნოლოგია გაუმჯობესებულია ქსელის მასშტაბის ენერგიის შენახვის მხარდასაჭერად. ESS-ის დაბალფასიანი, საიმედო და მასშტაბირებადი ფორმა, ნაკადის ბატარეებს შეუძლიათ ასობით მეგავატსათი ელექტროენერგიის შენარჩუნება ერთი დატენვით. ეს საშუალებას აძლევს კომუნალურ კომპანიებს შეინახონ ენერგია გრძელვადიან პერიოდში დაბალი ან არაწარმოების პერიოდისთვის, რაც ეხმარება დატვირთვის მართვას და შექმნას სტაბილური და ელასტიური ელექტრო ქსელი.

ESS შესაძლებლობების გაფართოება სულ უფრო მნიშვნელოვანი ხდებადეკარბონიზაციაძალისხმევა და სუფთა ენერგეტიკის მომავალი, როგორც განახლებადი ენერგიის სიმძლავრე იზრდება. ენერგეტიკის საერთაშორისო სააგენტოს (IEA) მონაცემებით, მხოლოდ 2023 წელს განახლებადმა ენერგიამ გაზარდა თავისი გლობალური სიმძლავრე 50%-ით, მზის PV კი ამ სიმძლავრის სამ მეოთხედს შეადგენს. 2023 წლიდან 2028 წლამდე პერიოდში განახლებადი ელექტროენერგიის სიმძლავრე სავარაუდოდ გაიზრდება 7,300 გიგავატით მზის PV და ხმელეთზე ქარის გამოყენება, სავარაუდოდ გაორმაგდება ინდოეთში, ბრაზილიაში, ევროპასა და აშშ-ში 2028 წლამდე.2.

ქარი

ადამიანები თაობების განმავლობაში იყენებდნენ ქარის ენერგიას მექანიკური და ელექტრო ენერგიის გამოსამუშავებლად. როგორც ენერგიის სუფთა, მდგრადი და ხარჯთეფექტური წყარო, ქარის ენერგია გთავაზობთ უზარმაზარ პოტენციალს გაზარდოს განახლებადი ენერგიის ტრანზიცია მთელს მსოფლიოში, მინიმალური ზემოქმედებით ეკოსისტემებზე. IEA-ს პროგნოზზე დაყრდნობით, ქარის ელექტროენერგიის გამომუშავება მოსალოდნელია გაორმაგდეს 350 გიგავატამდე (GW) 20283 წლისთვის, ხოლო ჩინეთის განახლებადი ენერგიის ბაზარი 66%-ით გაიზრდება მხოლოდ 2023 წელს.

ქარის ტურბინები განვითარდა მცირე მასშტაბიდან, როგორიცაა ქარის წისქვილები საყოფაცხოვრებო მოხმარებისთვის, ქარის ელექტროსადგურებისთვის სასარგებლო მასშტაბისკენ. მაგრამ ქარის ტექნოლოგიების ზოგიერთი ყველაზე საინტერესო განვითარება არის ოფშორული ქარის ელექტროენერგიის წარმოება, მრავალი ოფშორული ქარის პროექტი ღრმა წყლებში ნავიგაციით. მუშავდება ფართომასშტაბიანი ქარის მეურნეობები, რათა გამოიყენონ ძლიერი ოფშორული ქარი, რათა პოტენციურად გააორმაგოს ოფშორული ქარის სიმძლავრე. 2022 წლის სექტემბერში თეთრმა სახლმა გამოაცხადა 2030 წლისთვის 30 გიგავატი მცურავი ოფშორული ქარის ენერგიის განთავსების გეგმები. ეს ინიციატივა უზრუნველყოფს კიდევ 10 მილიონ სახლს სუფთა ენერგიით, დაეხმარება ენერგიის ხარჯების შემცირებაში, ხელს შეუწყობს სუფთა ენერგეტიკის სამუშაოებს და კიდევ უფრო შეამცირებს ქვეყნის დამოკიდებულებას. წიაღისეულ საწვავზე.5

რაც უფრო მეტი სუფთა ენერგია ინტეგრირდება ელექტროენერგიის ქსელებში, განახლებადი ენერგიის წარმოების პროგნოზირება გადამწყვეტი ხდება სტაბილური, გამძლე ელექტრომომარაგების მართვისთვის.განახლებადი ენერგიის პროგნოზირებაარის აგებული გამოსავალიAIსენსორები,მანქანათმცოდნეობა,გეოსივრცული მონაცემები, მოწინავე ანალიტიკა, კლასში საუკეთესო ამინდის მონაცემები და მეტი ზუსტი, თანმიმდევრული პროგნოზების გენერირებისთვის ცვლადი განახლებადი ენერგიის რესურსებისთვის, როგორიცაა ქარი. უფრო ზუსტი პროგნოზები ეხმარება ოპერატორებს ელექტროენერგიის ქსელში უფრო მეტი განახლებადი ენერგიის ტექნოლოგიების ინტეგრირებაში. ისინი აუმჯობესებენ მის ეფექტურობას და საიმედოობას უკეთესად განსაზღვრავენ, თუ როდის უნდა გაზარდონ წარმოება მაღლა ან ქვევით, რაც ამცირებს საოპერაციო ხარჯებს. მაგალითად, ომეგა ენერგიაგაზრდილი განახლებადი ენერგიის გამოყენება პროგნოზირების სიზუსტის გაუმჯობესებით— 15% ქარისთვის და 30% მზისთვის. ამ გაუმჯობესებებმა ხელი შეუწყო ტექნიკური მომსახურების ეფექტურობის გაზრდას და საოპერაციო ხარჯების მინიმუმამდე შემცირებას.

ჰიდროენერგეტიკა

ჰიდროენერგეტიკული სისტემები იყენებენ წყლის მოძრაობას, მათ შორის მდინარის და დინების ნაკადს, საზღვაო და მოქცევის ენერგიას, რეზერვუარებსა და კაშხლებს ტურბინების დასატრიალებლად ელექტროენერგიის გამომუშავებისთვის. IEA-ს თანახმად, ჰიდრო დარჩება სუფთა ენერგიის უმსხვილეს მიმწოდებლად 2030 წლამდე, ახალი საინტერესო ტექნოლოგიებით ჰორიზონტზე.6

მაგალითად, მცირე მასშტაბის ჰიდროელექტროსადგურები იყენებს მინი და მიკრო ქსელებს, რათა უზრუნველყოს განახლებადი ენერგიები სოფლად და ტერიტორიებისთვის, სადაც უფრო დიდი ინფრასტრუქტურა (როგორიცაა კაშხლები) შეიძლება არ იყოს შესაძლებელი. ტუმბოს, ტურბინის ან წყლის ბორბლის გამოყენებით მცირე მდინარეების და ნაკადების ბუნებრივი ნაკადი ელექტროენერგიად გადაქცევისთვის, მცირე ზომის ჰიდროელექტროსადგურები უზრუნველყოფს ენერგიის მდგრად წყაროს მინიმალური ზემოქმედებით ადგილობრივ ეკოსისტემებზე. ხშირ შემთხვევაში, საზოგადოებებს შეუძლიათ დაკავშირება ცენტრალიზებულ ქსელში და უკან გაყიდონ წარმოებული ჭარბი ენერგია.

2021 წელს, განახლებადი ენერგიის ეროვნულმა ლაბორატორიამ (NREL) ნიუ-იორკის ისტ რივერში მოათავსა ახალი თერმოპლასტიკური კომპოზიციური მასალისგან დამზადებული სამი ტურბინა, რომელიც ნაკლებად კოროზიადი და უფრო გადამუშავებადია, ვიდრე ტრადიციული მასალები. ახალმა ტურბინებმა გამოიმუშავეს იგივე რაოდენობის ენერგია იმავე დროში, როგორც მათი წინამორბედები, მაგრამ შესამჩნევი სტრუქტურული დაზიანების გარეშე.7 ექსტრემალური მდგომარეობის ტესტირება ჯერ კიდევ აუცილებელია, მაგრამ ამ იაფფასიან, გადამუშავებად მასალას აქვს პოტენციალი მოახდინოს რევოლუცია ჰიდროენერგეტიკის ბაზარზე, თუ მიღებულია ფართო გამოყენებისთვის.

გეოთერმული

გეოთერმული ელექტროსადგურები (მასშტაბიანი) და გეოთერმული სითბოს ტუმბოები (GHP) (მცირე მასშტაბები) გარდაქმნის სითბოს დედამიწის შიგნიდან ელექტროენერგიად ორთქლის ან ნახშირწყალბადების გამოყენებით. გეოთერმული ენერგია ოდესღაც ლოკაციაზე იყო დამოკიდებული - მოითხოვდა წვდომას დედამიწის ქერქის სიღრმეში გეოთერმული რეზერვუარებისკენ. უახლესი კვლევა გვეხმარება გეოთერმული მდებარეობის უფრო აგნოსტიკაში.

გაძლიერებული გეოთერმული სისტემები (EGS) მოაქვს საჭირო წყალს დედამიწის ზედაპირის ქვემოდან იქ, სადაც ის არ არის, რაც საშუალებას აძლევს გეოთერმული ენერგიის წარმოებას მსოფლიოს ისეთ ადგილებში, სადაც ეს ადრე შეუძლებელი იყო. ESG ტექნოლოგიების განვითარებასთან ერთად, დედამიწის სითბოს ამოუწურავი მარაგის გამოყენებას აქვს პოტენციალი, უზრუნველყოს უსაზღვრო რაოდენობის სუფთა, იაფი ენერგია ყველასთვის.

ბიომასა

ბიოენერგია წარმოიქმნება ბიომასისგან, რომელიც შედგება ორგანული მასალისგან, როგორიცაა მცენარეები და წყალმცენარეები. მიუხედავად იმისა, რომ ბიომასაზე ხშირად კამათობენ, როგორც ჭეშმარიტად განახლებადი, დღევანდელი ბიოენერგია თითქმის ნულოვანი ემისიის ენერგიის წყაროა.

განსაკუთრებით საინტერესოა ბიოსაწვავის განვითარება, მათ შორის ბიოდიზელი და ბიოეთანოლი. ავსტრალიელი მკვლევარები იკვლევენ ორგანული მასალის გადაქცევას მდგრად საავიაციო საწვავად (SAF). ამან შეიძლება ხელი შეუწყოს თვითმფრინავის საწვავის ნახშირბადის ემისიების შემცირებას 80%-მდე.8 შტატის შტატში, აშშ-ს ენერგეტიკის დეპარტამენტის (DOE) ბიოენერგეტიკის ტექნოლოგიების ოფისი (BETO) ავითარებს ტექნოლოგიას, რომელიც დაეხმარება ბიოენერგეტიკისა და ბიოპროდუქტების წარმოების ხარჯების და გარემოზე ზემოქმედების შემცირებას და ამავე დროს აუმჯობესებს მათ. ხარისხი.9

ტექნოლოგია განახლებადი ენერგიის მომავლის მხარდასაჭერად

სუფთა ენერგიის ეკონომიკა ეყრდნობა განახლებადი ენერგიის წყაროებს, რომლებიც დაუცველია გარემო ფაქტორების მიმართ და რაც უფრო მეტია ჩართული ელექტრო ქსელებში, ამ რისკების მართვის ტექნოლოგია გადამწყვეტია. IBM Environmental Intelligence-ს შეუძლია დაეხმაროს ორგანიზაციებს გაზარდონ მდგრადობა და მდგრადობა პოტენციური შეფერხებების გათვალისწინებით და რისკის პროაქტიულად შემცირებით ოპერაციებში და გაფართოებულ მიწოდების ჯაჭვებში.

1 წიაღისეული საწვავი "მოძველდება" მზის პანელების ფასების დაცემის გამო(ბმული მდებარეობს ibm.com-ის გარეთ), The Independent, 2023 წლის 27 სექტემბერი.

2 განახლებადი ენერგიის მასიური გაფართოება ხსნის კარს COP28-ზე დასახული გლობალური გასამმაგებელი მიზნის მისაღწევად(ბმული მდებარეობს ibm.com-ის გარეთ), ენერგეტიკის საერთაშორისო სააგენტო, 2024 წლის 11 იანვარი.

3ქარი(ბმული მდებარეობს ibm.com-ის გარეთ), ენერგეტიკის საერთაშორისო სააგენტო, 2023 წლის 11 ივლისი.

4განახლებადი - ელექტროენერგია(ბმული მდებარეობს ibm.com-ის გარეთ), ენერგეტიკის საერთაშორისო სააგენტო, 2024 წლის იანვარი.

5ახალი ქმედებები აშშ-ს ოფშორული ქარის ენერგიის გაფართოებისთვის(ბმული მდებარეობს ibm.com-ის გარეთ), თეთრი სახლი, 2022 წლის 15 სექტემბერი.

6ჰიდროელექტროენერგია(ბმული მდებარეობს ibm.com-ის გარეთ), ენერგეტიკის საერთაშორისო სააგენტო, 2023 წლის 11 ივლისი.

710 მნიშვნელოვანი მიღწევა წყალმომარაგება 2021 წლიდან(ბმული მდებარეობს ibm.com-ის გარეთ), განახლებადი ენერგიის ეროვნული ლაბორატორია, 2022 წლის 18 იანვარი.

8 სიცოცხლისთვის აგებული მომავლის გასაძლიერებლად(ბმული მდებარეობს ibm.com-ის გარეთ), Jet Zero Australia, წვდომა 2024 წლის 11 იანვარს.

9განახლებადი ნახშირბადის რესურსები(ბმული მდებარეობს ibm.com-ის გარეთ), ენერგოეფექტურობისა და განახლებადი ენერგიის ოფისი, წვდომა 2023 წლის 28 დეკემბერს.