Кайра жаралуучу энергиянын келечеги

Solar

Күн нурун электр энергиясына айландыруу эки жол менен ишке ашат - күн фотоэлектри (PV) же күн-жылуулук энергиясын топтоо (CSP). Эң кеңири таралган ыкма, күн PV, күн панелдерин колдонуу менен күн нурун чогултуп, аны электр энергиясына айландырат жана ар кандай максаттар үчүн батареяларда сактайт.

Материалдык баанын төмөндөшүнөн жана орнотуу процесстериндеги жетишкендиктерден улам, акыркы он жылда күн энергиясынын баасы дээрлик 90% төмөндөп, аны жеткиликтүү жана үнөмдүү кылып койду. жана дагы ийкемдүү, күчтүү жана эффективдүү күн панелдери, ал тургай күн нуру аз болгон мезгилде да электр энергиясын өндүрө алат.

Күн энергиясын өндүрүү ырааттуу бөлүштүрүү үчүн энергияны сактоо тутумдарына (ESS) таянат, андыктан генерациялоо кубаттуулугу жогорулаган сайын, сактоо системалары темпте сакталышы керек. Мисалы, агымдык батареянын технологиясы тармактык масштабдагы энергияны сактоону колдоо үчүн жакшыртылып жатат. ESSтин арзан, ишенимдүү жана масштабдуу түрү, агымдуу батареялар бир зарядда жүздөгөн мегаватт саат электр энергиясын кармай алат. Бул коммуналдык кызматтарга энергияны аз же өндүрүлбөгөн мезгилде узак мөөнөткө сактоого мүмкүндүк берет, жүктү башкарууга жана туруктуу жана туруктуу электр тармагын түзүүгө жардам берет.

ESS мүмкүнчүлүктөрүн кеңейтүү барган сайын маанилүү болуп барататдекарбонизациякүч-аракет жана таза энергия келечеги катары кайра жаралуучу энергия кубаттуулугу кеңейүүдө. Эл аралык энергетикалык агенттиктин (IEA) маалыматы боюнча, 2023-жылы гана кайра жаралуучу энергия өзүнүн глобалдык кубаттуулугун 50% га көбөйттү, ал эми күн PV бул кубаттуулуктун төрттөн үч бөлүгүн түзөт. Ал эми 2023-жылдан 2028-жылга чейинки мезгилде кайра жаралуучу электр энергиясынын кубаттуулугу 7300 гигаваттка өсөт деп күтүлүүдө, 2028-жылга чейин Индияда, Бразилияда, Европада жана АКШда азыркы деңгээлден кеминде эки эсеге көбөйүшү күтүлүүдө.

шамал

Адамдар муундар бою механикалык жана электр энергиясын өндүрүү үчүн шамалдын күчүн колдонуп келишкен. Таза, туруктуу жана үнөмдүү энергия булагы катары шамал энергиясы экосистемаларга минималдуу таасири менен бүткүл дүйнө боюнча кайра жаралуучу энергияга өтүүнү жогорулатуу үчүн зор потенциалды сунуштайт. IEA болжолдоосуна ылайык, шамалдан электр энергиясын өндүрүү 2028-жылга карата 350 гигаваттка (ГВт) чейин эки эседен ашат деп күтүлүүдө, Кытайдын кайра жаралуучу энергия рыногу 2023-жылы эле 66% өсөт.4

Шамал турбиналары үй чарбасы үчүн шамал тегирмендери сыяктуу кичинекей масштабдан шамал станциялары үчүн пайдалуу масштабга чейин эволюцияланган. Бирок шамал технологиясындагы эң кызыктуу өнүгүүлөрдүн айрымдары деңизден шамал энергиясын өндүрүүдө, көптөгөн оффшордук шамал долбоорлору тереңирээк сууларга багыт алууда. Оффшордук шамалдын кубаттуулугун эки эсеге көбөйтүү үчүн деңиздеги күчтүү шамалдарды колдонуу үчүн ири масштабдуу шамал станциялары иштелип чыгууда. 2022-жылдын сентябрында Ак үй 2030-жылга чейин 30 ГВт сүзүүчү шамал энергиясын ишке киргизүү планын жарыялады. Бул демилге дагы 10 миллион үйдү таза энергия менен камсыз кылуу, энергиянын чыгымдарын азайтуу, таза энергия жумуш орундарын колдоо жана өлкөнүн көз карандылыгын андан ары азайтуу үчүн белгиленген. казылып алынуучу отундар боюнча.5

Көбүрөөк таза энергия электр тармактарына интеграциялангандыктан, кайра жаралуучу энергияны өндүрүүнү болжолдоо туруктуу, туруктуу электр менен камсыздоону башкаруу үчүн маанилүү болуп калат.Кайра жаралуучу булактарды болжолдоонегизделген чечим болуп саналатAI, сенсорлор,машина үйрөнүү,геомейкиндиктик маалыматтар, шамал сыяктуу өзгөрүлмө энергия булактары үчүн так, ырааттуу болжолдоолорду түзүү үчүн өркүндөтүлгөн аналитика, класстагы эң мыкты аба ырайы маалыматтары жана башкалар. Так божомолдор операторлорго энергиянын кайра жаралуучу технологияларын электр тармагына интеграциялоого жардам берет. Алар өндүрүштүк чыгымдарды азайтып, өндүрүштү жогорулатуу же ылдый кылууну жакшыраак долбоорлоо менен анын натыйжалуулугун жана ишенимдүүлүгүн жогорулатат. Мисалы, Omega Energiaпрогноздун тактыгын жогорулатуу аркылуу кайра жаралуучу булактарды пайдаланууну көбөйтүү—15% шамал жана 30% күн. Бул жакшыртуулар техникалык тейлөөнүн натыйжалуулугун жогорулатууга жана операциялык чыгымдарды азайтууга жардам берди.

Гидроэнергетика

Гидроэнергетикалык системалар суунун кыймылын, анын ичинде дарыялардын жана агындардын агымын, деңиз жана толкундун энергиясын, суу сактагычтарды жана дамбаларды электр энергиясын өндүрүү үчүн турбиналарды айлантуу үчүн колдонот. IEAнын айтымында, гидро горизонтто кызыктуу жаңы технологиялар менен 2030-жылга чейин эң ири таза энергия провайдери болуп кала берет.6

Мисалы, чакан гидроэлектростанциялар айыл жерлерин жана ири инфраструктураны (мисалы, плотиналарды) ишке ашырууга мүмкүн болбогон аймактарды кайра жаралуучу энергия менен камсыз кылуу үчүн мини жана микро тармактарды колдонот. Чакан дарыялардын жана агымдардын табигый агымын электр энергиясына айландыруу үчүн насосту, турбинаны же суунун дөңгөлөктөрүн колдонуу менен, чакан гидроэнергия жергиликтүү экосистемага минималдуу таасири менен туруктуу энергия булагын камсыз кылат. Көпчүлүк учурларда, жамааттар борборлоштурулган тармакка кошулуп, ашыкча өндүрүлгөн электр энергиясын кайра сата алышат.

2021-жылы Улуттук энергиянын кайра жаралуучу булактары лабораториясы (NREL) Нью-Йорктун Чыгыш дарыясына салттуу материалдарга караганда азыраак дат басуучу жана кайра иштетүүгө мүмкүн болгон жаңы термопластикалык композиттик материалдан жасалган үч турбинаны жайгаштырган. Жаңы турбиналар мурункулардай эле убакыттын ичинде энергияны иштеп чыгышты, бирок структуралык бузулуулар байкалбайт.7 Экстремалдуу абалды сыноо дагы эле зарыл, бирок бул арзан баада кайра иштетүүгө боло турган материалдын гидроэнергетика рыногунда революция жасоо мүмкүнчүлүгү бар. кеңири колдонуу үчүн кабыл алынган.

Геотермалдык

Геотермалдык электр станциялары (ири масштабдуу) жана геотермалдык жылуулук насостору (GHPs) (майда масштабдуу) буу же углеводороддун жардамы менен Жердин ички бөлүгүндөгү жылуулукту электр энергиясына айландырышат. Геотермалдык энергия бир кезде жайгашкан жерге көз каранды болгон — жер кыртышынын терең астындагы геотермалдык резервуарларга жетүүнү талап кылган. Акыркы изилдөөлөр геотермалдык жайгашкан жерди агностикалык кылууга жардам берет.

Өркүндөтүлгөн геотермалдык системалар (EGS) керектүү сууну жер бетинин астынан жок жерге алып келип, жер шарында мурда мүмкүн болбогон жерлерде геотермалдык энергияны өндүрүүгө мүмкүндүк берет. Ал эми ESG технологиясы өнүгүп жаткандыктан, Жердин түгөнгүс жылуулук запасын колдонуу бардыгы үчүн чексиз көлөмдөгү таза, арзан энергия менен камсыз кылуу мүмкүнчүлүгүнө ээ.

Биомасса

Биоэнергия өсүмдүктөр жана балырлар сыяктуу органикалык материалдан турган биомассадан алынат. Биомассаны чындап кайра калыбына келтирүүчү булагы катары талашып-тартышса да, бүгүнкү биоэнергия энергиянын дээрлик нөлдүк эмиссия булагы болуп саналат.

Биоотун, анын ичинде биодизель жана биоэтанолдогу өнүгүүлөр өзгөчө кызыктуу. Австралиялык изилдөөчүлөр органикалык материалдарды туруктуу авиациялык отунга (SAF) айландырууну изилдеп жатышат. Бул авиакеросиндин көмүр кычкыл газынын эмиссиясын 80% га чейин кыскартууга жардам берет.8 Америка Кошмо Штаттарынын Энергетика министрлигинин (DOE) Биоэнергия технологиялары боюнча кеңсеси (BETO) биоэнергетика жана биопродукт өндүрүүнүн чыгымдарын жана айлана-чөйрөгө тийгизген таасирин азайтуу үчүн технологияны иштеп чыгууда. сапат.9

Кайра жаралуучу энергиянын келечегин колдоо технологиясы

Таза энергия экономикасы экологиялык факторлорго алсыз болгон энергиянын кайра жаралуучу булактарына таянат жана электр тармактарына көбүрөөк кошулгандыктан, бул тобокелдиктерди башкарууга жардам берүүчү технология абдан маанилүү. IBM Environmental Intelligence мүмкүн болуучу үзгүлтүктөрдү алдын алуу жана операциялардын жана кеңейтилген жеткирүү чынжырчаларынын бүтүндөй тобокелдиктерин проактивдүү түрдө азайтуу аркылуу уюмдарга туруктуулукту жана туруктуулукту жогорулатууга жардам бере алат.

1 Күн панелдеринин баасы төмөндөп кеткендиктен, күйүүчү майлар "эскирип" баратат(шилтеме ibm.com сайтынан тышкары), The Independent, 27-сентябрь, 2023-жыл.

2 Кайра жаралуучу энергиянын масштабдуу кеңейиши COP28де коюлган глобалдык үч эселенген максатка жетүү үчүн эшик ачат(шилтеме ibm.com сыртында жайгашкан), Эл аралык энергетика агенттиги, 11-январь 2024-жыл.

3шамал(шилтеме ibm.com сыртында жайгашкан), Эл аралык энергетика агенттиги, 11-июль 2023-жыл.

4Кайра жаралуучу булактар ​​— электр энергиясы(шилтеме ibm.com сыртында жайгашкан), Эл аралык энергетика агенттиги, январь 2024.

5АКШнын оффшордук шамал энергиясын кеңейтүү боюнча жаңы аракеттер(шилтеме ibm.com сайтынан тышкары), Ак үй, 15-сентябрь, 2022-жыл.

6Гидроэнергетика(шилтеме ibm.com сайтынан тышкары жайгашкан), Эл аралык энергетика агенттиги, 11-июль 2023-жыл.

72021-жылдан баштап суу энергетикасы боюнча 10 маанилүү жетишкендик(шилтеме ibm.com сайтынан тышкары), Улуттук кайра жаралуучу энергия лабораториясы, 18-январь, 2022-жыл.

8 Жашоо үчүн курулган келечекке күч берүү(шилтеме ibm.com сайтынан тышкары), Jet Zero Australia, 2024-жылдын 11-январында жеткиликтүү.

9Көмүртектин кайра жаралуучу булактары(шилтеме ibm.com сайтынан тышкары), Энергияны натыйжалуу пайдалануу жана кайра жаралуучу энергия боюнча кеңсе, 2023-жылдын 28-декабрында жеткиликтүү.