Atsinaujinanti energijayra energija, pagaminta iš Žemės gamtinių išteklių, tų, kuriuos galima pasipildyti greičiau nei sunaudojama. Įprasti pavyzdžiai yra saulės energija, hidroenergija ir vėjo energija. Perėjimas prie šių atsinaujinančių energijos šaltinių yra labai svarbus kovojant suklimato kaita.
Šiandien įvairios paskatos ir subsidijos padeda įmonėms lengviau remtis atsinaujinančiais ištekliais kaip stabiliu energijos šaltiniu, padedančiu sušvelninti klimato krizę. Tačiau naujos kartos švariai energijai reikia ne tik paskatų, bet ir naujoviškų technologijų, kad būtų pagerintas energijos vartojimo efektyvumas ir energijos gamyba, kad pasaulis pasiektųgrynasis nulisišmetamųjų teršalų.
Saulės
Saulės šviesa paverčiama elektros energija dviem būdais – saulės fotoelektra (PV) arba saulės šiluminės energijos sutelkimu (CSP). Labiausiai paplitęs metodas, saulės PV, surenka saulės šviesą naudojant saulės baterijas, paverčia ją elektros energija ir kaupia akumuliatoriuose įvairiems tikslams.
Dėl mažėjančių medžiagų kainų ir diegimo procesų pažangos saulės energijos kaina per pastarąjį dešimtmetį sumažėjo beveik 90 %, todėl ji tapo prieinamesnė ir ekonomiškesnė.1 Tai dar labiau skatina naujos kartos saulės PV technologija, kuri gamina lengviau. ir lankstesnės, galingesnės ir efektyvesnės saulės baterijos, galinčios generuoti elektros energiją net ir esant mažai saulės šviesos.
Saulės energijos gamyba priklauso nuo energijos kaupimo sistemų (ESS), kad būtų galima nuosekliai paskirstyti, todėl didėjant gamybos pajėgumams, saugojimo sistemos turi neatsilikti. Pavyzdžiui, srauto baterijų technologija yra tobulinama, kad būtų palaikomas tinklo masto energijos kaupimas. Nebrangi, patikima ir keičiamo dydžio ESS, srauto baterijos vienu įkrovimu gali išlaikyti šimtus megavatvalandžių elektros energijos. Tai leidžia komunalinėms įmonėms kaupti energiją ilgą laiką mažos gamybos arba negaminimo laikotarpiu, padeda valdyti apkrovą ir sukurti stabilų ir atsparų elektros tinklą.
ESS pajėgumų išplėtimas tampa vis svarbesnisdekarbonizacijapastangas ir švarios energijos ateitį plečiantis atsinaujinančios energijos pajėgumams. Tarptautinės energetikos agentūros (IEA) duomenimis, vien 2023 m. atsinaujinančios energijos pasaulinis pajėgumas padidėjo 50 %, o saulės PV sudarė tris ketvirtadalius šių pajėgumų. Tikimasi, kad 2023–2028 m. atsinaujinančios elektros energijos pajėgumai padidės 7 300 gigavatų, o saulės energijos ir sausumos vėjo energijos suvartojimas Indijoje, Brazilijoje, Europoje ir JAV išaugs bent dvigubai daugiau nei iki 2028 m.
Vėjas
Žmonės ištisas kartas naudojo vėjo energiją mechaninei ir elektros energijai gaminti. Vėjo energija, kaip švarus, tvarus ir ekonomiškas energijos šaltinis, siūlo didžiulį potencialą padidinti atsinaujinančios energijos perėjimą visame pasaulyje, o tai turi minimalų poveikį ekosistemoms. Remiantis TEA prognozėmis, vėjo elektros energijos gamyba iki 2028 m. turėtų padidėti daugiau nei dvigubai iki 350 gigavatų (GW)3, o Kinijos atsinaujinančios energijos rinka vien 2023 m. padidės 66 %.
Vėjo turbinos iš mažo masto, pavyzdžiui, buitinių vėjo malūnų, virto komunalinėmis vėjo jėgainėms. Tačiau kai kurie iš įdomiausių vėjo technologijų plėtros yra jūros vėjo energijos gamyba, o daugelis jūros vėjo projektų keliauja į gilesnius vandenis. Didelio masto vėjo jėgainių parkai kuriami siekiant panaudoti stipresnius jūros vėjus, kad būtų galima padvigubinti vėjo energijos pajėgumus jūroje. 2022 m. rugsėjį Baltieji rūmai paskelbė apie planus iki 2030 m. panaudoti 30 GW plūduriuojančios jūros vėjo energijos. Šia iniciatyva numatoma aprūpinti švaria energija dar 10 mln. namų, sumažinti energijos sąnaudas, remti švarios energijos darbo vietas ir toliau mažinti šalies priklausomybę. ant iškastinio kuro.5
Kadangi į elektros tinklus integruojama daugiau švarios energijos, atsinaujinančios energijos gamybos prognozė tampa itin svarbi norint valdyti stabilų ir atsparų elektros tiekimą.Atsinaujinančių išteklių prognozavimasyra sprendimas, pagrįstasAI, jutikliai,mašininis mokymasis,geoerdviniai duomenys, pažangi analizė, geriausi savo klasėje orų duomenys ir dar daugiau, kad būtų sukurtos tikslios, nuoseklios kintamų atsinaujinančių energijos išteklių, pvz., vėjo, prognozės. Tikslesnės prognozės padeda operatoriams į elektros tinklą integruoti daugiau atsinaujinančios energijos technologijų. Jie pagerina jos efektyvumą ir patikimumą, geriau numatydami, kada reikia padidinti ar sumažinti gamybą, taip sumažinant veiklos sąnaudas. Pavyzdžiui, „Omega Energia“.padidino atsinaujinančių išteklių naudojimą gerinant prognozavimo tikslumą-15% vėjo ir 30% saulės. Šie patobulinimai padėjo padidinti priežiūros efektyvumą ir sumažinti veiklos sąnaudas.
Hidroenergetika
Hidroenergetinės sistemos naudoja vandens judėjimą, įskaitant upių ir upelių tėkmę, jūrų ir potvynių energiją, rezervuarus ir užtvankas, kad suktų turbinas elektrai gaminti. Pasak IEA, vandens tiekimas iki 2030 m. išliks didžiausias švarios energijos tiekėjas, kurio horizonte yra naujų įdomių technologijų.
Pavyzdžiui, nedidelio masto hidroenergija naudoja mini ir mikro tinklus, kad aprūpintų atsinaujinančiąja energija kaimo vietovėms ir vietovėms, kuriose didesnė infrastruktūra (pvz., užtvankos) gali būti neįgyvendinama. Naudojant siurblį, turbiną ar vandens ratą, paverčiant natūralų mažų upių ir upelių srautą į elektros energiją, nedidelio masto hidroenergija yra tvarus energijos šaltinis, turintis minimalų poveikį vietos ekosistemoms. Daugeliu atvejų bendruomenės gali prisijungti prie centralizuoto tinklo ir parduoti pagamintą elektros energijos perteklių.
2021 m. Nacionalinė atsinaujinančios energijos laboratorija (NREL) į Niujorko Rytų upę patalpino tris turbinas, pagamintas iš naujos termoplastinės kompozicinės medžiagos, kuri yra mažiau korozijai atspari ir labiau perdirbama nei tradicinės medžiagos. Naujosios turbinos sugeneravo tiek pat energijos per tiek pat laiko kaip ir jų pirmtakai, tačiau nepadarė pastebimos konstrukcinės žalos.7 Vis dar reikia atlikti ekstremalių sąlygų bandymus, tačiau ši nebrangi, perdirbama medžiaga gali pakeisti hidroenergijos rinką, jei priimtas plačiai naudoti.
Geoterminis
Geoterminės elektrinės (didelės apimties) ir geoterminiai šilumos siurbliai (GHP) (mažos apimties) paverčia šilumą iš Žemės vidaus į elektros energiją naudojant garus arba angliavandenilius. Geoterminė energija kažkada priklausė nuo vietos – jai reikėjo prieigos prie geoterminių rezervuarų, esančių giliai po Žemės pluta. Naujausi tyrimai padeda padaryti geoterminę šilumą labiau agnostinę.
Patobulintos geoterminės sistemos (EGS) tiekia reikiamą vandenį iš po Žemės paviršiaus ten, kur jo nėra, todėl geoterminę energiją galima gaminti tose vietose visame pasaulyje, kur anksčiau tai nebuvo įmanoma. Tobulėjant ESG technologijoms, išnaudojant neišsenkamą Žemės šilumos šaltinį, galima visiems suteikti neribotą kiekį švarios, nebrangios energijos.
Biomasė
Bioenergija gaminama iš biomasės, kurią sudaro organinės medžiagos, tokios kaip augalai ir dumbliai. Nors dažnai ginčijama, kad biomasė yra tikrai atsinaujinanti, šiandieninė bioenergija yra beveik nulinės emisijos energijos šaltinis.
Biodegalų, įskaitant biodyzeliną ir bioetanolį, plėtra yra ypač įdomi. Australijos mokslininkai tiria, kaip organines medžiagas paversti tvariu aviaciniu kuru (SAF). Tai galėtų padėti sumažinti reaktyvinių degalų anglies emisiją iki 80%.8 Valstijose, JAV Energetikos departamento (DOE) Bioenergijos technologijų biuras (BETO) kuria technologiją, padedančią sumažinti bioenergijos ir bioproduktų gamybos sąnaudas ir poveikį aplinkai, kartu gerinant jų gamybą. kokybė.9
Technologijos, skirtos remti atsinaujinančios energijos ateitį
Švarios energijos ekonomika remiasi atsinaujinančiais energijos šaltiniais, kurie yra pažeidžiami aplinkos veiksnių, ir kadangi daugiau jų įtraukiama į elektros tinklus, technologija, padedanti valdyti šią riziką, yra labai svarbi. IBM Environmental Intelligence gali padėti organizacijoms padidinti atsparumą ir tvarumą numatant galimus sutrikimus ir aktyviai mažinant riziką visose operacijose ir išplėstose tiekimo grandinėse.
1 Iškastinis kuras „pasensta“, nes saulės kolektorių kainos smarkiai krenta(nuoroda yra ne ibm.com), „The Independent“, 2023 m. rugsėjo 27 d.
2 Didžiulė atsinaujinančios energijos plėtra atveria duris pasiekti pasaulinį trigubą tikslą, iškeltą COP28(nuoroda yra ne ibm.com), Tarptautinė energetikos agentūra, 2024 m. sausio 11 d.
3Vėjas(nuoroda yra ne ibm.com), Tarptautinė energetikos agentūra, 2023 m. liepos 11 d.
4Atsinaujinantys šaltiniai – elektra(nuoroda yra ne ibm.com), Tarptautinė energetikos agentūra, 2024 m. sausio mėn.
5Nauji veiksmai, skirti plėsti JAV jūros vėjo energiją(nuoroda yra ne ibm.com), Baltieji rūmai, 2022 m. rugsėjo 15 d.
6Hidroelektrinė(nuoroda yra ne ibm.com), Tarptautinė energetikos agentūra, 2023 m. liepos 11 d.
710 reikšmingų vandens energijos pasiekimų nuo 2021 m(nuoroda yra ne ibm.com), Nacionalinė atsinaujinančios energijos laboratorija, 2022 m. sausio 18 d.
8 Kad būtų sukurta gyvybei sukurta ateitis(nuoroda yra ne ibm.com), Jet Zero Australia, pasiekta 2024 m. sausio 11 d.
9Atsinaujinantys anglies ištekliai(nuoroda yra ne ibm.com), Energijos efektyvumo ir atsinaujinančios energijos biuras, peržiūrėta 2023 m. gruodžio 28 d.
Paskelbimo laikas: 2024-10-31