Atjaunojamā enerģijair enerģija, kas tiek ražota no Zemes dabas resursiem, kas var tikt papildināti ātrāk nekā tie tiek patērēti. Parastie piemēri ir saules enerģija, hidroenerģija un vēja enerģija. Pāreja uz šiem atjaunojamiem enerģijas avotiem ir galvenais cīņā pretklimata pārmaiņas.
Mūsdienās dažādi stimuli un subsīdijas palīdz uzņēmumiem vieglāk izmantot atjaunojamos resursus kā stabilu enerģijas avotu, lai palīdzētu mazināt klimata krīzi. Taču nākamās paaudzes tīrai enerģijai ir vajadzīgs ne tikai stimuls, bet arī novatoriskas tehnoloģijas, lai uzlabotu energoefektivitāti un elektroenerģijas ražošanu, lai palīdzētu pasaulei sasniegtneto-nulleemisijas.
Saules enerģija
Saules gaismas pārvēršana elektroenerģijā notiek divos veidos — saules fotoelementu (PV) vai saules siltuma enerģijas koncentrēšanas (CSP). Visizplatītākā metode, saules PV, savāc saules gaismu, izmantojot saules paneļus, pārvērš to elektroenerģijā un uzglabā baterijās dažādiem lietojumiem.
Materiālu cenu samazināšanās un uzstādīšanas procesu uzlabojumu dēļ saules enerģijas izmaksas pēdējo desmit gadu laikā ir samazinājušās gandrīz par 90%, padarot to pieejamāku un rentablāku.1 To veicina nākamās paaudzes saules PV tehnoloģija, kas ražo vieglāk un elastīgāki, jaudīgāki un efektīvāki saules paneļi, kas var ražot elektroenerģiju pat vāja saules gaismas periodos.
Saules enerģijas ražošana ir atkarīga no enerģijas uzglabāšanas sistēmām (ESS), lai nodrošinātu konsekventu sadali, tāpēc, palielinoties ražošanas jaudai, uzglabāšanas sistēmām ir jāseko līdzi. Piemēram, plūsmas akumulatoru tehnoloģija tiek uzlabota, lai atbalstītu tīkla mēroga enerģijas uzglabāšanu. Zemu izmaksu, uzticama un mērogojama ESS forma, plūsmas akumulatori var saturēt simtiem megavatstundu elektroenerģijas ar vienu uzlādi. Tas ļauj komunālajiem uzņēmumiem ilgstoši uzglabāt enerģiju zemas ražošanas vai bezražošanas periodos, palīdzot pārvaldīt slodzi un izveidot stabilu un elastīgu elektrotīklu.
ESS iespēju paplašināšana kļūst arvien svarīgākadekarbonizācijacentienus un tīras enerģijas nākotni, palielinoties atjaunojamās enerģijas jaudai. Saskaņā ar Starptautiskās Enerģētikas aģentūras (IEA) datiem 2023. gadā vien atjaunojamā enerģija palielināja savu globālo jaudu par 50%, un saules PV veidoja trīs ceturtdaļas no šīs jaudas. Paredzams, ka laika posmā no 2023. līdz 2028. gadam atjaunojamās elektroenerģijas jauda pieaugs par 7300 gigavatiem, līdz 2028. gadam tiek prognozēts, ka saules PV un sauszemes vēja izmantošana vismaz dubultosies salīdzinājumā ar pašreizējo līmeni Indijā, Brazīlijā, Eiropā un ASV.
Vējš
Cilvēki ir izmantojuši vēja enerģiju, lai ražotu mehānisko un elektrisko enerģiju paaudzēm. Vēja enerģija kā tīrs, ilgtspējīgs un rentabls enerģijas avots piedāvā milzīgu potenciālu palielināt atjaunojamās enerģijas pāreju visā pasaulē, minimāli ietekmējot ekosistēmas. Pamatojoties uz IEA prognozēm, ir sagaidāms, ka vēja elektroenerģijas ražošanas jauda līdz 2028. gadam vairāk nekā dubultosies līdz 350 gigavatiem (GW)3, Ķīnas atjaunojamās enerģijas tirgum pieaugot par 66% 2023. gadā vien.4
Vēja turbīnas ir attīstījušās no maza mēroga, piemēram, vējdzirnavām mājsaimniecības vajadzībām, līdz komunālajiem vēja parkiem. Bet daži no aizraujošākajiem vēja tehnoloģiju sasniegumiem ir jūras vēja enerģijas ražošanā, un daudzi jūras vēja projekti virzās dziļākos ūdeņos. Tiek izstrādāti liela mēroga vēja parki, lai izmantotu spēcīgākus jūras vējus, lai potenciāli dubultotu jūras vēja enerģijas jaudu. 2022. gada septembrī Baltais nams paziņoja par plāniem līdz 2030. gadam izvietot 30 GW peldošas jūras vēja enerģijas. Šīs iniciatīvas mērķis ir nodrošināt vēl 10 miljonus māju ar tīru enerģiju, palīdzēt samazināt enerģijas izmaksas, atbalstīt tīras enerģijas darbavietas un vēl vairāk samazināt valsts atkarību no valsts. par fosilo kurināmo.5
Tā kā elektrotīklos tiek integrēts vairāk tīras enerģijas, atjaunojamās enerģijas ražošanas prognozēšana kļūst ļoti svarīga, lai pārvaldītu stabilu un elastīgu elektroapgādi.Atjaunojamo energoresursu prognozēšanair risinājums, kas balstīts uzAI, sensori,mašīnmācība,ģeotelpiskie dati, uzlabota analītika, savā klasē labākie laikapstākļu dati un daudz kas cits, lai radītu precīzas, konsekventas prognozes mainīgiem atjaunojamiem enerģijas resursiem, piemēram, vējam. Precīzākas prognozes palīdz operatoriem integrēt elektrotīklā vairāk atjaunojamās enerģijas tehnoloģiju. Tie uzlabo tā efektivitāti un uzticamību, labāk prognozējot, kad palielināt vai samazināt ražošanu, tādējādi samazinot ekspluatācijas izmaksas. Piemēram, Omega Energiapalielināja atjaunojamo energoresursu izmantošanu, uzlabojot prognozēšanas precizitāti—15% vējam un 30% saules enerģijai. Šie uzlabojumi palīdzēja palielināt apkopes efektivitāti un samazināt ekspluatācijas izmaksas.
Hidroenerģija
Hidroenerģijas sistēmas izmanto ūdens kustību, tostarp upju un strautu plūsmu, jūras un plūdmaiņu enerģiju, rezervuārus un aizsprostus, lai grieztu turbīnas elektroenerģijas ražošanai. Saskaņā ar IEA teikto, hidroenerģija joprojām būs lielākais tīrās enerģijas piegādātājs līdz 2030. gadam ar jaunām aizraujošām tehnoloģijām.6
Piemēram, maza mēroga hidroenerģija izmanto mini un mikrotīklus, lai nodrošinātu atjaunojamo enerģiju lauku apvidos un apgabalos, kur lielāka infrastruktūra (piemēram, dambji) var nebūt iespējama. Izmantojot sūkni, turbīnu vai ūdensratu, lai pārveidotu mazu upju un strautu dabisko plūsmu elektroenerģijā, maza mēroga hidroenerģija nodrošina ilgtspējīgu enerģijas avotu ar minimālu ietekmi uz vietējām ekosistēmām. Daudzos gadījumos kopienas var izveidot savienojumu ar centralizētu tīklu un pārdot atpakaļ saražoto jaudu.
2021. gadā Nacionālā atjaunojamās enerģijas laboratorija (NREL) Ņujorkas Austrumu upē ievietoja trīs turbīnas, kas izgatavotas no jauna termoplastiska kompozītmateriāla, kas ir mazāk korodīgs un vairāk pārstrādājams nekā tradicionālie materiāli. Jaunās turbīnas ģenerēja tādu pašu enerģijas daudzumu tādā pašā laika posmā kā to priekšgājēji, taču bez manāmiem strukturālajiem bojājumiem.7 Joprojām ir jāveic ārkārtēju apstākļu pārbaude, taču šim zemo izmaksu, pārstrādājamajam materiālam ir potenciāls mainīt hidroenerģijas tirgu, ja pieņemts plašai lietošanai.
Ģeotermālā
Ģeotermālās spēkstacijas (liela mēroga) un ģeotermālie siltumsūkņi (GHP) (maza mēroga) pārvērš siltumu no Zemes iekšpuses elektroenerģijā, izmantojot tvaiku vai ogļūdeņražus. Ģeotermālā enerģija kādreiz bija atkarīga no atrašanās vietas — tai bija nepieciešama piekļuve ģeotermālajiem rezervuāriem dziļi zem Zemes garozas. Jaunākie pētījumi palīdz padarīt ģeotermālo enerģiju agnostiskāku.
Uzlabotās ģeotermālās sistēmas (EGS) nogādā nepieciešamo ūdeni no zem zemes virsmas tur, kur tā nav, ļaujot ražot ģeotermālo enerģiju vietās visā pasaulē, kur tas iepriekš nebija iespējams. Attīstoties ESG tehnoloģijai, Zemes neizsmeļamā siltuma padeves izmantošana var nodrošināt neierobežotu daudzumu tīras, zemu izmaksu enerģijas visiem.
Biomasa
Bioenerģiju iegūst no biomasas, kas sastāv no organiskiem materiāliem, piemēram, augiem un aļģēm. Lai gan bieži tiek apstrīdēts, ka biomasa patiešām ir atjaunojama, mūsdienu bioenerģija ir gandrīz nulles emisiju enerģijas avots.
Īpaši aizraujoša ir attīstība biodegvielu, tostarp biodīzeļdegvielas un bioetanola, jomā. Pētnieki Austrālijā pēta organisko materiālu pārveidošanu ilgtspējīgā aviācijas degvielā (SAF). Tas varētu palīdzēt samazināt reaktīvo dzinēju degvielas oglekļa emisijas līdz pat 80%.8 ASV Enerģētikas departamenta (DOE) Bioenerģijas tehnoloģiju birojs (BETO) štatā izstrādā tehnoloģiju, kas palīdz samazināt bioenerģijas un bioproduktu ražošanas izmaksas un ietekmi uz vidi, vienlaikus uzlabojot tās. kvalitāte.9
Tehnoloģija, lai atbalstītu atjaunojamās enerģijas nākotni
Tīras enerģijas ekonomika balstās uz atjaunojamiem enerģijas avotiem, kas ir neaizsargāti pret vides faktoriem, un, tā kā elektrotīklos tiek iekļauti arvien vairāk, tehnoloģija, kas palīdz pārvaldīt šos riskus, ir ļoti svarīga. IBM Environmental Intelligence var palīdzēt organizācijām palielināt noturību un ilgtspējību, paredzot iespējamos traucējumus un proaktīvi samazinot risku visā darbībā un paplašinātās piegādes ķēdēs.
1 Saules paneļu cenām krītoties, fosilais kurināmais “kļūst novecojis”.(saite atrodas ārpus ibm.com), The Independent, 2023. gada 27. septembris.
2 Atjaunojamās enerģijas masveida paplašināšana paver durvis, lai sasniegtu globālo trīskāršošanās mērķi, kas noteikts COP28.(saite atrodas ārpus ibm.com), Starptautiskā enerģētikas aģentūra, 2024. gada 11. janvāris.
3Vējš(saite atrodas ārpus ibm.com), Starptautiskā enerģētikas aģentūra, 2023. gada 11. jūlijs.
4Atjaunojamie enerģijas avoti — elektrība(saite atrodas ārpus ibm.com), Starptautiskā enerģētikas aģentūra, 2024. gada janvāris.
5Jaunas darbības, lai paplašinātu ASV jūras vēja enerģiju(saite atrodas ārpus ibm.com), Baltais nams, 2022. gada 15. septembris.
6Hidroelektrība(saite atrodas ārpus ibm.com), Starptautiskā enerģētikas aģentūra, 2023. gada 11. jūlijs.
710 nozīmīgi sasniegumi ūdens enerģētikas jomā no 2021. gada(saite atrodas ārpus ibm.com), Nacionālā atjaunojamās enerģijas laboratorija, 2022. gada 18. janvāris.
8 Lai nodrošinātu nākotni, kas veidota uz mūžu(saite atrodas ārpus ibm.com), Jet Zero Australia, piekļūts 2024. gada 11. janvārī.
9Atjaunojamie oglekļa resursi(saite atrodas ārpus ibm.com), Energoefektivitātes un atjaunojamās enerģijas biroja, piekļūts 2023. gada 28. decembrī.
Izlikšanas laiks: 31. oktobris 2024