Иднината на обновливите извори на енергија

Соларни

Конвертирањето на сончевата светлина во електрична енергија се случува на два начина - соларни фотоволтаици (PV) или концентрирана соларно-термална енергија (CSP). Најчестиот метод, соларни PV, ја собира сончевата светлина користејќи соларни панели, ја претвора во електрична енергија и ја складира во батерии за различни намени.

Поради намалувањето на цените на материјалите и напредокот во процесите на инсталација, цената на соларната енергија се намали за речиси 90% во текот на изминатата деценија, што ја прави подостапна и поекономична. и пофлексибилни, моќни и ефикасни соларни панели кои можат да генерираат електрична енергија дури и за време на периоди на слаба сончева светлина.

Производството на сончева енергија се потпира на системи за складирање енергија (ESS) за конзистентна дистрибуција - така што како што се зголемува капацитетот за производство, системите за складирање мора да одржуваат чекор. На пример, технологијата на проток на батерии се подобрува за да се поддржи складирањето на енергија во мрежа. Евтината, доверлива и скалабилна форма на ESS батерии со проток можат да задржат стотици мегават часови електрична енергија со едно полнење. Ова им овозможува на претпријатијата да складираат енергија долгорочно за периоди на ниско или непроизводство, помагајќи да се управува со оптоварувањето и да се создаде стабилна и еластична електрична мрежа.

Проширувањето на способностите на ESS станува сè поважно задекарбонизацијанапори и иднина за чиста енергија како што се зголемува капацитетот за обновлива енергија. Според Меѓународната агенција за енергија (ИЕА), само во 2023 година, обновливите извори на енергија го зголемија својот глобален капацитет за 50%, при што соларните PV сочинуваат три четвртини од тој капацитет. И во периодот од 2023 до 2028 година, капацитетот за обновлива електрична енергија се очекува да порасне за 7.300 гигавати со соларни PV и искористување на копнениот ветер што се очекува да се удвои во однос на сегашните нивоа во Индија, Бразил, Европа и САД до 2028 година.2

Ветер

Луѓето со генерации ја користат енергијата на ветерот за да генерираат механичка и електрична енергија. Како чист, одржлив и рентабилен извор на енергија, енергијата на ветерот нуди огромен потенцијал за зголемување на транзицијата на обновливите извори на енергија низ целиот свет со минимално влијание врз екосистемите. Врз основа на прогнозата на ИЕА, производството на електрична енергија од ветер се очекува да се удвои до 350 гигавати (GW) до 20283 година, при што кинескиот пазар за обновливи извори на енергија ќе се зголеми за 66% само во 2023 година.4

Ветерните турбини еволуираа од мали, како што се ветерници за употреба во домаќинствата, до полезни размери за фарми со ветерници. Но, некои од највозбудливите случувања во ветротехнологијата се во производството на енергија од ветер на морето, при што многу проекти од офшор ветерот се движат во подлабоките води. Се развиваат ветерни електрани од големи размери за да се искористат посилните морски ветрови за потенцијално двојно да се удвои капацитетот на енергијата на ветерот во море. Во септември 2022 година, Белата куќа ги објави плановите за распоредување 30 GW пловечка енергија од ветер до 2030 година. Оваа иницијатива треба да обезбеди уште 10 милиони домови со чиста енергија, да помогне во намалувањето на трошоците за енергија, да ги поддржи работните места за чиста енергија и дополнително да ја намали зависноста на земјата на фосилни горива.5

Како што повеќе чиста енергија се интегрира во енергетските мрежи, предвидувањето на производството на обновлива енергија станува клучно за управување со стабилно, еластично снабдување со електрична енергија.Прогнозирање на обновливите извори на енергијае решение изградено наAI, сензори,машинско учење,геопросторни податоци, напредна аналитика, најдобри временски податоци во класата и повеќе за генерирање точни, конзистентни прогнози за променливите обновливи извори на енергија како ветерот. Попрецизните прогнози им помагаат на операторите да интегрираат повеќе технологии за обновлива енергија во електричната мрежа. Тие ја подобруваат неговата ефикасност и доверливост со подобро проектирање кога да се зголеми производството нагоре или надолу, намалувајќи ги оперативните трошоци. На пример, Омега Енергијазголемено искористување на обновливите извори на енергија преку подобрување на точноста на предвидувањето-15% за ветер и 30% за сончева енергија. Овие подобрувања помогнаа да се зголеми ефикасноста на одржувањето и да се минимизираат оперативните трошоци.

Хидроенергија

Хидроенергетските енергетски системи користат движење на водата, вклучувајќи проток на реки и потоци, морска и плимна енергија, резервоари и брани за вртење на турбините за производство на електрична енергија. Според ИЕА, хидроцентралите ќе останат најголемиот снабдувач на чиста енергија до 2030 година со возбудливи нови технологии на хоризонтот.6

На пример, малите хидроцентрали користат мини и микро-мрежи за да обезбедат обновлива енергија во руралните области и области каде што поголема инфраструктура (како брани) можеби не е изводлива. Користејќи пумпа, турбина или водено тркало за претворање на природниот тек на малите реки и потоци во електрична енергија, малите хидроцентрали обезбедуваат одржлив извор на енергија со минимално влијание врз локалните екосистеми. Во многу случаи, заедниците можат да се поврзат во централизирана мрежа и да го вратат вишокот произведена енергија.

Во 2021 година, Националната лабораторија за обновлива енергија (NREL) постави три турбини направени од нов термопластичен композитен материјал кој е помалку кородибилен и повеќе може да се рециклира од традиционалните материјали во Ист Ривер во Њујорк. Новите турбини генерираа иста количина на енергија во исто време како и нивните претходници, но без забележливи структурни оштетувања.7 Тестирањето во екстремни услови е сè уште неопходно, но овој евтин материјал што може да се рециклира има потенцијал да го револуционизира пазарот на хидроенергија ако усвоен за широка употреба.

Геотермална

Геотермалните централи (големи) и геотермалните топлински пумпи (GHP) (мали) ја претвораат топлината од внатрешноста на Земјата во електрична енергија користејќи пареа или јаглеводород. Геотермалната енергија некогаш беше зависна од локацијата - бараше пристап до геотермалните резервоари длабоко под Земјината кора. Најновото истражување помага да се направи геотермална локација поагностичка.

Подобрените геотермални системи (EGS) ја носат потребната вода од под површината на Земјата до каде што не е, овозможувајќи производство на геотермална енергија на места низ светот каде што претходно не беше можно. И како што еволуира технологијата ESG, искористувањето на неисцрпното снабдување со топлина на Земјата има потенцијал да обезбеди неограничени количини чиста, евтина енергија за сите.

Биомаса

Биоенергијата се генерира од биомаса која се состои од органски материјал како што се растенија и алги. Иако биомасата често се оспорува како навистина обновлива, денешната биоенергија е извор на енергија со речиси нулта емисија.

Развојот на биогоривата, вклучувајќи ги биодизелот и биоетанолот е особено возбудлив. Истражувачите во Австралија истражуваат конвертирање на органски материјал во одржливи горива за авијација (SAF). Ова би можело да помогне да се намалат емисиите на јаглерод од млазното гориво до 80%.8 Во сојузната држава, Канцеларијата за биоенергетски технологии на Министерството за енергетика (DOE) на САД (DOE) развива технологија за да помогне во намалувањето на трошоците и влијанијата врз животната средина од производството на биоенергија и биопроизводи, истовремено подобрувајќи ги нивните квалитет.9

Технологија за поддршка на иднината на обновливите извори на енергија

Економијата на чиста енергија се потпира на обновливите извори на енергија кои се ранливи на факторите на животната средина и како што повеќе се инкорпорирани во електроенергетските мрежи, технологијата која помага во управувањето со тие ризици е од клучно значење. IBM Environmental Intelligence може да им помогне на организациите да ја зголемат отпорноста и одржливоста со предвидување на потенцијални нарушувања и проактивно намалување на ризикот во текот на операциите и проширените синџири на снабдување.

1 Фосилните горива „застаруваат“ бидејќи цените на соларните панели драстично паѓаат(врската се наоѓа надвор од ibm.com), The Independent, 27 септември 2023 година.

2 Масовното проширување на обновливата енергија ја отвора вратата за постигнување на глобалната тројна цел поставена на COP28(врската се наоѓа надвор од ibm.com), Меѓународна агенција за енергија, 11 јануари 2024 година.

3Ветер(врската се наоѓа надвор од ibm.com), Меѓународна агенција за енергија, 11 јули 2023 година.

4Обновливи извори - електрична енергија(врската се наоѓа надвор од ibm.com), Меѓународна агенција за енергија, јануари 2024 година.

5Нови дејствија за проширување на американската офшор енергија од ветер(врската се наоѓа надвор од ibm.com), Белата куќа, 15 септември 2022 година.

6Хидроелектрична енергија(врската се наоѓа надвор од ibm.com), Меѓународна агенција за енергија, 11 јули 2023 година.

710 значајни достигнувања за водоснабдување од 2021 година(врската се наоѓа надвор од ibm.com), Национална лабораторија за обновлива енергија, 18 јануари 2022 година.

8 Да се ​​напојува иднината изградена за живот(врската се наоѓа надвор од ibm.com), Jet Zero Australia, пристапено на 11 јануари 2024 година.

9Обновливи извори на јаглерод(врската се наоѓа надвор од ibm.com), Канцеларија за енергетска ефикасност и обновлива енергија, пристапено на 28 декември 2023 година.