अक्षय ऊर्जेचे भविष्य

सौर

सूर्यप्रकाशाचे विद्युत उर्जेमध्ये रूपांतर दोन प्रकारे होते - सौर फोटोव्होल्टाइक्स (PV) किंवा केंद्रित सौर-औष्णिक उर्जा (CSP). सर्वात सामान्य पद्धत, सोलर पीव्ही, सौर पॅनेल वापरून सूर्यप्रकाश गोळा करते, त्याचे विद्युत उर्जेमध्ये रूपांतर करते आणि विविध वापरांसाठी बॅटरीमध्ये साठवते.

सामग्रीच्या किमती कमी झाल्यामुळे आणि प्रतिष्ठापन प्रक्रियेतील प्रगतीमुळे, गेल्या दशकात सौर ऊर्जेची किंमत जवळपास 90% कमी झाली आहे, ज्यामुळे ती अधिक सुलभ आणि किफायतशीर बनली आहे. 1 याला पुढे चालना देणारी सोलर पीव्ही तंत्रज्ञानाची पुढची पिढी आहे जी हलकी निर्मिती करत आहे. आणि अधिक लवचिक, शक्तिशाली आणि कार्यक्षम सौर पॅनेल जे कमी सूर्यप्रकाशाच्या काळातही वीज निर्माण करू शकतात.

सौरऊर्जा निर्मिती सातत्यपूर्ण वितरणासाठी ऊर्जा साठवण प्रणाली (ESS) वर अवलंबून असते-म्हणून निर्मिती क्षमता वाढत असताना, साठवण प्रणालींनी गती राखली पाहिजे. उदाहरणार्थ, ग्रिड-स्केल ऊर्जा संचयनास समर्थन देण्यासाठी फ्लो बॅटरी तंत्रज्ञान सुधारित केले जात आहे. ESS चे कमी किमतीच्या, विश्वासार्ह आणि स्केलेबल फॉर्म, फ्लो बॅटरी एकाच चार्जवर शेकडो मेगावॅट तास वीज धारण करू शकतात. हे युटिलिटीजना कमी-किंवा गैर-उत्पादन कालावधीसाठी ऊर्जा दीर्घकाळ साठवून ठेवण्यास सक्षम करते, लोड व्यवस्थापित करण्यात आणि स्थिर आणि लवचिक पॉवर ग्रिड तयार करण्यात मदत करते.

ESS क्षमतांचा विस्तार करणे अधिकाधिक महत्त्वाचे होत आहेdecarbonizationनवीकरणीय उर्जा क्षमता विस्तारत असताना प्रयत्न आणि स्वच्छ ऊर्जा भविष्य. इंटरनॅशनल एनर्जी एजन्सी (IEA) च्या मते, एकट्या 2023 मध्ये, अक्षय ऊर्जेने तिची जागतिक क्षमता 50% ने वाढवली, ज्यामध्ये सौर PV क्षमतेच्या तीन चतुर्थांश आहे. आणि 2023 ते 2028 या कालावधीत, 2028.2 पर्यंत भारत, ब्राझील, युरोप आणि यूएस मध्ये सौर पीव्ही आणि किनार्यावरील वाऱ्याच्या वापरासह अक्षय वीज क्षमता 7,300 गिगावॅटने वाढण्याची अपेक्षा आहे.

वारा

मानव पिढ्यानपिढ्या यांत्रिक आणि विद्युत ऊर्जा निर्माण करण्यासाठी पवन उर्जा वापरत आहे. स्वच्छ, शाश्वत आणि किफायतशीर ऊर्जेचा स्रोत म्हणून, पवन ऊर्जा पर्यावरणावर कमीत कमी प्रभाव टाकून जगभरात अक्षय ऊर्जा संक्रमण वाढवण्याची अफाट क्षमता देते. IEA अंदाजावर आधारित, पवन वीज निर्मिती 20283 पर्यंत दुप्पट ते 350 गिगावॅट (GW) पर्यंत अपेक्षित आहे आणि एकट्या 2023 मध्ये चीनच्या अक्षय ऊर्जा बाजारपेठेत 66% वाढ होईल.4

पवन टर्बाइन लहान-मोठ्या प्रमाणावर विकसित झाले आहेत, जसे की घरगुती वापरासाठी पवनचक्की, पवन शेतासाठी उपयुक्तता-स्केल. परंतु पवन तंत्रज्ञानातील काही सर्वात रोमांचक विकास ऑफशोअर पवन ऊर्जा निर्मितीमध्ये आहेत, अनेक ऑफशोअर पवन प्रकल्प खोल पाण्यात नेव्हिगेट करत आहेत. तटीय पवन ऊर्जा क्षमता दुप्पट करण्यासाठी मजबूत ऑफशोअर वारे वापरण्यासाठी मोठ्या प्रमाणात पवन फार्म विकसित केले जात आहेत. सप्टेंबर 2022 मध्ये, व्हाईट हाऊसने 2030 पर्यंत 30 GW फ्लोटिंग ऑफशोअर पवन ऊर्जा तैनात करण्याची योजना जाहीर केली. हा उपक्रम आणखी 10 दशलक्ष घरांना स्वच्छ ऊर्जा प्रदान करण्यासाठी, कमी ऊर्जा खर्चात मदत करण्यासाठी, स्वच्छ ऊर्जा नोकऱ्यांना समर्थन देण्यासाठी आणि देशाचा अवलंबित्व कमी करण्यासाठी सेट आहे. जीवाश्म इंधनावर.5

अधिक स्वच्छ ऊर्जा पॉवर ग्रिडमध्ये समाकलित केल्यामुळे, स्थिर, लवचिक विद्युत पुरवठा व्यवस्थापित करण्यासाठी अक्षय ऊर्जा उत्पादनाचा अंदाज महत्त्वपूर्ण बनतो.अक्षय्यतेचा अंदाजतयार केलेला उपाय आहेAI, सेन्सर्स,मशीन शिक्षण,भौगोलिक डेटा, प्रगत विश्लेषणे, सर्वोत्तम-इन-क्लास हवामान डेटा आणि वारा सारख्या परिवर्तनीय अक्षय ऊर्जा संसाधनांसाठी अचूक, सातत्यपूर्ण अंदाज निर्माण करण्यासाठी. अधिक अचूक अंदाज ऑपरेटरना अधिक नूतनीकरणक्षम ऊर्जा तंत्रज्ञान विद्युत ग्रीडमध्ये समाकलित करण्यात मदत करतात. ते त्याची कार्यक्षमता आणि विश्वासार्हता सुधारतात आणि उत्पादन कधी वाढवायचे किंवा कमी करायचे याचे उत्तम प्रक्षेपण करून, ऑपरेटिंग खर्च कमी करतात. उदाहरणार्थ, ओमेगा एनर्जीअंदाज अचूकता सुधारून नूतनीकरणक्षमतेचा वापर वाढवला-15% वाऱ्यासाठी आणि 30% सौरसाठी. या सुधारणांमुळे देखभाल कार्यक्षमतेला चालना देण्यात आणि ऑपरेटिंग खर्च कमी करण्यात मदत झाली.

जलविद्युत

जलविद्युत ऊर्जा प्रणाली नदी आणि प्रवाह, सागरी आणि भरती-ओहोटी ऊर्जा, जलाशय आणि धरणे यासह पाण्याच्या हालचालींचा वापर वीज निर्मितीसाठी टर्बाइन फिरवण्यासाठी करतात. IEA च्या मते, क्षितिजावरील रोमांचक नवीन तंत्रज्ञानासह 2030 पर्यंत हायड्रो सर्वात मोठी स्वच्छ ऊर्जा प्रदाता राहील.6

उदाहरणार्थ, ग्रामीण भागात आणि जेथे मोठ्या पायाभूत सुविधा (जसे की धरणे) शक्य नसतील अशा भागात अक्षय ऊर्जा पुरवण्यासाठी लघु-आणि सूक्ष्म-ग्रिडचा वापर लहान-मोठ्या प्रमाणात हायड्रो करते. लहान नद्या आणि प्रवाहांच्या नैसर्गिक प्रवाहाचे विजेमध्ये रूपांतर करण्यासाठी पंप, टर्बाइन किंवा वॉटरव्हील वापरून, लघु-स्तरीय हायड्रो स्थानिक परिसंस्थांवर कमीत कमी प्रभावासह टिकाऊ ऊर्जा स्त्रोत प्रदान करते. बऱ्याच प्रकरणांमध्ये, समुदाय केंद्रीकृत ग्रिडमध्ये कनेक्ट होऊ शकतात आणि उत्पादित अतिरिक्त वीज परत विकू शकतात.

2021 मध्ये, नॅशनल रिन्यूएबल एनर्जी लॅबोरेटरी (NREL) ने न्यू यॉर्क शहराच्या पूर्व नदीमध्ये पारंपारिक सामग्रीपेक्षा कमी गंजण्यायोग्य आणि अधिक पुनर्वापर करण्यायोग्य असलेल्या नवीन थर्मोप्लास्टिक संमिश्र सामग्रीपासून बनवलेल्या तीन टर्बाइन ठेवल्या. नवीन टर्बाइनने त्यांच्या पूर्ववर्ती सारख्याच वेळेत तेवढीच उर्जा निर्माण केली परंतु कोणतेही स्ट्रक्चरल नुकसान न करता.7 अत्यंत स्थितीची चाचणी अजूनही आवश्यक आहे, परंतु या कमी किमतीच्या, पुनर्वापर करण्यायोग्य सामग्रीमध्ये जलविद्युत बाजारात क्रांती घडवून आणण्याची क्षमता आहे जर व्यापक वापरासाठी दत्तक.

भूतापीय

भू-औष्णिक ऊर्जा प्रकल्प (मोठ्या प्रमाणात) आणि भू-औष्णिक उष्णता पंप (जीएचपी) (लहान-प्रमाणात) पृथ्वीच्या आतील भागातून वाफे किंवा हायड्रोकार्बन वापरून उष्णतेचे विजेमध्ये रूपांतर करतात. भू-औष्णिक ऊर्जा ही एकेकाळी स्थानावर अवलंबून होती - पृथ्वीच्या कवचाखाली खोल भू-औष्णिक जलाशयांमध्ये प्रवेश आवश्यक होता. नवीनतम संशोधन भू-औष्णिक स्थान अधिक अज्ञेय बनविण्यात मदत करत आहे.

वर्धित भू-तापीय प्रणाली (EGS) आवश्यक पाणी पृथ्वीच्या पृष्ठभागाच्या खालून ते नसलेल्या ठिकाणी आणते, ज्यामुळे जगभरातील अशा ठिकाणी भू-औष्णिक ऊर्जा उत्पादन शक्य होते जेथे ते पूर्वी शक्य नव्हते. आणि जसजसे ईएसजी तंत्रज्ञान विकसित होत आहे, तसतसे पृथ्वीच्या उष्णतेच्या अतुलनीय पुरवठ्यामध्ये टॅप करणे सर्वांसाठी अमर्याद प्रमाणात स्वच्छ, कमी किमतीची ऊर्जा प्रदान करण्याची क्षमता आहे.

बायोमास

बायोएनर्जी बायोमासपासून तयार होते ज्यात वनस्पती आणि शैवाल यांसारख्या सेंद्रिय पदार्थांचा समावेश असतो. जरी बायोमास हे खरोखरच नूतनीकरण करण्यायोग्य म्हणून विवादित असले तरी, आजची जैव ऊर्जा हा ऊर्जेचा जवळजवळ शून्य उत्सर्जन स्त्रोत आहे.

बायोडिझेल आणि बायोइथेनॉलसह जैवइंधनातील विकास विशेषतः रोमांचक आहेत. ऑस्ट्रेलियातील संशोधक सेंद्रिय सामग्रीचे शाश्वत विमान इंधन (SAF) मध्ये रूपांतर करण्याचा शोध घेत आहेत. हे जेट इंधन कार्बन उत्सर्जन 80%.8 पर्यंत कमी करण्यास मदत करू शकते राज्याच्या बाजूला, यूएस डिपार्टमेंट ऑफ एनर्जीचे (DOE) बायोएनर्जी टेक्नॉलॉजीज ऑफिस (BETO) बायोएनर्जी आणि बायोप्रॉडक्ट उत्पादनाचा खर्च आणि पर्यावरणीय प्रभाव कमी करण्यात मदत करण्यासाठी तंत्रज्ञान विकसित करत आहे. गुणवत्ता.9

नूतनीकरणक्षम उर्जेच्या भविष्यासाठी तंत्रज्ञान

स्वच्छ ऊर्जा अर्थव्यवस्था पर्यावरणीय घटकांसाठी असुरक्षित असलेल्या अक्षय ऊर्जा स्रोतांवर अवलंबून असते आणि पॉवर ग्रिडमध्ये अधिक समाविष्ट केल्यामुळे त्या जोखमींचे व्यवस्थापन करण्यात मदत करणारे तंत्रज्ञान महत्त्वाचे आहे. IBM Environmental Intelligence संस्थांना संभाव्य व्यत्ययांचा अंदाज घेऊन आणि संपूर्ण ऑपरेशन्स आणि विस्तारित पुरवठा साखळींमध्ये जोखीम सक्रियपणे कमी करून लवचिकता आणि टिकाऊपणा वाढविण्यात मदत करू शकते.

1 सौर पॅनेलच्या किमती घसरल्याने जीवाश्म इंधन 'अप्रचलित' होत आहे(लिंक ibm.com च्या बाहेर आहे), द इंडिपेंडंट, 27 सप्टेंबर 2023.

2 नूतनीकरणक्षम उर्जेच्या मोठ्या प्रमाणावर विस्ताराने COP28 मध्ये निर्धारित जागतिक तिप्पट लक्ष्य साध्य करण्यासाठी दरवाजे उघडले(लिंक ibm.com च्या बाहेर आहे), इंटरनॅशनल एनर्जी एजन्सी, 11 जानेवारी 2024.

3वारा(लिंक ibm.com च्या बाहेर आहे), इंटरनॅशनल एनर्जी एजन्सी, 11 जुलै 2023.

4नवीकरणीय ऊर्जा - वीज(लिंक ibm.com च्या बाहेर आहे), इंटरनॅशनल एनर्जी एजन्सी, जानेवारी 2024.

५यूएस ऑफशोअर पवन ऊर्जेचा विस्तार करण्यासाठी नवीन क्रिया(लिंक ibm.com च्या बाहेर आहे), द व्हाईट हाऊस, 15 सप्टेंबर 2022.

6जलविद्युत(लिंक ibm.com च्या बाहेर आहे), इंटरनॅशनल एनर्जी एजन्सी, 11 जुलै 2023.

७2021 पासून 10 महत्त्वपूर्ण जल उर्जा उपलब्धी(लिंक ibm.com च्या बाहेर आहे), नॅशनल रिन्यूएबल एनर्जी लॅबोरेटरी, 18 जानेवारी 2022.

8 जीवनासाठी तयार केलेल्या भविष्याला सामर्थ्य देण्यासाठी(लिंक ibm.com च्या बाहेर आहे), जेट झिरो ऑस्ट्रेलिया, 11 जानेवारी 2024 रोजी प्रवेश केला.

९अक्षय कार्बन संसाधने(लिंक ibm.com च्या बाहेर आहे), ऊर्जा कार्यक्षमता आणि अक्षय ऊर्जा कार्यालय, 28 डिसेंबर 2023 रोजी प्रवेश केला.