Fornybar energier energi produsert fra jordens naturressurser, de som kan etterfylles raskere enn de forbrukes. Vanlige eksempler inkluderer solkraft, vannkraft og vindkraft. Å skifte til disse fornybare energikildene er nøkkelen til kampen motklimaendringer.
I dag bidrar en rekke insentiver og subsidier til å gjøre det lettere for bedrifter å støtte seg på fornybare ressurser som en stabil kraftkilde for å bidra til å lindre klimakrisen. Men neste generasjon ren energi krever mer enn bare insentiv, den trenger innovativ teknologi for å forbedre energieffektiviteten og kraftproduksjonen for å hjelpe verden nånetto-nullutslipp.
Solar
Konvertering av sollys til elektrisk energi skjer på to måter - solenergi (PV) eller konsentrert solenergi (CSP). Den vanligste metoden, solar PV, samler inn sollys ved hjelp av solcellepaneler, konverterer det til elektrisk energi og lagrer det i batterier for en rekke bruksområder.
På grunn av synkende materialpriser og fremskritt i installasjonsprosesser, har kostnadene for solenergi falt nesten 90 % i løpet av det siste tiåret, noe som gjør den mer tilgjengelig og kostnadseffektiv.1 Drivstoff til dette er neste generasjon solcelle-PV-teknologi som produserer lettere og mer fleksible, kraftige og effektive solcellepaneler som kan generere strøm selv i perioder med lite sollys.
Solenergiproduksjon er avhengig av energilagringssystemer (ESS) for konsistent distribusjon – så når produksjonskapasiteten øker, må lagringssystemene holde tritt. For eksempel blir strømningsbatteriteknologien forbedret for å støtte energilagring i nettskala. En rimelig, pålitelig og skalerbar form for ESS, flow-batterier kan holde hundrevis av megawattimer med strøm på en enkelt lading. Dette gjør det mulig for verktøy å lagre energi på lang sikt i perioder med lav eller ikke-produksjon, og hjelper til med å håndtere belastning og skape et stabilt og motstandsdyktig strømnett.
Å utvide ESS-kapasiteter blir stadig viktigere foravkarboniseringinnsats og en fremtid for ren energi ettersom fornybar kraftkapasitet utvides. I følge Det internasjonale energibyrået (IEA), i 2023 alene, økte fornybar energi sin globale kapasitet med 50 %, med solcellepaneler som utgjorde tre fjerdedeler av denne kapasiteten. Og i perioden mellom 2023 og 2028 forventes fornybar elektrisitetskapasitet å vokse med 7 300 gigawatt med solenergi-PV og landbasert vindbruk som forventes å minst doble seg over dagens nivåer i India, Brasil, Europa og USA gjennom 2028.2
Vind
Mennesker har brukt vindkraft til å generere mekanisk og elektrisk energi i generasjoner. Som en ren, bærekraftig og kostnadseffektiv kraftkilde tilbyr vindenergi et enormt potensial for å øke overgangen til fornybar energi over hele kloden med minimal innvirkning på økosystemene. Basert på IEA-prognosen forventes vindkraftproduksjonen å mer enn dobles til 350 gigawatt (GW) innen 20283, og Kinas marked for fornybar energi vil øke med 66 % i 2023 alene.4
Vindturbiner har utviklet seg fra småskala, som vindmøller til husholdningsbruk, til bruksskala for vindparker. Men noen av de mest spennende utviklingene innen vindteknologi er innen offshore vindkraftproduksjon, med mange offshore vindprosjekter som navigerer inn på dypere vann. Storskala vindparker utvikles for å utnytte sterkere havvind for å potensielt doble havvindkraftkapasiteten. I september 2022 kunngjorde Det hvite hus planer om å distribuere 30 GW flytende vindkraft til havs innen 2030. Dette initiativet er satt til å gi 10 millioner flere hjem ren energi, bidra til å senke energikostnadene, støtte rene energijobber og ytterligere redusere landets avhengighet på fossilt brensel.5
Ettersom mer ren energi integreres i strømnettet, blir prognoser for fornybar energiproduksjon avgjørende for å administrere en stabil, motstandsdyktig elektrisk forsyning.Fornybar prognoseer en løsning bygget påAI, sensorer,maskinlæring,geospatiale data, avanserte analyser, klassens beste værdata og mer for å generere nøyaktige, konsistente prognoser for variable fornybare energiressurser som vind. Mer presise prognoser hjelper operatørene med å integrere flere fornybare energiteknologier i strømnettet. De forbedrer effektiviteten og påliteligheten ved å bedre projisere når produksjonen skal trappes opp eller ned, noe som reduserer driftskostnadene. For eksempel Omega Energiaøkt utnyttelse av fornybar energi ved å forbedre prognosenøyaktigheten—15 % for vind og 30 % for sol. Disse forbedringene bidro til å øke vedlikeholdseffektiviteten og minimere driftskostnadene.
Vannkraft
Vannkraftsenergisystemer bruker vannbevegelse inkludert elve- og bekkestrøm, marin og tidevannsenergi, reservoarer og demninger for å spinne turbiner for å generere elektrisitet. Ifølge IEA vil hydro forbli den største leverandøren av ren energi gjennom 2030 med spennende ny teknologi i horisonten.6
For eksempel bruker småskala vannkraft mini- og mikronett for å gi fornybar energi til landlige områder og områder der større infrastruktur (som dammer) kanskje ikke er mulig. Ved å bruke en pumpe, turbin eller vannhjul for å konvertere den naturlige strømmen av små elver og bekker til elektrisitet, gir småskala vannkraft en bærekraftig energikilde med minimal innvirkning på lokale økosystemer. I mange tilfeller kan lokalsamfunn koble seg til et sentralisert nett og selge tilbake overflødig produsert kraft.
I 2021 plasserte National Renewable Energy Laboratory (NREL) tre turbiner laget av et nytt termoplastisk komposittmateriale som er mindre korroderbart og mer resirkulerbart enn tradisjonelle materialer i New York Citys East River. De nye turbinene genererte samme mengde energi på samme tid som forgjengerne, men uten merkbare strukturelle skader.7 Ekstrem tilstandstesting er fortsatt nødvendig, men dette rimelige, resirkulerbare materialet har potensial til å revolusjonere vannkraftmarkedet hvis tatt i bruk for utbredt bruk.
Geotermisk
Geotermiske kraftverk (storskala) og geotermiske varmepumper (GHP) (småskala) omdanner varme fra jordens indre til elektrisitet ved hjelp av damp eller hydrokarbon. Geotermisk energi var en gang stedsavhengig – noe som krevde tilgang til geotermiske reservoarer dypt under jordskorpen. Den siste forskningen bidrar til å gjøre geotermien mer plasseringsagnostisk.
Forbedrede geotermiske systemer (EGS) bringer det nødvendige vannet fra under jordoverflaten til der det ikke er, noe som muliggjør geotermisk energiproduksjon på steder rundt om på kloden der det tidligere ikke var mulig. Og etter hvert som ESG-teknologien utvikler seg, har å utnytte jordens uuttømmelige tilførsel av varme potensialet til å gi ubegrensede mengder ren, rimelig energi til alle.
Biomasse
Bioenergi genereres fra biomasse som består av organisk materiale som planter og alger. Selv om biomasse ofte omstrides som virkelig fornybar, er dagens bioenergi en nesten nullutslippskilde til energi.
Utviklingen innen biodrivstoff inkludert biodiesel og bioetanol er spesielt spennende. Forskere i Australia utforsker konvertering av organisk materiale til bærekraftig flydrivstoff (SAF). Dette kan bidra til å redusere karbonutslipp fra flydrivstoff med opptil 80%.8 Stateside, US Department of Energy's (DOE) Bioenergy Technologies Office (BETO) utvikler teknologi for å redusere kostnadene og miljøpåvirkningene av bioenergi og bioproduktproduksjon samtidig som de forbedrer deres kvalitet.9
Teknologi for å støtte fremtiden for fornybar energi
En ren energiøkonomi er avhengig av fornybare energikilder som er sårbare for miljøfaktorer, og ettersom flere er innlemmet i strømnettet, er teknologi for å hjelpe til med å håndtere disse risikoene avgjørende. IBM Environmental Intelligence kan hjelpe organisasjoner med å øke robusthet og bærekraft ved å forutse potensielle forstyrrelser og proaktivt redusere risiko gjennom hele driften og utvidede forsyningskjeder.
1 Fossilt brensel «blir foreldet» ettersom prisene på solcellepaneler stuper(lenken ligger utenfor ibm.com), The Independent, 27. september 2023.
2 Massiv utvidelse av fornybar kraft åpner døren for å oppnå det globale tredoblingsmålet satt på COP28(link resides outside ibm.com), International Energy Agency, 11. januar 2024.
3Vind(link resides outside ibm.com), International Energy Agency, 11. juli 2023.
4Fornybar energi – elektrisitet(link resides outside ibm.com), International Energy Agency, januar 2024.
5Nye tiltak for å utvide amerikansk offshore vindenergi(lenken ligger utenfor ibm.com), Det hvite hus, 15. september 2022.
6Vannkraft(lenken ligger utenfor ibm.com), International Energy Agency, 11. juli 2023.
710 betydelige vannkraftprestasjoner fra 2021(lenken ligger utenfor ibm.com), National Renewable Energy Laboratory, 18. januar 2022.
8 For å drive en fremtid bygget for livet(lenken ligger utenfor ibm.com), Jet Zero Australia, åpnet 11. januar 2024.
9Fornybare karbonressurser(link resides outside ibm.com), Office of Energy Efficiency and Renewable Energy, åpnet 28. desember 2023.
Innleggstid: 31. oktober 2024