E ardhmja e energjisë së rinovueshme

Diellore

Shndërrimi i dritës së diellit në energji elektrike ndodh në dy mënyra - fotovoltaikë diellorë (PV) ose energji diellore-termale të përqendruara (CSP). Metoda më e zakonshme, PV diellore, mbledh dritën e diellit duke përdorur panele diellore, e konverton atë në energji elektrike dhe e ruan në bateri për përdorime të ndryshme.

Për shkak të uljes së çmimeve të materialeve dhe avancimeve në proceset e instalimit, kostoja e energjisë diellore ka rënë pothuajse 90% gjatë dekadës së fundit, duke e bërë atë më të aksesueshme dhe me kosto efektive.1 Duke e ushqyer këtë më tej është gjenerata e ardhshme e teknologjisë diellore PV që po prodhon më të lehta dhe panele diellore më fleksibël, të fuqishëm dhe efikasë që mund të gjenerojnë energji elektrike edhe gjatë periudhave të dritës së ulët të diellit.

Prodhimi i energjisë diellore mbështetet në sistemet e ruajtjes së energjisë (ESS) për shpërndarje të qëndrueshme—kështu që ndërsa kapaciteti gjenerues rritet, sistemet e ruajtjes duhet të mbajnë ritmin. Për shembull, teknologjia e baterive rrjedhëse po përmirësohet për të mbështetur ruajtjen e energjisë në shkallë rrjeti. Një formë e lirë, e besueshme dhe e shkallëzueshme e baterive ESS, me rrjedhje mund të mbajë qindra megavat orë energji elektrike me një karikim të vetëm. Kjo u mundëson shoqërive të ruajnë energjinë afatgjatë për periudha të prodhimit të ulët ose jo, duke ndihmuar në menaxhimin e ngarkesës dhe krijimin e një rrjeti energjie të qëndrueshëm dhe elastik.

Zgjerimi i aftësive ESS bëhet gjithnjë e më i rëndësishëm për tëdekarbonizimipërpjekjet dhe një e ardhme e energjisë së pastër ndërsa kapaciteti i energjisë së rinovueshme zgjerohet. Sipas Agjencisë Ndërkombëtare të Energjisë (IEA), vetëm në vitin 2023, energjia e rinovueshme rriti kapacitetin e saj global me 50%, me PV-të diellore që përbëjnë tre të katërtat e këtij kapaciteti. Dhe në periudhën midis 2023 dhe 2028, kapaciteti i energjisë elektrike të rinovueshme pritet të rritet me 7,300 gigavat me PV diellore dhe përdorimin e erës në tokë që pritet të paktën të dyfishohet mbi nivelet aktuale në Indi, Brazil, Evropë dhe SHBA deri në vitin 2028.2

Era

Njerëzit kanë përdorur energjinë e erës për të gjeneruar energji mekanike dhe elektrike për breza të tërë. Si një burim i pastër, i qëndrueshëm dhe me kosto efektive të energjisë, energjia e erës ofron potencial të jashtëzakonshëm për të rritur tranzicionin e energjisë së rinovueshme në të gjithë globin me ndikim minimal në ekosistemet. Bazuar në parashikimin e IEA-së, prodhimi i energjisë elektrike nga era pritet të dyfishohet në 350 gigavat (GW) deri në vitin 20283 me tregun e energjisë së rinovueshme të Kinës duke u rritur me 66% vetëm në vitin 2023.4

Turbinat me erë kanë evoluar nga të vogla, të tilla si mullinjtë e erës për përdorim shtëpiak, në shkallë të shërbimeve për fermat e erës. Por disa nga zhvillimet më emocionuese në teknologjinë e erës janë në prodhimin e energjisë së erës në det të hapur, me shumë projekte të erës në det të hapur që lundrojnë në ujëra më të thella. Fermat e erës në shkallë të gjerë po zhvillohen për të shfrytëzuar erërat më të forta në det të hapur për të dyfishuar potencialisht kapacitetin e energjisë së erës në det të hapur. Në shtator 2022, Shtëpia e Bardhë njoftoi planet për të vendosur 30 GW energji të erës lundruese në det të hapur deri në vitin 2030. Kjo iniciativë është vendosur të sigurojë 10 milionë shtëpi të tjera me energji të pastër, të ndihmojë në uljen e kostove të energjisë, të mbështesë vendet e punës me energji të pastër dhe të zvogëlojë më tej mbështetjen e vendit mbi lëndët djegëse fosile.5

Ndërsa më shumë energji e pastër integrohet në rrjetet e energjisë, parashikimi i prodhimit të energjisë së rinovueshme bëhet thelbësor për menaxhimin e një furnizimi të qëndrueshëm dhe elastik me energji elektrike.Parashikimi i burimeve të rinovueshmeështë një zgjidhje e ndërtuar mbiAI, sensorë,mësimi i makinës,të dhënat gjeohapësinore, analiza të avancuara, të dhëna moti më të mira në klasë dhe më shumë për të gjeneruar parashikime të sakta dhe të qëndrueshme për burime të ndryshueshme të energjisë së rinovueshme si era. Parashikimet më të sakta ndihmojnë operatorët të integrojnë më shumë teknologji të energjisë së rinovueshme në rrjetin elektrik. Ata përmirësojnë efikasitetin dhe besueshmërinë e tij duke projektuar më mirë se kur të rritet prodhimi lart ose poshtë, duke reduktuar kostot e funksionimit. Për shembull, Omega Energiarritja e përdorimit të burimeve të rinovueshme duke përmirësuar saktësinë e parashikimit—15% për erën dhe 30% për diellin. Këto përmirësime ndihmuan në rritjen e efikasitetit të mirëmbajtjes dhe minimizimin e kostove të funksionimit.

Hidrocentrali

Sistemet e energjisë hidrocentrale përdorin lëvizjen e ujit duke përfshirë rrjedhën e lumenjve dhe përrenjve, energjinë detare dhe baticore, rezervuarët dhe digat për të rrotulluar turbinat për të gjeneruar energji elektrike. Sipas IEA, hidrocentrali do të mbetet ofruesi më i madh i energjisë së pastër deri në vitin 2030 me teknologji të reja emocionuese në horizont.6

Për shembull, hidrocentralet në shkallë të vogël përdorin mini- dhe mikro-rrjete për të siguruar energji të rinovueshme në zonat rurale dhe zonat ku infrastruktura më e madhe (si digat) mund të mos jetë e realizueshme. Duke përdorur një pompë, turbinë ose rrotë uji për të kthyer rrjedhën natyrore të lumenjve dhe përrenjve të vegjël në energji elektrike, hidrocentralet në shkallë të vogël siguron një burim të qëndrueshëm energjie me ndikim minimal në ekosistemet lokale. Në shumë raste, komunitetet mund të lidhen në një rrjet të centralizuar dhe të shesin energjinë e tepërt të prodhuar.

Në vitin 2021, Laboratori Kombëtar i Energjisë së Rinovueshme (NREL) vendosi tre turbina të bëra nga një material i ri i përbërë termoplastik që është më pak i gërryer dhe më i riciklueshëm se sa materialet tradicionale në lumin Lindor të Nju Jorkut. Turbinat e reja gjeneruan të njëjtën sasi energjie në të njëjtën sasi kohe si paraardhësit e tyre, por pa ndonjë dëmtim të dukshëm strukturor.7 Testimi i kushteve ekstreme është ende i nevojshëm, por ky material me kosto të ulët dhe të riciklueshëm ka potencialin të revolucionarizojë tregun e hidrocentraleve nëse miratuar për përdorim të gjerë.

Gjeotermale

Termocentralet gjeotermale (në shkallë të gjerë) dhe pompat e nxehtësisë gjeotermale (GHP) (në shkallë të vogël) konvertojnë nxehtësinë nga brendësia e Tokës në energji elektrike duke përdorur avull ose hidrokarbur. Energjia gjeotermale dikur ishte e varur nga vendndodhja - duke kërkuar qasje në rezervuarët gjeotermikë thellë nën koren e Tokës. Hulumtimet e fundit po ndihmojnë për ta bërë gjeotermale më agnostike vendndodhjen.

Sistemet gjeotermale të përmirësuara (EGS) sjellin ujin e nevojshëm nga poshtë sipërfaqes së Tokës atje ku nuk është, duke mundësuar prodhimin e energjisë gjeotermale në vende anembanë globit ku më parë nuk ishte e mundur. Dhe ndërsa teknologjia ESG evoluon, përdorimi i furnizimit të pashtershëm të nxehtësisë së Tokës ka potencialin të sigurojë sasi të pakufishme të energjisë së pastër dhe me kosto të ulët për të gjithë.

Biomasa

Bioenergjia gjenerohet nga biomasa e cila përbëhet nga materiale organike si bimët dhe algat. Megjithëse biomasa shpesh diskutohet si e rinovueshme, bioenergjia e sotme është një burim energjie me emetim pothuajse zero.

Zhvillimet në biokarburantet duke përfshirë bionaftë dhe bioetanol janë veçanërisht emocionuese. Studiuesit në Australi po eksplorojnë konvertimin e materialit organik në lëndë djegëse të qëndrueshme të aviacionit (SAF). Kjo mund të ndihmojë në reduktimin e emetimeve të karbonit të karburantit të avionëve deri në 80%.8 Në shtet, Zyra e Teknologjive Bioenergjitike e Departamentit të Energjisë së SHBA (DOE) (BETO) po zhvillon teknologji për të ndihmuar në uljen e kostove dhe ndikimeve mjedisore të prodhimit të bioenergjisë dhe bioprodukteve duke përmirësuar cilësi.9

Teknologji për të mbështetur të ardhmen e energjisë së rinovueshme

Një ekonomi e energjisë së pastër mbështetet në burimet e rinovueshme të energjisë që janë të cenueshme ndaj faktorëve mjedisorë dhe meqenëse më shumë përfshihen në rrjetet e energjisë, teknologjia për të ndihmuar në menaxhimin e këtyre rreziqeve është thelbësore. IBM Environmental Intelligence mund t'i ndihmojë organizatat të rrisin elasticitetin dhe qëndrueshmërinë duke parashikuar ndërprerje të mundshme dhe duke reduktuar në mënyrë proaktive rrezikun përgjatë operacioneve dhe zinxhirëve të zgjeruar të furnizimit.

1 Lëndët djegëse fosile 'bëhen të vjetëruara' pasi çmimet e paneleve diellore bien ndjeshëm(lidhja qëndron jashtë ibm.com), The Independent, 27 shtator 2023.

2 Zgjerimi masiv i energjisë së rinovueshme hap derën për arritjen e synimit të trefishimit global të vendosur në COP28(lidhja qëndron jashtë ibm.com), Agjencia Ndërkombëtare e Energjisë, 11 janar 2024.

3Era(lidhja qëndron jashtë ibm.com), Agjencia Ndërkombëtare e Energjisë, 11 korrik 2023.

4Energjitë e rinovueshme - Energjia elektrike(lidhja qëndron jashtë ibm.com), Agjencia Ndërkombëtare e Energjisë, janar 2024.

5Veprime të reja për të zgjeruar energjinë e erës në det të hapur të SHBA(lidhja qëndron jashtë ibm.com), Shtëpia e Bardhë, 15 shtator 2022.

6Hidroenergjia(lidhja qëndron jashtë ibm.com), Agjencia Ndërkombëtare e Energjisë, 11 korrik 2023.

710 Arritje të rëndësishme të Energjisë Ujore Nga 2021(lidhja ndodhet jashtë ibm.com), Laboratori Kombëtar i Energjisë së Rinovueshme, 18 janar 2022.

8 Për të fuqizuar një të ardhme të ndërtuar për jetën(lidhja ndodhet jashtë ibm.com), Jet Zero Australia, aksesuar më 11 janar 2024.

9Burimet e rinovueshme të karbonit(lidhja qëndron jashtë ibm.com), Zyra e Efiçiencës së Energjisë dhe Energjisë së Rinovueshme, aksesuar më 28 dhjetor 2023.