Обновљива енергијаје енергија произведена из природних ресурса Земље, оних који се могу напунити брже него што се троше. Уобичајени примери укључују соларну енергију, хидроенергију и енергију ветра. Прелазак на ове обновљиве изворе енергије кључан је за борбу противклиматске промене.
Данас различити подстицаји и субвенције помажу компанијама да се лакше ослоне на обновљиве изворе као стабилан извор енергије за ублажавање климатске кризе. Али следећа генерација чисте енергије захтева више од пуког подстицаја, потребна јој је иновативна технологија за побољшање енергетске ефикасности и производњу електричне енергије како би свет достигаонет-нулаемисије.
Солар
Претварање сунчеве светлости у електричну енергију дешава се на два начина — соларни фотонапон (ПВ) или концентрисање соларно-термалне енергије (ЦСП). Најчешћи метод, соларни ПВ, прикупља сунчеву светлост помоћу соларних панела, претвара је у електричну енергију и складишти је у батерије за различите намене.
Због смањења цена материјала и напретка у процесима инсталације, цена соларне енергије је пала за скоро 90% у протеклој деценији, чинећи је приступачнијом и исплативијом.1 Ово додатно подстиче следећа генерација соларне ПВ технологије која производи лакши и флексибилнији, снажнији и ефикаснији соларни панели који могу да генеришу електричну енергију чак и током периода слабог сунчевог светла.
Производња соларне енергије се ослања на системе за складиштење енергије (ЕСС) за доследну дистрибуцију—тако да како се капацитет производње повећава, системи за складиштење морају да држе корак. На пример, технологија проточних батерија се унапређује како би подржала складиштење енергије на нивоу мреже. Јефтин, поуздан и скалабилан облик ЕСС, проточне батерије могу да издрже стотине мегават сати електричне енергије са једним пуњењем. Ово омогућава комуналним предузећима да дугорочно складиште енергију за периоде ниске или не-производње, помажући у управљању оптерећењем и стварању стабилне и отпорне електричне мреже.
Проширивање ЕСС могућности постаје све важније задекарбонизацијанапори и будућност чисте енергије како се капацитет обновљивих извора енергије шири. Према Међународној агенцији за енергију (ИЕА), само у 2023. години, обновљива енергија је повећала свој глобални капацитет за 50%, а соларна фотонапонска енергија чини три четвртине тог капацитета. А у периоду између 2023. и 2028. године, очекује се да ће капацитет обновљиве електричне енергије порасти за 7.300 гигавата уз соларну ПВ и коришћење ветра на копну, како се очекује да ће се најмање удвостручити у односу на тренутне нивое у Индији, Бразилу, Европи и САД до 2028.2.
Ветар
Људи генерацијама користе енергију ветра за производњу механичке и електричне енергије. Као чист, одржив и исплатив извор енергије, енергија ветра нуди огроман потенцијал за повећање транзиције обновљиве енергије широм света са минималним утицајем на екосистеме. На основу прогнозе ИЕА, очекује се да ће се производња електричне енергије из ветра више него удвостручити на 350 гигавата (ГВ) до 20283. године, уз повећање кинеског тржишта обновљиве енергије за 66% само у 2023.4.
Ветротурбине су еволуирале од малих, као што су ветрењаче за употребу у домаћинству, до комуналних за ветроелектране. Али неки од најузбудљивијих развоја у технологији ветра су производња енергије ветра на мору, са многим пројектима ветра на мору који плове у дубље воде. Велике ветроелектране се развијају како би се искористили јачи приобални ветрови да би потенцијално удвостручили капацитет енергије ветра на мору. У септембру 2022. године, Бела кућа је објавила планове за распоређивање 30 ГВ плутајуће енергије ветра на мору до 2030. Ова иницијатива би требало да обезбеди 10 милиона више домова чистом енергијом, помогне у смањењу трошкова енергије, подржи послове чисте енергије и додатно смањи ослањање земље на фосилна горива.5
Како је више чисте енергије интегрисано у електричне мреже, предвиђање производње обновљиве енергије постаје кључно за управљање стабилним, отпорним снабдевањем електричном енергијом.Предвиђање обновљивих извора енергијеје решење засновано наAI, сензори,машинско учење,геопросторни подаци, напредна аналитика, најбољи временски подаци у класи и још много тога за генерисање тачних, доследних прогноза за варијабилне обновљиве изворе енергије као што је ветар. Прецизније прогнозе помажу оператерима да интегришу више технологија обновљивих извора енергије у електричну мрежу. Они побољшавају његову ефикасност и поузданост бољим пројектовањем када треба повећати или смањити производњу, смањујући оперативне трошкове. На пример, Омега Енергиаповећано коришћење обновљивих извора енергије побољшањем тачности предвиђања—15% за ветар и 30% за соларну енергију. Ова побољшања су помогла да се повећа ефикасност одржавања и минимизирају оперативни трошкови.
Хидроенергија
Хидроенергетски системи користе кретање воде укључујући ток река и потока, енергију мора и плиме, резервоаре и бране за окретање турбина за производњу електричне енергије. Према ИЕА, хидроелектрана ће остати највећи добављач чисте енергије до 2030. године са узбудљивим новим технологијама на хоризонту.6
На пример, мале хидроелектране користе мини и микро мреже да би обезбедиле обновљиву енергију у руралним областима и областима где већа инфраструктура (као што су бране) можда није изводљива. Користећи пумпу, турбину или водени точак за претварање природног тока малих река и потока у електричну енергију, мале хидроелектране обезбеђују одрживи извор енергије са минималним утицајем на локалне екосистеме. У многим случајевима, заједнице се могу повезати у централизовану мрежу и продати вишак произведене енергије.
2021. године, Национална лабораторија за обновљиву енергију (НРЕЛ) поставила је три турбине направљене од новог термопластичног композитног материјала који је мање кородиван и који се више може рециклирати од традиционалних материјала у Ист Риверу у Њујорку. Нове турбине су генерисале исту количину енергије у истом временском периоду као и њихови претходници, али без видљивих структурних оштећења.7 Тестирање екстремних услова је и даље неопходно, али овај јефтин материјал који се може рециклирати има потенцијал да револуционише тржиште хидроенергије ако усвојен за широку употребу.
Геотермални
Геотермалне електране (велике) и геотермалне топлотне пумпе (ГХП) (мале) претварају топлоту из унутрашњости Земље у електричну енергију користећи пару или угљоводоник. Геотермална енергија је некада зависила од локације – захтевала је приступ геотермалним резервоарима дубоко испод Земљине коре. Најновија истраживања помажу да геотермална енергија буде више агностична за локацију.
Побољшани геотермални системи (ЕГС) доводе потребну воду испод површине Земље тамо где је нема, омогућавајући производњу геотермалне енергије на местима широм света где то раније није било могуће. И како се ЕСГ технологија развија, коришћење неисцрпног залиха топлоте Земље има потенцијал да обезбеди неограничене количине чисте, јефтине енергије за све.
Биомаса
Биоенергија се производи из биомасе која се састоји од органског материјала као што су биљке и алге. Иако се биомаса често оспорава као заиста обновљива, данашња биоенергија је извор енергије са скоро нултом емисијом.
Посебно је узбудљив развој биогорива, укључујући биодизел и биоетанол. Истраживачи у Аустралији истражују претварање органског материјала у одржива авионска горива (САФ). Ово би могло помоћи у смањењу емисије угљеника из млазног горива до 80%.8 У Сједињеним Државама, Канцеларија за биоенергетске технологије (БЕТО) америчког Министарства енергетике (ДОЕ) развија технологију која ће помоћи у смањењу трошкова и утицаја на животну средину производње биоенергије и биопроизвода уз побољшање њиховог квалитет.9
Технологија за подршку будућности обновљиве енергије
Економија чисте енергије ослања се на обновљиве изворе енергије који су подложни факторима животне средине и како се све више укључује у електричне мреже, технологија која помаже у управљању тим ризицима је кључна. ИБМ Енвиронментал Интеллигенце може помоћи организацијама да повећају отпорност и одрживост предвиђањем потенцијалних поремећаја и проактивним смањењем ризика током операција и проширених ланаца снабдевања.
1 Фосилна горива "постају застарела" како цене соларних панела падају(линк се налази изван ибм.цом), Тхе Индепендент, 27. септембар 2023.
2 Огромна експанзија обновљиве енергије отвара врата за постизање глобалног троструког циља постављеног на ЦОП28(линк се налази изван ибм.цом), Међународна агенција за енергију, 11. јануар 2024.
3Ветар(линк се налази изван ибм.цом), Међународна агенција за енергију, 11. јул 2023.
4Обновљиви извори енергије—електрична енергија(линк се налази изван ибм.цом), Међународна агенција за енергију, јануар 2024.
5Нове акције за проширење америчке енергије ветра на мору(линк се налази изван ибм.цом), Бела кућа, 15. септембар 2022.
6Хидроелектрична енергија(линк се налази изван ибм.цом), Међународна агенција за енергију, 11. јул 2023.
710 значајних водопривредних достигнућа од 2021(линк се налази изван ибм.цом), Национална лабораторија за обновљиву енергију, 18. јануар 2022.
8 Да покрене будућност изграђену за живот(линк се налази изван ибм.цом), Јет Зеро Аустралиа, приступљено 11. јануара 2024.
9Обновљиви ресурси угљеника(линк се налази изван ибм.цом), Канцеларија за енергетску ефикасност и обновљиву енергију, приступљено 28. децембра 2023.
Време поста: 31.10.2024