Yenilenebilir enerjinin geleceği

Güneş

Güneş ışığını elektrik enerjisine dönüştürmek iki şekilde gerçekleşir: güneş fotovoltaikleri (PV) veya konsantre güneş-termal gücü (CSP). En yaygın yöntem olan solar PV, güneş panellerini kullanarak güneş ışığını toplar, elektrik enerjisine dönüştürür ve çeşitli kullanımlar için pillerde depolar.

Azalan malzeme fiyatları ve kurulum süreçlerindeki ilerlemeler nedeniyle, güneş enerjisinin maliyeti son on yılda neredeyse %90 düştü ve bu da onu daha erişilebilir ve uygun maliyetli hale getirdi.1 Bunu daha da güçlendiren şey, daha hafif enerji üreten yeni nesil güneş PV teknolojisidir. güneş ışığının az olduğu dönemlerde bile elektrik üretebilen daha esnek, güçlü ve verimli güneş panelleri.

Güneş enerjisi üretimi, tutarlı dağıtım için enerji depolama sistemlerine (ESS) dayanır; dolayısıyla üretim kapasitesi arttıkça depolama sistemlerinin de buna ayak uydurması gerekir. Örneğin, akışlı pil teknolojisi, şebeke ölçeğinde enerji depolamayı destekleyecek şekilde geliştirilmektedir. ESS'nin düşük maliyetli, güvenilir ve ölçeklenebilir bir formu olan akış pilleri, tek bir şarjla yüzlerce megawatt saat elektrik tutabilir. Bu, kamu hizmetlerinin düşük veya üretim dışı dönemler için uzun vadeli enerji depolamasına olanak tanıyarak yükü yönetmeye ve istikrarlı ve dayanıklı bir güç şebekesi oluşturmaya yardımcı olur.

ESS yeteneklerinin genişletilmesi giderek daha önemli hale geliyordekarbonizasyonYenilenebilir enerji kapasitesi genişledikçe çabalar ve temiz bir enerji geleceği. Uluslararası Enerji Ajansı'na (IEA) göre, yalnızca 2023 yılında yenilenebilir enerji küresel kapasitesini %50 artırdı ve güneş enerjisi bu kapasitenin dörtte üçünü oluşturdu. 2023 ile 2028 arasındaki dönemde yenilenebilir elektrik kapasitesinin 7.300 gigawatt kadar büyümesi ve güneş PV ile kara rüzgarı kullanımının 2028 yılına kadar Hindistan, Brezilya, Avrupa ve ABD'de mevcut seviyelerin en az iki katına çıkması bekleniyor.2

Rüzgâr

İnsanlar nesillerdir rüzgar enerjisini mekanik ve elektrik enerjisi üretmek için kullanıyor. Temiz, sürdürülebilir ve uygun maliyetli bir güç kaynağı olarak rüzgar enerjisi, ekosistemlere minimum etkiyle dünya çapında yenilenebilir enerji geçişini artırmak için muazzam bir potansiyel sunuyor. IEA tahminlerine göre, rüzgardan elektrik üretiminin 20283 yılına kadar iki kattan fazla artarak 350 gigawatt'a (GW) ulaşması ve Çin'in yenilenebilir enerji pazarının yalnızca 2023 yılında %66 artması bekleniyor.4

Rüzgar türbinleri, ev kullanımı için kullanılan yel değirmenleri gibi küçük ölçekliden, rüzgar santralleri için faydalı ölçeğe doğru gelişmiştir. Ancak rüzgar teknolojisindeki en heyecan verici gelişmelerden bazıları açık deniz rüzgar enerjisi üretimindedir ve birçok açık deniz rüzgar projesi daha derin sulara yönelmektedir. Büyük ölçekli rüzgar çiftlikleri, daha güçlü açık deniz rüzgarlarını kullanarak potansiyel olarak açık deniz rüzgar enerjisi kapasitesini iki katına çıkarmak için geliştirilmektedir. Eylül 2022'de Beyaz Saray, 2030 yılına kadar 30 GW yüzer açık deniz rüzgar enerjisi konuşlandırma planlarını duyurdu. Bu girişim, 10 milyon eve daha temiz enerji sağlamayı, enerji maliyetlerini düşürmeye yardımcı olmayı, temiz enerji işlerini desteklemeyi ve ülkenin bağımlılığını daha da azaltmayı amaçlıyor. fosil yakıtlar hakkında.5

Elektrik şebekelerine daha fazla temiz enerji entegre edildikçe, yenilenebilir enerji üretiminin tahmin edilmesi, istikrarlı ve dayanıklı bir elektrik arzının yönetilmesi açısından hayati önem taşıyor.Yenilenebilir enerji tahminiüzerine inşa edilmiş bir çözümdürAI, sensörler,makine öğrenimi,coğrafi veriRüzgar gibi değişken yenilenebilir enerji kaynakları için doğru, tutarlı tahminler oluşturmak için gelişmiş analizler, sınıfının en iyisi hava durumu verileri ve daha fazlası. Daha kesin tahminler, operatörlerin elektrik şebekesine daha fazla yenilenebilir enerji teknolojisi entegre etmesine yardımcı oluyor. Üretimin ne zaman artırılıp azaltılacağını daha iyi öngörerek verimliliği ve güvenilirliği artırırlar ve işletme maliyetlerini azaltırlar. Örneğin Omega EnergiaTahmin doğruluğunu artırarak yenilenebilir enerji kullanımını artırdı— Rüzgar için %15 ve güneş için %30. Bu iyileştirmeler bakım verimliliğinin artırılmasına ve işletme maliyetlerinin en aza indirilmesine yardımcı oldu.

Hidroelektrik

Hidroelektrik enerji sistemleri, elektrik üretmek amacıyla türbinleri döndürmek için nehir ve akarsu akışı, deniz ve gelgit enerjisi, rezervuarlar ve barajlar dahil olmak üzere su hareketini kullanır. IEA'ya göre hidroelektrik, ufukta heyecan verici yeni teknolojilerle birlikte 2030 yılına kadar en büyük temiz enerji sağlayıcısı olmaya devam edecek.6

Örneğin, küçük ölçekli hidroelektrik santralleri, kırsal alanlara ve daha büyük altyapının (barajlar gibi) mümkün olmayabileceği alanlara yenilenebilir enerji sağlamak için mini ve mikro şebekeleri kullanır. Küçük nehirlerin ve akarsuların doğal akışını elektriğe dönüştürmek için bir pompa, türbin veya su çarkı kullanan küçük ölçekli hidroelektrik, yerel ekosistemlere minimum etkiyle sürdürülebilir bir enerji kaynağı sağlar. Çoğu durumda topluluklar merkezi bir şebekeye bağlanabiliyor ve üretilen fazla elektriği geri satabiliyor.

2021 yılında Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL), New York City'nin Doğu Nehri'ne, geleneksel malzemelerden daha az paslanabilen ve daha fazla geri dönüştürülebilen yeni bir termoplastik kompozit malzemeden yapılmış üç türbin yerleştirdi. Yeni türbinler, öncekilerle aynı sürede aynı miktarda enerjiyi ürettiler, ancak gözle görülür bir yapısal hasara yol açmadılar.7 Olağanüstü durum testleri hala gerekli, ancak bu düşük maliyetli, geri dönüştürülebilir malzeme, hidroelektrik piyasasında devrim yaratma potansiyeline sahip. yaygın kullanım için benimsenmiştir.

Jeotermal

Jeotermal enerji santralleri (büyük ölçekli) ve jeotermal ısı pompaları (GHP'ler) (küçük ölçekli), buhar veya hidrokarbon kullanarak Dünya'nın iç kısmındaki ısıyı elektriğe dönüştürür. Jeotermal enerji bir zamanlar lokasyona bağlıydı ve yer kabuğunun derinliklerindeki jeotermal rezervlere erişim gerektiriyordu. Son araştırmalar jeotermalin lokasyondan daha fazla bağımsız olmasına yardımcı oluyor.

Gelişmiş jeotermal sistemler (EGS), gerekli suyu Dünya yüzeyinin altından, bulunmadığı yerlere getirerek, dünya genelinde daha önce mümkün olmayan yerlerde jeotermal enerji üretimine olanak tanıyor. ESG teknolojisi geliştikçe, Dünyanın tükenmez ısı kaynağından yararlanmak, herkes için sınırsız miktarda temiz, düşük maliyetli enerji sağlama potansiyeline sahip oluyor.

Biyokütle

Biyoenerji, bitkiler ve algler gibi organik materyallerden oluşan biyokütleden üretilir. Biyokütlenin gerçekten yenilenebilir olduğu sıklıkla tartışılsa da, günümüzün biyoenerjisi neredeyse sıfır emisyonlu bir enerji kaynağıdır.

Biyodizel ve biyoetanol dahil olmak üzere biyoyakıtlardaki gelişmeler özellikle heyecan vericidir. Avustralya'daki araştırmacılar organik materyali sürdürülebilir havacılık yakıtlarına (SAF) dönüştürmeyi araştırıyorlar. Bu, jet yakıtı karbon emisyonlarının %80'e kadar azaltılmasına yardımcı olabilir.8 Amerika Birleşik Devletleri'nde, ABD Enerji Bakanlığı'nın (DOE) Biyoenerji Teknolojileri Ofisi (BETO), biyoenerji ve biyoürün üretiminin maliyetlerini ve çevresel etkilerini azaltmaya yardımcı olurken aynı zamanda biyoenerji ve biyoürün üretimini iyileştirmeye yardımcı olacak teknoloji geliştiriyor. kalite.9

Yenilenebilir enerjinin geleceğini destekleyecek teknoloji

Temiz bir enerji ekonomisi, çevresel faktörlere karşı hassas olan yenilenebilir enerji kaynaklarına dayanır ve daha fazlası elektrik şebekelerine dahil edildikçe, bu risklerin yönetilmesine yardımcı olacak teknoloji hayati önem taşır. IBM Environmental Intelligence, olası kesintileri önceden tahmin ederek ve operasyonlar ve genişletilmiş tedarik zincirleri genelinde riskleri proaktif bir şekilde azaltarak kuruluşların dayanıklılığını ve sürdürülebilirliğini artırmasına yardımcı olabilir.

1 Güneş paneli fiyatları düştükçe fosil yakıtlar 'modası geçmiş' hale geliyor(bağlantı ibm.com dışındadır), The Independent, 27 Eylül 2023.

2 Yenilenebilir enerjideki büyük artış, COP28'de belirlenen küresel hedefi üç katına çıkarmanın kapısını açıyor(bağlantı ibm.com dışındadır), Uluslararası Enerji Ajansı, 11 Ocak 2024.

3Rüzgâr(bağlantı ibm.com dışındadır), Uluslararası Enerji Ajansı, 11 Temmuz 2023.

4Yenilenebilir Enerjiler—Elektrik(bağlantı ibm.com dışındadır), Uluslararası Enerji Ajansı, Ocak 2024.

5ABD Açık Deniz Rüzgar Enerjisini Genişletecek Yeni Eylemler(bağlantı ibm.com dışındadır), Beyaz Saray, 15 Eylül 2022.

6Hidroelektrik(bağlantı ibm.com dışındadır), Uluslararası Enerji Ajansı, 11 Temmuz 2023.

72021 Yılından İtibaren 10 Önemli Su Enerjisi Başarısı(bağlantı ibm.com dışındadır), Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı, 18 Ocak 2022.

8 Yaşam için inşa edilmiş bir geleceğe güç vermek(bağlantı ibm.com dışındadır), Jet Zero Avustralya, 11 Ocak 2024'te erişildi.

9Yenilenebilir Karbon Kaynakları(bağlantı ibm.com dışındadır), Enerji Verimliliği ve Yenilenebilir Enerji Ofisi, erişim tarihi: 28 Aralık 2023.