Οι διαφορετικοί τύποι ανανεώσιμων πηγών ενέργειας – IBM Blog

Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, γνωστή και ως καθαρή ενέργεια, παράγεται από φυσικούς πόρους που παράγονται και αναπληρώνονται ταχύτερα από ό,τι καταναλώνονται—όπως ο ήλιος, το νερό και ο άνεμος. Οι περισσότερες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας παράγουν μηδενικές εκπομπές άνθρακα και ελάχιστους ατμοσφαιρικούς ρύπους. Τα ορυκτά καύσιμα (πετρέλαιο, άνθρακας και φυσικό αέριο) από την άλλη πλευρά, είναι πεπερασμένοι πόροι και απελευθερώνουν επιβλαβείς εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου (GHGs), συμπεριλαμβανομένου του διοξειδίου του άνθρακα (CO2) και του μεθανίου, όταν καίγονται. Θεωρούνται ευρέως ως οι κύριες αιτίες της κλιματικής αλλαγής και συγκεκριμένα της υπερθέρμανσης του πλανήτη. 

Η κατανόηση των διαθέσιμων τύπων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας μπορεί να είναι ένα βασικό βήμα προς τη μείωση του αποτυπώματος άνθρακα και για τους οργανισμούς, τη μείωση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων των λειτουργιών και της αλυσίδας εφοδιασμού σας.  

Ηλιακή ενέργεια 

Η ηλιακή ενέργεια έχει εξελιχθεί ώστε να είναι αποδοτική, ευέλικτη και ανθεκτική. Επί του παρόντος, υπάρχουν δύο κύριοι τρόποι παραγωγής ηλιακής ενέργειας: τα φωτοβολταϊκά (PV), τα οποία χρησιμοποιούνται για εφαρμογές μικρότερης κλίμακας και η συγκεντρωτική ηλιακή-θερμική ενέργεια (CSP), η οποία χρησιμοποιείται κυρίως για εφαρμογές κοινής ωφέλειας και βιομηχανίας.  

Οι ηλιακές φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις, οι οποίες περιλαμβάνουν ηλιακούς συλλέκτες, έχουν ένα μοναδικό σύνολο προκλήσεων, όπως η κίνηση των νεφών, ο καιρός, η θέση των δέντρων και πολλά άλλα. Για να ξεπεραστούν αυτές οι προκλήσεις, σημειώνονται τεχνολογικές εξελίξεις ηλιακά κύτταρα πιο ευέλικτα, ελαφρύτερο, ευκολότερο στην εγκατάσταση, λιγότερο ακριβό στην παραγωγή και πιο ισχυρό απαιτώντας λιγότερο χώρο για τη συλλογή της ίδιας ποσότητας (ή περισσότερου) φωτός. 

Σήμερα, η ηλιακή ενέργεια χρησιμοποιείται σε διάφορες βιομηχανίες για ποικίλες εφαρμογές. Μεμονωμένα σπίτια και επιχειρήσεις ενδέχεται να εγκαταστήσουν ηλιακούς συλλέκτες στον τελευταίο όροφο για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στις εγκαταστάσεις. Σε μεγαλύτερη κλίμακα, τα ηλιακά πάρκα μπορούν να εγκατασταθούν σε κενή γη για βιομηχανικές εφαρμογές, συμβάλλοντας στη μείωση των δαπανών ενέργειας. Τα κέντρα δεδομένων, τα νοσοκομεία, οι κρατικές εγκαταστάσεις και άλλα χρησιμοποιούν την ηλιακή ενέργεια για να συμπληρώσουν τις ενεργειακές ανάγκες.

Αιολική ενέργεια 

Η σύγχρονη ανεμογεννήτρια κατασκευάστηκε το 1940 και έκτοτε η τεχνολογία εξελίχθηκε σταθερά και σημαντικά. Οι σημερινές ανεμογεννήτριες ποικίλλουν από μικρές (μονοκατοικία ή επιχείρηση) έως ωφέλιμης κλίμακας (υπεράκτια αιολικά πάρκα). Η αιολική ενέργεια είναι ένας οικονομικά αποδοτικός τρόπος για την ενσωμάτωση καθαρής, βιώσιμης ενέργειας στο τροφοδοτικό. Και όταν πρόκειται για επιπτώσεις στην άγρια ​​ζωή, τα έργα αιολικής ενέργειας κατατάσσονται χαμηλότερα από οποιαδήποτε άλλη πηγή ενέργειας. 

Αν και χρησιμοποιείται για γενική παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, η τοπική αιολική ενέργεια εξακολουθεί να χρησιμοποιείται επίσης για την άλεση σιτηρών και την άντληση νερού. Η αιολική ενέργεια μπορεί επίσης να παρέχει ενέργεια για σταθμούς φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων.  

Τον Σεπτέμβριο του 2022, το ανακοίνωσε ο Λευκός Οίκος μια πρωτοβουλία για την επέκταση της υπεράκτιας παραγωγής αιολικής ενέργειας των ΗΠΑ έως το 2035 χρησιμοποιώντας πλωτούς στρόβιλους μεγάλης κλίμακας που μπορούν να τοποθετηθούν σε βαθύτερα νερά. Αυτό έχει τη δυνατότητα υπερδιπλασιασμού της παραγωγικής ικανότητας.

υδροηλεκτρική ενέργεια 

Το νερό είναι το μεγαλύτερη πηγή ανανεώσιμης ενέργειας. Η υδροηλεκτρική ενέργεια βασίζεται στην κίνηση του νερού και είναι ο μεγαλύτερος συνεισφέρων ηλεκτρικής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές σε όλο τον κόσμο. Χρησιμοποιεί θαλάσσια και παλιρροϊκή ενέργεια, τη ροή των ποταμών και των ρεμάτων, τις δεξαμενές και τα φράγματα για να μετακινήσει τουρμπίνες που παράγουν ηλεκτρική ενέργεια. 

Πέρα από την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, πολλές βιομηχανίες χρησιμοποιούν την υδροηλεκτρική ενέργεια για να λειτουργήσουν. Για παράδειγμα, η εξόρυξη χρησιμοποιεί νερό σε απομακρυσμένες τοποθεσίες για να βοηθήσει στις εξορύξεις και οι κατασκευαστές κλωστοϋφαντουργικών και χημικών μπορούν να χρησιμοποιήσουν επιτόπου υδροηλεκτρικά συστήματα για την τροφοδοσία διεργασιών όπως το πλύσιμο, η κατασκευή, η αποχέτευση και άλλα.  

Ιδιαίτερα η παλιρροιακή ισχύς έχει ακόμη ανεκμετάλλευτες δυνατότητες. Επί του παρόντος ερευνώνται και αναπτύσσονται αρκετές τεχνολογίες παλιρροιακής ισχύος, συμπεριλαμβανομένων: 

• Παλιρροιακό μπαράζ: Τα φράγματα με τουρμπίνες τοποθετούνται στην είσοδο όρμων ή εκβολών ποταμών έτσι ώστε όταν το νερό απελευθερώνεται μέσω αυτού να παράγει ενέργεια.  
• Παλιρροιακό ρεύμα: Οι τουρμπίνες που είναι αγκυρωμένες σε σημαδούρες ή στον πυθμένα του ωκεανού εκμεταλλεύονται την κίνηση του ωκεάνιου ρεύματος.  
• Ενέργεια κυμάτων: Η κίνηση και η πίεση των κυμάτων χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ενέργειας—οι ωκεάνιες περιοχές με ισχυρά ρεύματα ανέμου λειτουργούν καλύτερα.  

Ενώ το νερό είναι ένας άφθονος φυσικός πόρος, μπορεί να είναι ευαίσθητο στις περιβαλλοντικές αλλαγές. Για παράδειγμα, οι φθίνοντες άνεμοι μπορεί να επηρεάσουν τον αριθμό και την ισχύ των κυμάτων και οι συνθήκες ξηρασίας μπορούν να μειώσουν την ποσότητα του νερού σε δεξαμενές, ρέματα και ποτάμια.  

Γεωθερμία 

Τα συστήματα γεωθερμικής ενέργειας μετατρέπουν τη θερμότητα από το εσωτερικό της Γης (με τη μορφή θερμού ατμού και υδρογονανθράκων) σε ηλεκτρική ενέργεια. Η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από τη γεωθερμική ενέργεια χρησιμοποιείται σε όλες τις βιομηχανίες. Για παράδειγμα, παρέχει θερμότητα για γεωργικά θερμοκήπια καθώς και θέρμανση και ψύξη για την κατασκευή και την επεξεργασία τροφίμων. Η γεωθερμική ενέργεια χρησιμοποιείται επίσης για τη θέρμανση και την ψύξη εμπορικών κτιρίων, συμπεριλαμβανομένων νοσοκομείων, σχολείων και άλλων. Οι γεωθερμικές αντλίες θερμότητας (GHP) χρησιμοποιούνται για εφαρμογές μικρότερης κλίμακας, όπως η τροφοδοσία κατοικιών.  

Τόσο οι μεγάλοι γεωθερμικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής όσο και οι μικρότερης κλίμακας GHP απαιτούν σχετικά μικρό αποτύπωμα σε σύγκριση με άλλες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Επιπλέον, η ανεξάντλητη ροή θερμότητας του εσωτερικού της Γης παρέχει μια συνεχώς ανανεώσιμη πηγή καυσίμου.  

Η ενέργεια από βιομάζα 

Η βιομάζα χρησιμοποιεί οργανικά υλικά και υποπροϊόντα για την παροχή άμεσης θερμότητας, την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και τη δημιουργία βιοκαυσίμων, συμπεριλαμβανομένου του βιοντίζελ και της αιθανόλης. Τα βιοκαύσιμα μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε βιομηχανικούς λέβητες για την παραγωγή ατμού που τροφοδοτεί τις διεργασίες. Έχουν επίσης τη δυνατότητα να αντικαταστήσουν τα ορυκτά καύσιμα στον τομέα των μεταφορών. 

Η βιοενέργεια προσφέρει πιο σταθερή συνολική παραγωγή ενέργειας από την ηλιακή και την αιολική ενέργεια, αλλά προκαλεί χαμηλά αέρια θερμοκηπίου. Αυτά τα αέρια σε συνδυασμό με πρόσθετες περιβαλλοντικές επιπτώσεις, συμπεριλαμβανομένων των επιπτώσεων χρήσης χωματερών, δημιουργούν αμφιβολίες για το πόσο βιώσιμη είναι πραγματικά η ενέργεια από βιομάζα. 

Τι γίνεται με την πυρηνική ενέργεια; 

Η πυρηνική ενέργεια απαιτεί το σπάνιο και μη ανανεώσιμο ορυκτό ουράνιο, αλλά εξακολουθεί να θεωρείται πηγή ενέργειας χαμηλών εκπομπών άνθρακα. Η επόμενη γενιά πυρηνικών σταθμών και γεννητριών είναι μικρότερη, πιο ευέλικτη και ενεργειακά αποδοτική. Οι προηγμένοι μικροί αρθρωτοί αντιδραστήρες (SMR) μπορούν να ποικίλλουν σε μέγεθος ανάλογα με τις ανάγκες και έχουν ποικίλες εφαρμογές, όπως παραγωγή ενέργειας, αφαλάτωση, θέρμανση και άλλα.  

Μαζί, η πυρηνική ενέργεια και η υδροηλεκτρική ενέργεια παρέχουν τα τρία τέταρτα της παγκόσμιας ενέργειας χαμηλών εκπομπών άνθρακα, αλλά λόγω ανησυχιών για την ασφάλεια και του λειτουργικού κόστους, η παραγωγή πυρηνικής ενέργειας μειώνεται στις προηγμένες οικονομίες. Με ελάχιστες νέες επενδύσεις που γίνονται, παραγωγή πυρηνικής ενέργειας μπορεί να μειωθεί κατά τα δύο τρίτα μέχρι το έτος 2040. 

Κατανόηση του ηλεκτρικού δικτύου 

Η κατανόηση του πού και του τρόπου παραγωγής ενέργειας μπορεί να σας βοηθήσει να καθορίσετε την πιο αποτελεσματική στρατηγική για τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Πολλά δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας χρησιμοποιούν συνδυασμό ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και ορυκτών καυσίμων για να παρέχουν σταθερή ηλεκτρική παροχή. Τα μικροδίκτυα - μικρά, ανεξάρτητα δίκτυα - συνδέονται στο κύριο δίκτυο και χρησιμοποιούν ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και εναλλακτικές πηγές ενέργειας για την εξισορρόπηση των απαιτήσεων φορτίου. Δεδομένου ότι τα μικροδίκτυα προσφέρουν τοπική παροχή με μεγαλύτερη σταθερότητα και ανθεκτικότητα στο δίκτυο, συμβάλλουν στη μείωση της πιθανότητας διακοπής του ενεργειακού εφοδιασμού. 

Υπάρχουν πολλές διαθέσιμες επιλογές ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, έτσι οι άνθρωποι και οι οργανισμοί μπορούν να επιλέξουν την καλύτερη επιλογή για την επίτευξη των στόχων βιωσιμότητας τους. Είτε με ένα αποκλειστικό, επιτόπιο σύστημα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, ένα δίκτυο που χρησιμοποιεί ένα μείγμα πηγών ενέργειας ή μια υβριδική προσέγγιση που χρησιμοποιεί συνδυασμό και των δύο, η επιλογή μπορεί να βασίζεται στην ευκολία, τη σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας ή άλλους παράγοντες. 

Στην IBM, το 64% της κατανάλωσης ενέργειας της εταιρείας στις παγκόσμιες δραστηριότητες προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές. Από αυτό, το 49% προέρχεται απευθείας από προμηθευτές ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και το 15% απευθείας από το δίκτυο. Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα για τον αντίκτυπο της IBM εδώ. 

Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας συναντούν την αναδυόμενη τεχνολογία 

Τεχνολογίες συμπεριλαμβανομένων τεχνητή νοημοσύνη (AI) και η ανάλυση δεδομένων είναι το κλειδί για την ενίσχυση των πλεονεκτημάτων των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Μπορούν να βοηθήσουν στον εξορθολογισμό και την αυτοματοποίηση των ενεργειακών τεχνολογιών, όπως η δημιουργία προσαρμοσμένων μοντέλων για την προώθηση της βελτιστοποίησης του ενεργειακού εφοδιασμού.  

Για παράδειγμα, τα δεδομένα παρέχουν τεράστια αξία στις εταιρείες ενέργειας και κοινής ωφέλειας. Οι πληροφορίες σχετικά με την απόδοση και την υγεία των λειτουργικών στοιχείων, συμπεριλαμβανομένων των ψηφιακών, μαζί με τα χρονοδιαγράμματα συντήρησης, επισκευής και αντικατάστασης είναι ζωτικής σημασίας για τη διατήρηση της ισχύος. Η ενσωμάτωση της τεχνητής νοημοσύνης μπορεί να βελτιστοποιήσει περαιτέρω τις λειτουργίες ενέργειας και υπηρεσιών κοινής ωφελείας με νέες γνώσεις που εμβαθύνουν στις βασικές αιτίες των προβλημάτων καθώς και στη δημιουργία ενός πλαισίου πρόβλεψης συντήρησης. Διαβάστε πώς ο Bruce Power διαχειρίζεται το μέλλον του τώρα με μια πλατφόρμα δυναμικής εταιρικής διαχείρισης περιουσιακών στοιχείων (EAM) που έχει δημιουργηθεί χρησιμοποιώντας το IBM® Maximo® Application Suite. 

Ενώστε τις δυνάμεις σας με ομοϊδεάτες συνομηλίκους σας για να επιταχύνετε τους δικούς σας στόχους για τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και το περιβάλλον.  

Εγγραφείτε στο ενημερωτικό δελτίο της IBM Sustainability