Uusiutuvan energian eri tyypit – IBM-blogi

Uusiutuva energia, joka tunnetaan myös nimellä puhdas energia, tuotetaan luonnonvaroista, jotka syntyvät ja täydentyvät nopeammin kuin ne kulutetaan – kuten auringosta, vedestä ja tuulesta. Suurin osa uusiutuvista energialähteistä tuottaa nollapäästöjä ja vähäisiä ilmansaasteita. Fossiiliset polttoaineet (öljy, kivihiili ja maakaasu) ovat sen sijaan rajallisia luonnonvaroja ja niistä vapautuu haitallisia kasvihuonekaasupäästöt (Kasvihuonekaasut), mukaan lukien hiilidioksidi (CO2) ja metaani palaessaan. Niitä pidetään laajalti ilmastonmuutoksen ja erityisesti ilmaston lämpenemisen tärkeimpinä syinä. 

Saatavilla olevien uusiutuvien energialähteiden tyyppien ymmärtäminen voi olla keskeinen askel hiilijalanjälkesi pienentämisessä ja organisaatioille toimintojesi ja toimitusketjusi ympäristövaikutusten vähentämisessä.  

Aurinkoenergiaa 

Aurinkoenergia on kehittynyt tehokkaaksi, monipuoliseksi ja kestäväksi. Tällä hetkellä aurinkoenergian tuottamiseen on kaksi päätapaa: aurinkosähkö (PV), jota käytetään pienemmän mittakaavan sovelluksissa, ja aurinkolämpövoiman keskittäminen (CSP), jota käytetään pääasiassa yleishyödyllisiin ja teollisuussovelluksiin.  

Aurinkosähköasennuksilla, joihin kuuluu aurinkopaneeleja, on ainutlaatuisia haasteita, kuten pilven liike, sää, puiden sijainti ja paljon muuta. Näiden haasteiden voittamiseksi teknologia kehittyy aurinkokennot joustavampia, kevyempi, helpompi asentaa, halvempi tuottaa ja tehokkaampi, koska se vaatii vähemmän tilaa saman määrän (tai useamman) valon keräämiseen. 

Nykyään aurinkoenergiaa käytetään eri teollisuudenaloilla erilaisiin sovelluksiin. Yksittäiset kodit ja yritykset voivat asentaa kattoon aurinkopaneeleja tuottaakseen sähköä paikan päällä. Laajemmassa mittakaavassa aurinkovoimaloita voidaan asentaa tyhjille maa-alueille teollisiin sovelluksiin, mikä auttaa vähentämään energiankulutusta. Datakeskukset, sairaalat, valtion laitokset ja monet muut käyttävät aurinkoenergiaa täydentämään energian tarvetta.

Tuulivoima 

Moderni tuuliturbiini rakennettiin vuonna 1940, ja sen jälkeen tekniikka on kehittynyt tasaisesti ja merkittävästi. Nykypäivän tuuliturbiinit vaihtelevat pienistä (yksikoti tai yritys) hyötykäyttöön (offshore-tuulipuistot). Tuulienergia on kustannustehokas tapa liittää puhdasta, kestävää energiaa sähkönsyöttöön. Ja mitä tulee luontovaikutuksiin, tuulivoimahankkeet sijoittuvat huonommin kuin mikään muu energialähde. 

Vaikka paikallista tuulivoimaa käytetään yleiseen sähköntuotantoon, sitä käytetään edelleen myös viljan jauhamiseen ja veden pumppaamiseen. Tuulivoimalla voidaan toimittaa energiaa myös sähköajoneuvojen latausasemille.  

Syyskuussa 2022 Valkoinen talo ilmoitti aloite laajentaa Yhdysvaltojen offshore-tuulienergian tuotantoa vuoteen 2035 mennessä käyttämällä suuria kelluvia turbiineja, jotka voidaan sijoittaa syvempään veteen. Tällä on mahdollisuus yli kaksinkertaistaa tuotantokapasiteetti.

vesivoima 

Vesi on suurin uusiutuvan energian lähde. Vesivoima perustuu veden liikkeelle ja on suurin uusiutuvan sähkön tuottaja kaikkialla maailmassa. Se käyttää meri- ja vuorovesienergiaa, jokien ja purojen virtausta, altaita ja patoja sähköä tuottavien turbiinien liikuttamiseen. 

Sähköntuotannon lisäksi monet teollisuudenalat hyödyntävät vesivoimaa toimintaansa. Esimerkiksi kaivostoiminta käyttää vettä syrjäisillä paikoilla auttamaan louhintaa, ja tekstiili- ja kemikaalivalmistajat voivat käyttää paikan päällä olevia vesivoimajärjestelmiä tehostaakseen prosesseja, kuten pesua, valmistusta, sanitaatiota ja paljon muuta.  

Erityisesti vuorovesivoimalla on vielä hyödyntämätöntä potentiaalia. Useita vuorovesivoimatekniikoita tutkitaan ja kehitetään parhaillaan, mukaan lukien: 

• Vuorovesipato: Turbiineilla varustetut padot sijoitetaan lahtien tai jokisuiston sisäänkäyntiin siten, että kun vettä vapautuu sen läpi, syntyy sähköä.  
• Vuorovesivirta: Poijuihin tai merenpohjaan ankkuroidut turbiinit hyödyntävät merivirran liikkeitä.  
• Aaltoenergiaa: Aaltojen liikettä ja painetta käytetään sähkön tuottamiseen – valtamerialueet, joilla on voimakkaita tuulivirtauksia, toimivat parhaiten.  

Vaikka vesi on runsas luonnonvara, se voi olla herkkä ympäristön muutoksille. Esimerkiksi tuulen heikkeneminen voi vaikuttaa aaltojen määrään ja voimakkuuteen ja kuivuus voi vähentää veden määrää altaissa, puroissa ja joissa.  

Maalämpö 

Geotermiset energiajärjestelmät muuttavat maan sisältä tulevan lämmön (kuuman höyryn ja hiilivetyhöyryn muodossa) sähköksi. Geotermisellä energialla tuotettua sähköä käytetään eri toimialoilla. Se tarjoaa lämpöä esimerkiksi maatalouden kasvihuoneille sekä lämmitystä ja jäähdytystä valmistukseen ja elintarvikejalostukseen. Geotermistä energiaa käytetään myös liikerakennusten, kuten sairaaloiden, koulujen ja muiden, lämmittämiseen ja jäähdyttämiseen. Maalämpöpumppuja (GHP) käytetään pienemmissä sovelluksissa, kuten kodeissa.  

Sekä suuret geotermiset voimalaitokset että pienemmät GHP:t vaativat suhteellisen pienen jalanjäljen muihin uusiutuviin energialähteisiin verrattuna. Lisäksi maan sisätilojen ehtymätön lämpövirta tarjoaa jatkuvasti täydennettävän polttoaineen lähteen.  

Biomassa energia 

Biomassa käyttää orgaanisia materiaaleja ja sivutuotteita tuottaakseen suoraa lämpöä, tuottaakseen sähköä ja tuottaakseen biopolttoaineita, kuten biodieseliä ja etanolia. Biopolttoaineita voidaan käyttää teollisuuskattiloissa tuottamaan höyryä, joka tehostaa prosesseja. Niillä on myös potentiaalia korvata fossiilisia polttoaineita kuljetusalalla. 

Bioenergia tarjoaa tasaisempaa kokonaisenergiantuotantoa kuin aurinko- ja tuulienergia, mutta se aiheuttaa vähäisiä kasvihuonekaasuja. Nämä kaasut yhdistettynä muihin ympäristövaikutuksiin, mukaan lukien kaatopaikkavaikutukset, herättävät epäilyksiä siitä, kuinka kestävä biomassaenergia todella on. 

Entä ydinvoima? 

Ydinvoima vaatii harvinaista ja uusiutumatonta uraania, mutta sitä pidetään edelleen vähähiilisenä energialähteenä. Seuraavan sukupolven ydinvoimalaitokset ja generaattorit ovat pienempiä, monipuolisempia ja energiatehokkaampia. Kehittyneiden pienten modulaaristen reaktorien (SMR) koko voi vaihdella tarpeen mukaan, ja niillä on useita sovelluksia, kuten sähköntuotanto, suolanpoisto, lämmitys ja paljon muuta.  

Ydinvoima ja vesivoima tuottavat yhdessä kolme neljäsosaa maailman vähähiilisestä energiasta, mutta turvallisuussyistä ja käyttökustannuksista johtuen ydinvoiman tuotantoa vähennetään kehittyneissä talouksissa. Kun uusia investointeja tehdään mahdollisimman vähän, ydinvoiman tuotanto voidaan vähentää kahdella kolmasosalla vuoteen 2040 mennessä. 

Sähköverkon ymmärtäminen 

Sen ymmärtäminen, missä ja miten sähköä tuotetaan, voi auttaa sinua määrittämään tehokkaimman uusiutuvan energian strategian. Monet sähköverkot käyttävät uusiutuvan energian ja fossiilisten polttoaineiden yhdistelmää vakaan sähkönsyötön aikaansaamiseksi. Mikroverkot – pienet, itsenäiset verkot – liittyvät kantaverkkoon ja käyttävät uusiutuvaa energiaa ja vaihtoehtoisia energialähteitä tasapainottaakseen kuormitusvaatimuksia. Koska mikroverkot tarjoavat paikallista toimitusta, jolla on suurempi verkon vakaus ja joustavuus, ne auttavat vähentämään energian toimitushäiriöiden todennäköisyyttä. 

Uusiutuvien energialähteiden vaihtoehtoja on monia, joten ihmiset ja organisaatiot voivat valita parhaan vaihtoehdon kestävän kehityksen tavoitteidensa saavuttamiseksi. Olipa kyseessä erityinen, paikan päällä sijaitseva uusiutuva energiajärjestelmä, energialähteiden yhdistelmää hyödyntävä verkko tai molempien yhdistelmää käyttävä hybridilähestymistapa, valinta voi perustua mukavuuteen, kustannustehokkuuteen tai muihin tekijöihin. 

IBM:llä 64 % yhtiön maailmanlaajuisesta energiankulutuksesta tulee uusiutuvista lähteistä. Siitä 49 % tulee suoraan uusiutuvan energian toimittajilta ja 15 % suoraan verkosta. Voit lukea lisää IBM:n vaikutuksista tätä. 

Uusiutuva energia kohtaa nousevan teknologian 

Teknologiat mukaan lukien tekoäly (AI) ja data-analytiikka ovat avainasemassa uusiutuvan energian hyötyjen lisäämisessä. Ne voivat auttaa virtaviivaistamaan ja automatisoimaan energiateknologioita, kuten luomaan räätälöityjä malleja energiansaannin optimoinnin edistämiseksi.  

Esimerkiksi data tarjoaa valtavaa arvoa energia- ja sähköyhtiöille. Käyttöomaisuuden, mukaan lukien digitaaliset, suorituskykyä ja kuntoa koskevat näkemykset sekä huolto-, korjaus- ja vaihtoaikataulut ovat ratkaisevan tärkeitä virran pitämisen kannalta. Tekoälyn integrointi voi edelleen optimoida energia- ja yleishyödyllisiä toimintoja uusilla oivalluksilla, jotka selvittävät ongelmien perimmäisiä syitä sekä rakentamalla ennakoivan ylläpitokehyksen. Lue, kuinka Bruce Power hallitsee tulevaisuuttaan nyt dynaamisella EAM (Enterprise Asset Management) -alustalla, joka on rakennettu IBM® Maximo® Application Suiten avulla.. 

Yhdistä voimasi samanmielisten kanssa nopeuttaaksesi omia uusiutuvan energian ja ympäristön tavoitteita.  

Tilaa IBM Sustainability -uutiskirje