พลังงานทดแทนประเภทต่างๆ – IBM Blog

พลังงานทดแทนหรือที่เรียกว่าพลังงานสะอาด ผลิตจากทรัพยากรธรรมชาติที่สร้างขึ้นและเติมเต็มได้เร็วกว่าที่ใช้ไป เช่น แสงแดด น้ำ และลม แหล่งพลังงานหมุนเวียนส่วนใหญ่ปล่อยก๊าซคาร์บอนเป็นศูนย์และมีมลพิษทางอากาศน้อยที่สุด ในทางกลับกัน เชื้อเพลิงฟอสซิล (น้ำมัน ถ่านหิน และก๊าซธรรมชาติ) เป็นทรัพยากรที่มีจำกัดและปล่อยก๊าซที่เป็นอันตราย ปล่อยก๊าซเรือนกระจก (GHGs) รวมถึงก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) และมีเทน เมื่อถูกเผา สิ่งเหล่านี้ได้รับการพิจารณาอย่างกว้างขวางว่าเป็นสาเหตุหลักของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ โดยเฉพาะภาวะโลกร้อน 

การทำความเข้าใจประเภทของแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่มีอยู่อาจเป็นก้าวสำคัญในการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ของคุณและสำหรับองค์กร ซึ่งจะช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการดำเนินงานและห่วงโซ่อุปทานของคุณ  

พลังงานแสงอาทิตย์ 

พลังงานแสงอาทิตย์ได้รับการพัฒนาให้มีประสิทธิภาพ อเนกประสงค์ และยืดหยุ่นได้ ปัจจุบัน มีสองวิธีหลักในการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์: เซลล์แสงอาทิตย์ (PV) ซึ่งใช้สำหรับการใช้งานขนาดเล็ก และพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์แบบรวมศูนย์ (CSP) ซึ่งส่วนใหญ่ใช้สำหรับการใช้งานด้านสาธารณูปโภคและระดับอุตสาหกรรม  

การติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ PV ซึ่งรวมถึงแผงโซลาร์เซลล์ มีความท้าทายเฉพาะตัว เช่น การเคลื่อนที่ของเมฆ สภาพอากาศ ตำแหน่งของต้นไม้ และอื่นๆ เพื่อช่วยเอาชนะความท้าทายเหล่านี้ ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีกำลังเกิดขึ้น เซลล์แสงอาทิตย์มีความยืดหยุ่นมากขึ้น, เบากว่า, ติดตั้งง่าย, ราคาถูกกว่าในการผลิต และมีประสิทธิภาพมากกว่า โดยต้องใช้พื้นที่น้อยกว่าในการรวบรวมแสงในปริมาณเท่าเดิม (หรือมากกว่า) 

ปัจจุบัน พลังงานแสงอาทิตย์ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เพื่อการใช้งานที่หลากหลาย บ้านและธุรกิจแต่ละหลังอาจติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์บนชั้นดาดฟ้าเพื่อผลิตไฟฟ้าในไซต์งาน ในระดับที่ใหญ่ขึ้น โซลาร์ฟาร์มสามารถติดตั้งบนพื้นที่ว่างสำหรับงานอุตสาหกรรม ซึ่งช่วยลดการใช้พลังงาน ศูนย์ข้อมูล โรงพยาบาล สถานที่ราชการ และอื่นๆ ใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อเสริมความต้องการพลังงาน

แรงลม 

กังหันลมสมัยใหม่ถูกสร้างขึ้นในปี 1940 และเทคโนโลยีก็มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องและมีความสำคัญตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา กังหันลมในปัจจุบันแตกต่างกันไปตั้งแต่ขนาดเล็ก (บ้านเดี่ยวหรือธุรกิจ) ไปจนถึงระดับสาธารณูปโภค (ฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่ง) พลังงานลมเป็นวิธีที่คุ้มค่าในการรวมพลังงานสะอาดและยั่งยืนเข้ากับแหล่งจ่ายไฟ และเมื่อพูดถึงผลกระทบต่อสัตว์ป่า โครงการพลังงานลมมีอันดับต่ำกว่าแหล่งพลังงานอื่นๆ 

แม้ว่าจะใช้สำหรับการผลิตไฟฟ้าทั่วไป แต่พลังงานลมเฉพาะที่ยังคงใช้ในการสีเมล็ดพืชและสูบน้ำ พลังงานลมยังสามารถให้พลังงานแก่สถานีชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าได้  

ในเดือนกันยายน 2022 ทำเนียบขาวประกาศ ความริเริ่มในการขยายการผลิตพลังงานลมนอกชายฝั่งของสหรัฐฯ ภายในปี 2035 โดยใช้กังหันลอยน้ำขนาดใหญ่ที่สามารถวางไว้ในน้ำลึกได้ มีศักยภาพที่จะเพิ่มกำลังการผลิตได้มากกว่าสองเท่า

ไฟฟ้าพลังน้ำ 

น้ำคือ แหล่งพลังงานทดแทนที่ใหญ่ที่สุด. ไฟฟ้าพลังน้ำอาศัยการเคลื่อนที่ของน้ำและเป็นพลังงานหมุนเวียนที่ยิ่งใหญ่ที่สุดทั่วโลก โดยใช้พลังงานทางทะเลและพลังงานน้ำขึ้นน้ำลง การไหลของแม่น้ำและลำธาร อ่างเก็บน้ำและเขื่อนในการเคลื่อนย้ายกังหันที่ผลิตกระแสไฟฟ้า 

นอกเหนือจากการผลิตไฟฟ้าแล้ว หลายอุตสาหกรรมยังใช้ประโยชน์จากพลังงานน้ำในการดำเนินงานอีกด้วย ตัวอย่างเช่น การทำเหมืองใช้น้ำในสถานที่ห่างไกลเพื่อช่วยในการสกัด และผู้ผลิตสิ่งทอและสารเคมีอาจใช้ระบบไฟฟ้าพลังน้ำในสถานที่เพื่อจ่ายพลังงานให้กับกระบวนการต่างๆ เช่น การซักล้าง การผลิต การสุขาภิบาล และอื่นๆ  

โดยเฉพาะอย่างยิ่งพลังน้ำขึ้นน้ำลงยังมีศักยภาพที่ยังไม่ได้ใช้ ปัจจุบันมีการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงหลายอย่าง ได้แก่: 

• เขื่อนกั้นน้ำ: มีการวางเขื่อนที่มีกังหันไว้ที่ปากทางเข้าอ่าวหรือปากแม่น้ำ เพื่อว่าเมื่อน้ำถูกปล่อยออกก็จะเกิดพลังงานไฟฟ้า  
• กระแสน้ำ: กังหันที่ยึดกับทุ่นหรือพื้นมหาสมุทรใช้ประโยชน์จากการเคลื่อนที่ของกระแสน้ำในมหาสมุทร  
• พลังงานคลื่น: การเคลื่อนที่ของคลื่นและความดันถูกนำมาใช้เพื่อสร้างพลังงาน พื้นที่มหาสมุทรที่มีกระแสลมแรงจะทำงานได้ดีที่สุด  

แม้ว่าน้ำจะเป็นทรัพยากรธรรมชาติที่อุดมสมบูรณ์ แต่ก็อาจอ่อนไหวต่อการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมได้ ตัวอย่างเช่น ลมที่ลดลงอาจส่งผลต่อจำนวนและกำลังของคลื่น และสภาวะภัยแล้งสามารถลดปริมาณน้ำในอ่างเก็บน้ำ ลำธาร และแม่น้ำได้  

ใต้พิภพ 

ระบบพลังงานความร้อนใต้พิภพแปลงความร้อนจากภายในโลก (ในรูปของไอน้ำร้อนและไอไฮโดรคาร์บอน) ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า ไฟฟ้าที่ผลิตได้จากพลังงานความร้อนใต้พิภพถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ ตัวอย่างเช่น ให้ความร้อนสำหรับเรือนกระจกทางการเกษตร เช่นเดียวกับการให้ความร้อนและความเย็นสำหรับการผลิตและการแปรรูปอาหาร พลังงานความร้อนใต้พิภพยังใช้เพื่อให้ความร้อนและความเย็นในอาคารพาณิชย์ รวมถึงโรงพยาบาล โรงเรียน และอื่นๆ อีกมากมาย ปั๊มความร้อนใต้พิภพ (GHP) ใช้สำหรับการใช้งานขนาดเล็ก เช่น การจ่ายไฟให้กับบ้าน  

ทั้งโรงไฟฟ้าความร้อนใต้พิภพขนาดใหญ่และ GHP ขนาดเล็กต้องใช้พื้นที่ติดตั้งค่อนข้างน้อยเมื่อเทียบกับแหล่งพลังงานหมุนเวียนอื่นๆ นอกจากนี้ ความร้อนที่ไหลเวียนอย่างไม่สิ้นสุดภายในโลกยังเป็นแหล่งเชื้อเพลิงที่สามารถทดแทนได้อย่างต่อเนื่อง  

พลังงานชีวมวล 

ชีวมวลใช้วัสดุอินทรีย์และผลิตภัณฑ์พลอยได้เพื่อให้ความร้อนโดยตรง สร้างพลังงานไฟฟ้า และสร้างเชื้อเพลิงชีวภาพ รวมทั้งไบโอดีเซลและเอธานอล เชื้อเพลิงชีวภาพสามารถนำมาใช้ในหม้อไอน้ำอุตสาหกรรมเพื่อสร้างไอน้ำที่ขับเคลื่อนกระบวนการได้ พวกเขายังมีศักยภาพที่จะทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิลในภาคการขนส่ง 

พลังงานชีวภาพให้การผลิตพลังงานรวมที่สม่ำเสมอมากกว่าพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลม แต่จะทำให้เกิดก๊าซเรือนกระจกในระดับต่ำ ก๊าซเหล่านี้รวมกับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมเพิ่มเติม รวมถึงผลกระทบจากการฝังกลบ ทำให้เกิดข้อสงสัยว่าพลังงานชีวมวลมีความยั่งยืนเพียงใด 

แล้วพลังงานนิวเคลียร์ล่ะ? 

พลังงานนิวเคลียร์ต้องใช้ยูเรเนียมแร่ที่หายากและไม่หมุนเวียน แต่ก็ยังถือว่าเป็นแหล่งพลังงานที่ปล่อยก๊าซคาร์บอนต่ำ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้ารุ่นต่อไปมีขนาดเล็กลง ใช้งานได้หลากหลายมากขึ้น และประหยัดพลังงาน เครื่องปฏิกรณ์แบบโมดูลาร์ขนาดเล็ก (SMR) ขั้นสูงสามารถมีขนาดแตกต่างกันได้ตามความต้องการ และมีการใช้งานที่หลากหลาย เช่น การผลิตพลังงาน การแยกเกลือออกจากน้ำทะเล การทำความร้อน และอื่นๆ  

พลังงานนิวเคลียร์และไฟฟ้าพลังน้ำร่วมกันก่อให้เกิดพลังงานคาร์บอนต่ำถึงสามในสี่ของโลก แต่เนื่องจากข้อกังวลด้านความปลอดภัยและต้นทุนการดำเนินงาน การผลิตพลังงานนิวเคลียร์จึงลดลงในประเทศเศรษฐกิจที่พัฒนาแล้ว ด้วยการลงทุนใหม่เพียงเล็กน้อย การผลิตพลังงานนิวเคลียร์ อาจจะลดลง สองในสามภายในปี 2040 

ทำความเข้าใจเรื่องโครงข่ายไฟฟ้า 

การทำความเข้าใจสถานที่และวิธีผลิตไฟฟ้าสามารถช่วยให้คุณกำหนดกลยุทธ์ด้านพลังงานหมุนเวียนที่มีประสิทธิผลสูงสุดได้ โครงข่ายไฟฟ้าหลายแห่งใช้การผสมผสานระหว่างพลังงานหมุนเวียนและเชื้อเพลิงฟอสซิลเพื่อให้มีแหล่งจ่ายไฟฟ้าที่เสถียร ไมโครกริด—เครือข่ายอิสระขนาดเล็ก—เชื่อมต่อกับกริดหลักและใช้พลังงานหมุนเวียนและแหล่งพลังงานทางเลือกเพื่อสร้างสมดุลให้กับความต้องการโหลด เนื่องจากไมโครกริดให้อุปทานในท้องถิ่นโดยมีเสถียรภาพและความยืดหยุ่นของกริดมากขึ้น จึงช่วยลดโอกาสที่จะเกิดการหยุดชะงักในการจัดหาพลังงาน 

มีตัวเลือกแหล่งพลังงานหมุนเวียนให้เลือกมากมาย ดังนั้นผู้คนและองค์กรจึงสามารถเลือกตัวเลือกที่ดีที่สุดเพื่อให้บรรลุเป้าหมายด้านความยั่งยืนได้ ไม่ว่าจะด้วยระบบพลังงานหมุนเวียนเฉพาะในสถานที่ โครงข่ายที่ใช้แหล่งพลังงานผสม หรือวิธีไฮบริดที่ใช้ทั้งสองอย่างร่วมกัน ทางเลือกอาจขึ้นอยู่กับความสะดวก ความคุ้มทุน หรือปัจจัยอื่นๆ 

ที่ IBM การใช้พลังงานของบริษัทในการดำเนินงานทั่วโลก 64% มาจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน ในจำนวนนี้ 49% มาจากซัพพลายเออร์พลังงานหมุนเวียนโดยตรง และ 15% มาจากกริดโดยตรง คุณสามารถอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลกระทบของ IBM โปรดคลิกที่นี่เพื่ออ่านรายละเอียดเพิ่มเติม. 

พลังงานทดแทนมาพบกับเทคโนโลยีเกิดใหม่ 

เทคโนโลยีรวมถึง ปัญญาประดิษฐ์ (AI) และการวิเคราะห์ข้อมูลเป็นกุญแจสำคัญในการเพิ่มประโยชน์ของพลังงานหมุนเวียน สิ่งเหล่านี้สามารถช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพและทำให้เทคโนโลยีพลังงานเป็นอัตโนมัติได้ เช่น การสร้างแบบจำลองที่กำหนดเองเพื่อส่งเสริมการเพิ่มประสิทธิภาพการจัดหาพลังงาน  

ตัวอย่างเช่น ข้อมูลให้มูลค่ามหาศาลแก่บริษัทพลังงานและสาธารณูปโภค ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับประสิทธิภาพและสถานภาพของสินทรัพย์ในการดำเนินงาน รวมถึงสินทรัพย์ดิจิทัล ตลอดจนกำหนดการการบำรุงรักษา การซ่อมแซม และการเปลี่ยนทดแทน มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรักษาการเปิดเครื่อง การบูรณาการ AI จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการดำเนินงานด้านพลังงานและสาธารณูปโภคด้วยข้อมูลเชิงลึกใหม่ๆ ที่เจาะลึกถึงต้นตอของปัญหา ตลอดจนการสร้างกรอบการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ อ่านวิธีที่ Bruce Power จัดการอนาคตของพวกเขาในขณะนี้ด้วยแพลตฟอร์มการจัดการสินทรัพย์องค์กรแบบไดนามิก (EAM) ที่สร้างขึ้นโดยใช้ IBM® Maximo® Application Suite. 

เข้าร่วมกองกำลังกับเพื่อนที่มีความคิดเหมือนกันเพื่อช่วยเร่งเป้าหมายด้านพลังงานหมุนเวียนและสิ่งแวดล้อมของคุณเอง  

สมัครรับจดหมายข่าว IBM Sustainability