Різні види відновлюваної енергії – IBM Blog

Відновлювальна енергія, також відомий як чиста енергія, виробляється з природних ресурсів, які генеруються та поповнюються швидше, ніж споживаються, таких як сонце, вода та вітер. Більшість відновлюваних джерел енергії виробляють нульові викиди вуглецю та мінімальні забруднювачі повітря. Викопне паливо (нафта, вугілля та природний газ), з іншого боку, є обмеженими ресурсами та виділяє шкідливі викиди парникових газів (ПГ), включаючи вуглекислий газ (CO2) і метан, під час спалювання. Вони широко вважаються головними причинами зміни клімату і, зокрема, глобального потепління. 

Розуміння типів доступних відновлюваних джерел енергії може стати ключовим кроком до зменшення викидів вуглекислого газу, а для організацій – до зменшення впливу вашої діяльності та ланцюжка поставок на навколишнє середовище.  

Сонячна енергія 

Сонячна енергія стала ефективною, універсальною та стійкою. На даний момент існує два основних способи виробництва сонячної енергії: фотоелектрична (PV), яка використовується для менших масштабів, і концентрована сонячна теплова енергія (CSP), яка використовується в основному для комунальних і промислових застосувань.  

Сонячні фотоелектричні установки, які включають сонячні панелі, мають унікальний набір проблем, включаючи рух хмар, погоду, розташування дерев тощо. Щоб подолати ці виклики, досягаються технологічні досягнення сонячні елементи більш гнучкі, легший, простіший у встановленні, дешевший у виробництві та потужніший, оскільки потребує менше місця для збору тієї ж кількості (або більше) світла. 

Сьогодні сонячна енергія використовується в різноманітних галузях промисловості. Окремі будинки та підприємства можуть встановлювати на даху сонячні батареї для виробництва електроенергії на місці. У більшому масштабі сонячні електростанції можуть бути встановлені на вільних землях для промислового застосування, допомагаючи зменшити витрати енергії. Центри обробки даних, лікарні, державні установи тощо використовують сонячну енергію для задоволення потреб в енергії.

Енергія вітру 

Сучасна вітрова турбіна була побудована в 1940 році, і з тих пір технологія постійно і значно розвивалася. Сучасні вітряні турбіни варіюються від невеликих (один будинок або бізнес) до комунальних (морські вітряні електростанції). Енергія вітру є економічно ефективним способом використання чистої, сталої енергії в джерелі електроенергії. А коли справа доходить до впливу на дику природу, вітроенергетичні проекти займають нижче місце, ніж будь-яке інше джерело енергії. 

Хоча використовується для загального виробництва електроенергії, локальна енергія вітру все ще використовується для помелу зерна та перекачування води. Енергія вітру також може забезпечити енергію для зарядних станцій електромобілів.  

У вересні 2022 року Білий дім оголосив ініціатива щодо розширення морського виробництва енергії вітру в США до 2035 року за допомогою великомасштабних плаваючих турбін, які можна розмістити на більшій глибині. Це має потенціал більш ніж подвоїти виробничі потужності.

Гідроенергетика 

Вода - це найбільше джерело відновлюваної енергії. Гідроелектроенергетика залежить від руху води та є найбільшим джерелом відновлюваної електроенергії в усьому світі. Він використовує морську енергію та енергію припливів, течію річок і струмків, водосховищ і гребель для руху турбін, які виробляють електроенергію. 

Крім виробництва електроенергії, багато галузей промисловості використовують гідроенергію для роботи. Наприклад, видобуток використовує воду у віддалених місцях, щоб допомогти у видобутку, а виробники текстилю та хімічної продукції можуть використовувати власні гідроенергетичні системи для живлення таких процесів, як прання, виготовлення, санітарія тощо.  

Особливо потужність припливів має ще невикористаний потенціал. Нині досліджуються та розробляються кілька технологій приливної енергії, зокрема: 

• Приливний завал: Дамби з турбінами встановлюються на вході в затоки або лимани, щоб вода, випущена через них, виробляла електроенергію.  
• Приливна течія: Турбіни, прикріплені до буїв або дна океану, використовують переваги руху океанських течій.  
• Хвильова енергія: Рух хвиль і тиск використовуються для вироблення електроенергії — найкраще працюють океанські райони з сильними вітровими течіями.  

Хоча вода є багатим природним ресурсом, вона може бути чутливою до змін навколишнього середовища. Наприклад, послаблення вітру може вплинути на кількість і силу хвиль, а умови посухи можуть зменшити кількість води у водоймах, струмках і річках.  

Геотермальний 

Геотермальні енергетичні системи перетворюють тепло, що надходить із Землі (у формі гарячої пари та вуглеводневої пари) в електрику. Електроенергія, вироблена з геотермальної енергії, використовується в різних галузях промисловості. Наприклад, він забезпечує тепло для сільськогосподарських теплиць, а також опалення та охолодження для виробництва та переробки харчових продуктів. Геотермальна енергія також використовується для обігріву та охолодження комерційних будівель, включаючи лікарні, школи тощо. Геотермальні теплові насоси (GHP) використовуються для невеликих застосувань, таких як електропостачання будинків.  

Як великі геотермальні електростанції, так і дрібні GHP вимагають відносно невеликого сліду порівняно з іншими відновлюваними джерелами енергії. Крім того, невичерпний потік тепла в надрах Землі є джерелом палива, яке постійно поповнюється.  

Енергія біомаси 

Біомаса використовує органічні матеріали та побічні продукти для забезпечення прямого тепла, виробництва електроенергії та виробництва біопалива, включаючи біодизельне паливо та етанол. Біопаливо можна використовувати в промислових котлах для виробництва пари, яка забезпечує процеси. Вони також можуть замінити викопне паливо в транспортному секторі. 

Біоенергетика забезпечує більш стабільне загальне виробництво енергії, ніж сонячна та вітрова енергія, але вона спричиняє низькі рівні парникових газів. Ці гази в поєднанні з додатковим впливом на навколишнє середовище, включаючи наслідки використання сміттєзвалищ, ставлять під сумнів те, наскільки насправді енергія біомаси є стійкою. 

А як щодо атомної енергетики? 

Для ядерної енергетики потрібен рідкісний і невідновлюваний мінерал уран, але все ще вважається джерелом енергії з низьким рівнем викидів вуглецю. Атомні електростанції та генератори наступного покоління є меншими, більш універсальними та енергоефективними. Удосконалені малі модульні реактори (SMR) можуть відрізнятися за розміром залежно від потреб і мати різноманітні застосування, включаючи виробництво електроенергії, опріснення, нагрівання тощо.  

Разом атомна та гідроенергетика забезпечують три чверті світової енергії з низьким вмістом вуглецю, але через проблеми з безпекою та експлуатаційними витратами виробництво ядерної енергії скорочується в розвинутих економіках. Виробництво атомної енергії з мінімальними новими інвестиціями може бути зменшено на дві третини до 2040 року. 

Розуміння електромережі 

Розуміння того, де і як генерується електроенергія, може допомогти вам визначити найефективнішу стратегію використання відновлюваної енергії. Багато електромереж використовують поєднання відновлюваної енергії та викопного палива для забезпечення стабільного електропостачання. Мікромережі — невеликі незалежні мережі — підключаються до основної мережі та використовують відновлювані джерела енергії та альтернативні джерела енергії для балансування потреб у навантаженні. Оскільки мікромережі забезпечують місцеве постачання з більшою стабільністю та відмовостійкістю, вони допомагають зменшити ймовірність перебоїв у постачанні енергії. 

Існує багато варіантів відновлюваних джерел енергії, тому люди та організації можуть вибрати найкращий варіант для досягнення своїх цілей сталого розвитку. Незалежно від того, чи це спеціальна локальна система відновлюваної енергії, мережа, яка використовує поєднання джерел енергії, чи гібридний підхід, який використовує поєднання обох, вибір може ґрунтуватися на зручності, економічній ефективності чи інших факторах. 

У IBM 64% енергоспоживання компанії в усьому світі надходить з відновлюваних джерел. З них 49% надходить безпосередньо від постачальників відновлюваної енергії, а 15% – безпосередньо від мережі. Ви можете прочитати більше про вплив IBM тут. 

Відновлювана енергетика зустрічається з новими технологіями 

Технології в тому числі штучний інтелект (AI) і аналіз даних є ключовими для підвищення переваг відновлюваної енергії. Вони можуть допомогти оптимізувати й автоматизувати енергетичні технології, наприклад створювати індивідуальні моделі для оптимізації енергопостачання.  

Наприклад, дані мають величезну цінність для енергетичних і комунальних компаній. Уявлення про продуктивність і здоров’я операційних активів, у тому числі цифрових, а також графіки технічного обслуговування, ремонту та заміни мають вирішальне значення для підтримки живлення. Інтеграція штучного інтелекту може ще більше оптимізувати енергетику та комунальні послуги за допомогою нових ідей, які заглиблюються в основні причини проблем, а також створюють систему прогнозованого обслуговування. Дізнайтеся, як Брюс Пауер керує своїм майбутнім зараз за допомогою платформи динамічного управління активами підприємства (EAM), створеної за допомогою IBM® Maximo® Application Suite. 

Об’єднайте зусилля з колегами-однодумцями, щоб допомогти досягти ваших власних цілей у сфері відновлюваної енергії та охорони навколишнього середовища.  

Підпишіться на інформаційний бюлетень IBM Sustainability