Fornybare energikilder og -teknologier
Hva er fornybar energi?
Du har sikkert hørt begrepet «fornybar energi» i samme åndedrag som global oppvarming og klimaendringer. Men hva er egentlig fornybar energi? Og hvorfor er det så viktig?
Fornybar energi er naturlige energikilder eller produksjonsprosesser som stadig kan fylles opp eller fornyes. Vi vil for eksempel aldri gå tom for vind eller solstråler. Faktisk er vindturbiner og solcellepaneler blant de ledende kildene til fornybar energi.
I tillegg til å være tilgjengelig i det uendelige, er fornybare ressurser generelt mindre forurensende enn deres ikke-fornybare motstykker. Derfor er de et sunnere valg for mennesker, dyr og kloden vår. Det er da ingen overraskelse at verdensledere og miljøforkjempere fremhever fornybar energi som nøkkelen til å skape en mer miljømessig bærekraftig fremtid.
Omvendt er ikke-fornybare energikilder som olje, gass og kull begrenset i mengde. Disse kan ikke raskt etterfylles. De er heller ikke tilgjengelig i hele verden. Tenk på råolje: Selv om mange land produserer det, rapporterer U.S. Energy Information Administration (EIA) at over halvparten av verdens råoljeforsyning bare kommer fra fem land. Men det viktigste er at ikke-fornybare energikilder som disse karbonbaserte fossile brenslene regnes som en av de første årsakene til klimaendringene.
Jakten på netto null
Nå som myndigheter, bedrifter og forbrukere står overfor det faktum at global oppvarming og klimaendringer er blant de største truslene i vår levetid, har populariteten og innføringen av fornybar energi økt eksponentielt. Ved hjelp av moderne teknologier har ikke dagens alternative energikilder bare blitt mer pålitelige, de har også blitt mer kostnadseffektive – enda mer enn fossilt brensel.
På grunn av erkjennelsen av at enkeltpersoners anstrengelser for å begrense global oppvarming og irreversible klimaendringer ikke er nok, undertegnet land verden rundt Paris-avtalen i 2016. Denne internasjonale traktaten fastsetter at myndigheter over hele verden vil strebe etter netto null ved å fjerne like mye karbondioksid som vi slipper ut i atmosfæren innen år 2050.
Kontinuerlig overgang på verdensbasis til de energikildene som slipper ut minst mengder klimagasser i atmosfæren er måten å lykkes på med å stoppe de katastrofale miljøendringene vi allerede er vitne til. Og fornybar energi, som ofte er «renere» og «grønnere» enn ikke-fornybar, er motoren for disse tiltakene.
Vanlige fornybare energikilder
Nye tiltak iverksettes daglig for å utvikle og ta i bruk fornybare energikilder uten å forårsake ytterligere skade på kloden. La oss ta en titt på noen av de mest utbredte alternative energikildene:
Solenergi
Drevet av sol-, eller fotovoltaiske cellepaneler, laget av silisium eller andre materialer som gjør sollys om til elektrisitet. Hvor mye solenergi som kan lagres og brukes, avhenger av tid på døgnet, årstid og geografisk plassering av solcellepanelene. Når det er sagt, vil bare 90 minutter med sollys fanget opp på jordens overflate, være nok til å dekke hele planetens energiforbruk i et år, ifølge USAs energidepartement.
Solfarmer må ikke være på land. De kan også være plassert i vann, for eksempel i reservoarer eller innsjøer. (Slike solcellepaneler kalles flytende fotoelektriske paneler.) Når de er plassert og produsert på ansvarlig vis, har ikke solenergisystemer noen negativ miljøpåvirkning. De produserer nemlig ikke luftforurensning eller klimagasser.
Vindkraft
Vinden får bladene på turbinene til å rotere. Generatorer utnytter dette til å produsere elektrisitet. En av de største klagene på vindenergi er at de gedigne (og ofte ansett som stygge) vindmøllene som brukes til å generere vindenergi, tar opp enorme mengder land.
Vindparker til havs er populære alternativ til landbaserte. Selv om vindparker til havs har sine ulemper, slik som potensielle variasjoner i vær og urolig vann der turbinene skal fungere, samt de enorme kostnadene ved å installere strømkabler under havbunnen, gjør den ubegrensede tilgangen på vind dem til en attraktiv ressurs.
Geotermisk energi
Laget i menneskeskapte brønner der vann som er oppvarmet av magma, en smeltet blanding av mineraler og gasser, trekkes ut fra jordens kjerne. Når vannet stiger til jordens overflate, blir det til damp. Denne aktiverer turbiner som deretter driver generatorer for å produsere elektrisitet. Pumping av dampen og det varme vannet tilbake i jorden reduserer utslippene fra geotermisk energi. Det betyr at denne hydrotermiske ressursen grønn.
Noen deler av verden, slik som Island, har rikelig med lett tilgjengelige geotermiske ressurser, mens andre regioner ikke har denne naturlig forekommende ressursen. En annen ulempe er at graving i geologiske varmeflekker for å lage brønner kan forårsake betydelig miljøskade og øke risikoen for jordskjelv.
Vannkraft
Betyr demninger eller barrierer som er konstruert for å kontrollere vannstrømmen. Vannet som ledes, får turbinbladene på en generator til å rotere. Dette lager elektrisitet. På grunn av kildens pålitelighet er vannkraft ofte mer til å stole på enn sol- eller vindkraft. Denne påliteligheten plasserer vannkraft øverst på listen over fornybare energikilder til elektrisitet i USA.
Store vannkraftverk, også kalt megademninger, regnes ikke som fornybar energi da de leder bort og reduserer naturlige vannstrømmer. Dyr og mennesker i nærområdene kan komme til å miste noe av eller all tilgangen til vann de er avhengige av. Motsatt avleder små vannkraftverk, som har installert kapasitet på mindre enn omtrent 40 megawatt, bare en brøkdel av vannstrømmen som de større. Blir de drevet på ansvarlig vis, skader de miljøet så mye.
Tidevannsenergi
Et annet eksempel på vannkraft, bare at denne ressursen er avhengig av tidevannsstrømmene i havet to ganger i døgnet for å drive turbingeneratorer. Det er en ny ressurs, men den høyst forutsigbare tidevannskraften er en attraktiv og bærekraftig energikilde. Som med demninger, kan noen metoder innen tidevannsenergi skade dyrelivet og naturen i nærområdet. Tidevannsbarrierer, for eksempel, fungerer på samme måte som demninger, men er plassert i havbukter eller laguner.
Biomasseenergi
Betyr varme som genereres ved brenning av materiale på anlegg for å drive dampturbiner som genererer elektrisitet. Biomasseenergi produseres ved å gjøre avfall om til drivstoff. Denne avfall-til-energi-konverteringen kan levere kraft med lave økonomiske og miljømessige kostnader.
For eksempel kan treavfall, slik som flis fra sagbruk, brukes til biomasseenergi i stedet for å la det brytes ned på søppelfyllinger der det øker karbonnivået. Når det er sagt, regnes ikke mange former for biomasse som rene energikilder. De har nemlig vist seg å generere høyere karbonutslipp enn fossilt brensel.
Bærekraftige energiteknologier og databehandling i skyen
Selv om det er riktig å på oppfordre privatpersoner til å ta i bruk fornybare energikilder som solenergi eller geotermisk drevne boliger, er det fortsatt helt avgjørende å håndtere klimakrisen på industri- og næringsnivå. De enkelte forbrukerne gjør fremskritt med den økende bruk av solcellepaneler på takene for å drive elektriske kjøretøy, men all fremgang på industrinivå for å støtte og legge til rette for renere energi vil uansett omfatte miljøfordelene med databehandling i skyen.
Selv om digitale teknologier reduserer skadelig miljøpåvirkning fordi de krever mindre energi, forblir databehandling i skyen fortsatt «plantet» på kloden via datasenteret. Noen teknologier for databehandling i skyen bruker enorme mengder ikke-fornybar energi, for eksempel mining av kryptovaluta. Analyser av Universitetet i Cambridge anslår at mining av kryptovaluta i bare ett selskap, Bitcoin, bruker mer kullgenerert elektrisitet årlig enn land på størrelse med Norge eller Argentina.
Noen skytjenestebedrifter, som Microsoft, er opptatt av å støtte fornybar energiteknologi. Dette ved å øke ytelse og effektivitet og redusere strømforbruket for å bidra til å begrense påvirkningen fysiske datasentre har på miljøet.
Nyvinninger innen databehandling i skyen
Eksempler på miljøfordelene med databehandling i skyen er oppfinnelser som:
- Kjøling med immersjonsvæske: Denne metoden for serverkjøling bidrar til å redusere energi- og vannforbruket samtidig som den fører til sterkere prosessorkraft.
- «Grid-interaktive» UPS-batterier: Små skritt som å ta i bruk «grid-interaktive» UPS-batterier bidrar til å redusere etterspørselen på nettet.
- Renere drivstoff til reservestrøm: Å fylle datasentrenes reservegeneratorer med mindre karbonintensivt drivstoff i stedet for vanlig diesel bidrar til å redusere karbonutslippene.
Databehandling i skyen kan aldri bli den eneste løsningen for å takle klimaendringene, men det finnes mange interessante digitale teknologier som støtte fornybar energi. Disse teknologiene bidrar ved å redusere energibruken og hjelper til med overgangen til et mer karbonnøytralt nettverk.
Nyvinninger i skyen for strøm og apparater
Noen eksempler på innovative skyløsninger inne kraft- og energibransjen er:
Intelligente eller «smarte» strømnett
Disse skyteknologiene optimaliserer bedriftens energistyring. De bruker interaktive data fra millioner av sensorer som brukes av individuelle kunder ved å bruke alternative energikilder som solpaneler og elektriske biler for å drifte strømnettet mer effektivt.
Kunstig intelligens og maskinlæring
Energiselskaper bruker data og kunstig intelligens til å matche etterspørsel og leveranse av fornybare energikilder på en intelligent måte. Teknologier som digitale tvillinger gjør det mulig for bedrifter å forbedre belastningsfordeling, integrere distribuerte energiressurser, kontrollere enheter og automatisere operasjoner for å optimalisere energibruken.
IoT (Tingenes Internett)
Ved hjelp av enhetssensorer og prediktivt vedlikehold kan bedrifter administrere og forlenge livssyklusene til maskineri og andre ressurser. Dette gir mulighet for redusert bruk av ikke-fornybare kilder til kraft og materialer som er involvert i ny produksjon.
Teknologi for CO2-opptak
Selv om det ikke er en fornybar energikilde i seg selv, reduserer CO2-opptak miljøpåvirkningen av karbondioksid ved å fange opp og lagre utslipp fra røykstakker. Den kan til og med trekke ut karbondioksid fra luften og deretter lagre det under bakken eller resirkulere det for å lage nye produkter, for eksempel drivstoff eller byggematerialer. Disse teknologiene bruker avanserte utslippsinstrumentbord, kunstig intelligens og IoT digital tvillingteknologi for å forbedre CO2-opptak og -lagring.
Bransjetrender innen fornybar energi
Innføring av fornybare energikilder når rekordhøyder. Ifølge Det internasjonale energibyrået (IEA, ), et energiforum med 29 land som fremmer miljøvennlig energipolitikk, vil kapasiteten for fornybar energi øke med 50 prosent på verdensbasis innen 2024. Når det gjelder vekst, leder solenergi, men vindkraft, geotermisk kraft og vannkraft ligger ikke langt bak.
Kraftig oppsving for solenergi
IEA spår også at solenergi vil stå for 60 prosent av veksten innen fornybar energi på verdensbasis innen 2025. Kina, Belgia, Nederland, Østerrike, Australia og USA forventes å lede an. Det er spådd at hvert av disse landene vil komme med millioner av nye solcelleinstallasjoner.
Hvorfor opplever solenergi dette oppsvinget? For det første har kostnadene ved å installere solcellepaneler gått kraftig ned i mange år, og prisene forventes fortsatt å stupe. For det andre er solenergi mer tilgjengelig. Det gir også mer frihet enn energikilder som krever spesifikk geografisk plassering, slik som vind- og vannkraft. Alle steder på jorden får sol, uansett klima.
Med økning i bruk, er solenergibransjen opptatt av å utvide lagringskapasiteten og foredle distribusjonen. Slik kan hjem og bedrifter holdes i gang uansett vær. Denne økningen i holdbarhet vil få flere selskaper, myndigheter og innbyggere til å satse på solenergi.
Vindkraft: på land og til havs
Etter hvert som kapasiteten for vindenergi øker på verdensbasis, tar også flere dette i bruk. Akkurat nå leder Kina, men USA og Japan haler innpå takket være gunstige lover.
I USA har Biden-Harris-administrasjonen forpliktet seg til å distribuere 30 gigawatt med vindkraft til havs innen 2030. Lovgivere i Japan har innført forskrifter for å stimulere turbinutbygging ved havner og oppmuntre utbyggere til å lage flere anlegg til havs. Landet kan kanskje til og med erstatte atomreaktorene med turbiner til havs.
Vannkraftens tidsalder og vekst innen geotermi
Ifølge IEA forblir vannkraft verdens hovedkilde til fornybar energi i overskuelig fremtid, men den vil ikke oppleve like mye vekst som sol- eller vindkraft. Egnede og kostnadseffektive områder er allerede mangelvare. Dermed øker kostnadene.
Geotermisk energi som allerede er utbredt i på Island og i landene ved Stillehavskysten, forventes å øke med 28 prosent innen 2024. Asiatiske land, spesielt Indonesia og Filippinene, øker allerede kapasiteten og ser tegn til nedgang.
Går bort fra «skitten» energi
Hva innebærer fremtidens fornybare energi for tradisjonelle kraftkilder? Lavere kostnader og økt etterspørsel i den rene energisektoren vil få store olje- og gasselskaper til å øke investeringene i fornybar energi. IEA spår faktisk at «de fornybare vil gå forbi kull og bli den største kilden til elektrisitetsproduksjon på verdensbasis innen 2025.”
Samtidig kan land i Midtøsten som Saudi-Arabia komme til gå helt bort fra olje takket være den rikelige tilgangen de har på den langt mer fornybare energikilden solskinn. Eksperter sier at landet har mulighet til å gå over til et 100 prosent fornybart energisystem innen 2040, hvis energilagringsteknologien fortsetter å utvikle seg og reguleringsorganer vedtar de rette lovene.
North American Supergrid
Selv om verden virker klar for å satse for fullt ut på fornybar energi, er ikke dagens kraftinfrastruktur bygget for å støtte dette skiftet effektivt. I USA, for eksempel, er ett av de store spørsmålene akkurat nå hvordan man effektivt kan overføre kraft til et helt land.
Det er her North American Supergrid kommer inn i bildet. Dette nye strømnettet som Climate Institute, en ideell organisasjon med base i Washington, D.C., har kommet med forslag om, ville gjøre fornybar energi langt mer tilgjengelig. Kommer dette på plass, kan USA transportere solenergi fra installasjoner i sørvest til større byer i nordøst.
I teorien skal et nettverk av høyspent likestrømsoverføring (HVDC) installeres i tillegg til eksisterende regionale distribusjonssystemer. Alle ville få tilgang til fornybar energi uten å måtte endre måten elektrisitet brukes på i hjem og bedrifter i dag. Om det blir innført, kan dette «supernettet» gjøre ren energi mer konkurransedyktig i et marked som ellers er dominert av fossilt drivstoff.
Virkelige eksempler og oppfinnelser innen fornybar energi
Mange bedrifter, bransjer og myndigheter setter inn prisverdige tiltak for å innlemme intelligente, innovative skyteknologier i innsatsen de gjør for fornybar energi. Noen lover til og med å hovedsakelig eller utelukkende bruke fornybar energi i nær fremtid.
Axpo
Axpo, Sveits’ største produsent av fornybar energi, bruker Azure Cognitive Search, Azure Maps og Power BI for å gjøre det mulig for rutenettteknikere og vedlikeholdsteam å enkelt finne omfattende, oppdaterte data om tilstanden til hver rutenettressurs. Dette reduserer søketiden med opptil 99 prosent, gjør det enklere å identifisere problemområder i nær sanntid, og baner vei for å automatisere flere ressursadministrasjonsoppgaver. Alt dette reduserer tiden det tar å fullføre mange driftsaktiviteter betydelig.
SSE Renewables
En annen europeisk leder innen fornybar energi, SSE Renewables, bygger ut flere havvindparker enn noe annet selskap i verden. De bruker kunstig intelligens, IoT og skyteknologi for å sikre at arbeidet deres ikke skader dyreliv eller økosystemer i nærområdene. For eksempel overvåker selskapet helsen til fugler i nærområdene med fjernstyrte digitale videokameraer. Disse laster opp data til et skysystem som er aktivert av kunstig intelligens, og som sporer aktiviteten og levedyktigheten for hvert enkelt dyr.
Vattenfall
Vattenfall, et multinasjonalt energiselskap eid av den svenske regjeringen, er en annen pioner innen fornybar energi. I samarbeid med Microsoft har bedriften laget en tjeneste som sammenkobler øyeblikkelig etterspørsel etter fornybar energi med umiddelbart tilgjengelig forsyning. Noen fornybare energikilder er ikke alltid tilgjengelige i det samme bedrifter trenger dem. (Solen skinner ikke alltid, og vinden blåser ikke alltid, tross alt.) Men Vattenfalls døgnåpne matchingtjeneste lar bedrifter som ønsker å gå over til 100 prosent fossilfri strøm, gjøre nettopp det. For eksempel, hvis ingen solenergi er tilgjengelig i et gitt tidsrom, vil tjenesten koble bedriftene til en fornybar energikilde som er tilgjengelig.
Nasjonalt fond for miljøvern og vannforvaltning
I offentlig sektor bruker Polens nasjonale fond for miljøvern og vannforvaltning databehandling i skyen. Dette for å gjøre det enklere for polske borgere å søke om og motta tilskudd som kan gjøre hjemmene deres mer energieffektive og mindre utsatt for luftforurensning. Organisasjonen effektiviserte administrasjonen av insentivprogrammet sitt ved å digitalisere søknadsprosessen for tilskudd fullstendig. Slik ble det enklere for innbyggerne å søke om tilskudd til energieffektivisering. Det ble også lettere for organisasjonen å tildele dem. Siden organisasjonen moderniserte insentivprogrammet, har over 215 000 polske husstander mottatt slike energitilskudd.
Met Office
Til slutt, i Storbritannia, satser The Met Office, landets værtjeneste som er verdensledende innen netto null, på databehandling i skyen for å kunne oppnå 100 prosent fornybar energi. Å spore og forutsi værmønstre er svært dataintensivt. Komplekse simuleringer, stordata, kunstig intelligens og effektive analyser er nødvendig. I stedet for å bruke en fysisk superdatamaskin for å håndtere disse arbeidsbelastningene, bruker Met Office en intelligent skybasert tjeneste for superdatabehandling. Byrået spår at det vil spare 7 415 tonn karbon ved å bruke denne skytjenesten.
Effektiviser bærekraftsprosessen
Uansett hvor langt du har kommet på veien mot netto null, kan du gjøre det bedre med Microsoft Cloud for Sustainability. Det lar deg foreta store endringer i bedriften med miljørettede, sosiale og forretningsetiske funksjonaliteter (ESG – environmental, social, and governance).
Vanlige spørsmål om fornybar energi
-
De mest populære kildene til fornybar energi inkluderer følgende:
- Solenergi– skapt ved å omforme sollys til elektrisitet.
- Vannkraft– menneskelagde barrierer som demninger, som styrer vannstrømmen for å skape elektrisitet.
- Vindkraft– produsert av vindmøller som konverterer vindkraft til elektrisitet.
- Tidevannsenergi– er avhengig av havstrømmer for å drive turbingeneratorer.
- Geotermisk energi– opprettet i menneskelagde brønner som trekker ut oppvarmet vann fra jordens kjerne.
- Biomasseenergi– skapt ved å omforme avfallsmaterialer til drivstoff.
-
En rekke fornybare energikilder anses som svært effektive, fordi tilførselen i hovedsak er uendelig. Disse omfatter vind, solskinn og havets tidevann. Ta denne statistikken i betraktning for å forstå hvor utbredte disse ressursene er: Ifølge det amerikanske Energidepartementet, tar det bare 90 minutter med oppfanget sollys på jordens overflate for å drive hele planetens energiforbruk i ett år. Ikke overraskende er solkraft en av de raskest voksende formene for fornybar energi over hele verden.
-
Det kan hevdes at solkraftsystemer er de sikreste, siden de ikke produserer luftforurensende stoffer eller klimagasser, og siden de ikke har noen negative miljøpåvirkninger.
-
Fornybar energi har en rekke fordeler i forhold til fossilt brensel. Fordi fornybar energi er skapt fra naturlige ressurser som vind og vann, er de mer utbredte, pålitelige og kostnadseffektive enn fossilt brensel. Det viktigste er at fornybare energiformer skaper generelt mindre forurensing enn fossilt brensel – som nå regnes som en av de største årsakene til klimaendring.
Følg Microsoft