Obnovljivi izvori energije i tehnologije
Šta je to obnovljiva energija?
Verovatno ste čuli termin „obnovljiva energija“ pomenut u istom kontekstu kao globalno zagrevanje i klimatske promene. Ali šta je to tačno obnovljiva energija? I zašto je ona toliko važna?
Obnovljiva energija upućuje na prirodne izvore energije ili procese proizvodnje koji se mogu neprekidno dopunjavati ili replicirati. Na primer, nikada nam neće ponestati vetra i sunca. Zapravo, turbine na vetar i solarne ploče su među vodećim izvorima obnovljive energije.
Pored toga što su beskrajno dostupni, obnovljivi resursi – ili, „obnovljivi izvori“ – obično stvaraju manje zagađenja od njihovih neobnovljivih alternativa, što ih čini zdravijim izborom za ljude, životinje i planetu. Ne bi bilo iznenađenje da globalni lideri i zastupnici za zaštitu životne sredine koriste obnovljive izvore kao ključ za izgradnju ekološki održivije budućnosti.
Nasuprot tome, izvori energije koji se ne mogu obnoviti, kao što su nafta, gas i ugalj, ograničeni su u količini, ne mogu se brzo obnoviti i nisu dostupni u svakom regionu sveta. Razmotrite sirove nafte: Iako je proizvode mnoge zemlje, Administracija za informacije o energiji u SAD izveštava da više od polovine svetske sirove nafte potiče iz samo pet zemalja. Ali najvažnije je da se izvori energije koji se ne mogu obnoviti, kao što su ova fosilna goriva zasnovana na ugljeniku, smatraju jednim od najvećih učesnika u klimatskim promenama.
Pohod na neto nulu
Sada, kada se vlade, preduzeća i potrošači suočavaju sa činjenicom da su globalno zagrevanje i klimatske promene među najvećim pretnjama našeg životnog veka, obnovljivi izvori imaju eksponencijalno veću popularnost i sve više se usvajaju. Uz pomoć modernih tehnologija, ne samo da su današnji alternativni izvori energije postali pouzdaniji, već su postali jeftiniji – i više od fosilnih goriva.
Kada su shvatile da pojedinačni pokušaji da se ograniči globalno zagrevanje i nepovratne klimatske promene nisu dovoljni, zemlje širom sveta potpisale su Pariski sporazum 2016. godine. „Ovaj međunarodni ugovor predviđa da će vlade širom sveta nastojati da postignu neto nula emisije – čime će ukloniti što više ugljen-dioksida iz atmosfere zemlje dok ga ispuštamo u nju – do 2050. godine.
Nastavak prelaska na izvore energije u svetu koji oslobađaju najmanju količinu gasova sa efektom staklene bašte u atmosferu jeste način na koji ćemo uspeti da zaustavimo katastrofalne promene okruženja koje su već tu. A obnovljivi izvori – koji su često čistiji i zeleniji od neobnovljivih energija, u centru su naših napora.
Uobičajeni izvori obnovljive energije
Svakodnevno se ulažu novi napor u razvoju i primeni obnovljivih izvora energije bez daljeg oštećenja planete. Hajde da pogledamo neke od najzastupljenijih alternativnih izvora energije:
Sunčeva energija
Napajanje sunčevom strujom ili fotovoltaičnim (PV) ćelijama napravljenim od silikonskih ili drugih materijala koji transformišu sunčevu svetlost u električnu energiju. Količina solarne energije može da se skladišti i koristi u zavisnosti od vremena dana, godišnjeg doba i geografske lokacije solarnih ćelija. U tom slučaju, samo 90 minuta sunčeve svetlosti snimljene na površini zemlje bilo bi dovoljno da cela planeta ima dovoljno energije za godinu dana, prema Sektoru za energiju SAD.
Solarne farme nisu ograničene na kopno. One takođe mogu da se nalaze u vodi, kao što su rezervoari i jezera. (Ovakvi solarni paneli se nazivaju plutajuće fotovoltaike ili fotovoltaike.) Kada se odgovorno postavljaju i proizvode, solarni energetski sistemi nemaju negativni uticaj na životnu sredinu jer ne proizvode zagađivače vazduha ili gasove staklene bašte.
Energija vetra
Vetar dovodi do okretanja oštrica turbine, koje generator koristi za proizvodnju električne energije. Jedna od najvećih pritužbi na energiju vetra jeste to što kolosalne (i često se smatraju ružnim) vetrenjače koje se koriste za generisanje energije vetra zauzimaju velike količine zemljišta.
Farme na obali su popularna alternativa zemljanim farmama. Iako farme na obali imaju svoje loše strane – uključujući potencijalno nestabilnu vremensku prognozu i neočekivanu vodu gde turbine treba da funkcionišu i postoji ogromna cena instalacije kablova za napajanje ispod mora – neograničeno snabdevanje vetra čini ga privlačnim resursom.
Geotermalna energija
Napravljeno u bunarima koje su napravili ljudi i koji izdvajaju vodu zahvaćenu magmom – mešavinom minerala i gasova – iz jezgra zemlje. Kada se izdiže na površinu zemlje, voda se pretvara u paru, što aktivira turbine koje zatim aktiviraju generatore kako bi se proizvela električna energija. Pumpanje pare i tople vode nazad u zemlju smanjuje emisije koje izbacuje geotermalna energija, što ovaj hidrotermalni resurs čini zelenim.
Određeni delovi sveta, kao što je Island, imaju obilje lako pristupačnih i dostupnih geotermalnih resursa, dok drugi regioni nemaju ovaj prirodni resurs. Druga loša strana je to što prelaženje na geološke centre za pravljenje izvora može dovesti do značajnog oštećenja okruženja i povećati rizik od požara.
Hidroelektrična energija
Odnosi se na brane ili barijere napravljene za kontrolisanje toka vode. Preusmerena voda zatim okreće oštrice turbine generatora, što stvara električnu energiju. Zbog zavisnosti izvora, hidroelektrana je često pouzdanija od sunčeve ili energije vetra. Ova pouzdanost postavlja hidroelektranu kao najveći obnovljivi izvor energije za električnu energiju u SAD.
Velike hidroelektrane, poznate i kao mega-brane, ne smatraju se energijom koja se ne obnavlja jer one preusmeravaju i smanjuju prirodne tokove vode. Životinje i ljudi u blizini mogu da budu ugroženi ako izgube deo ili sav pristup vodi od koje zavise. Nasuprot njima, male hidroelektrane – koje imaju instaliran kapacitet manji od približno 40 megavata – preusmeravaju samo deo toka vode u odnosu na veće alternative, a pažljivo kontrolisane ne prave toliko štete po životnu sredinu.
Plimna energija
Još jedan primer hidroenergije, samo se ovaj resurs oslanja na dvostruke dnevne talase okeana radi napajanja turbinskih generatora. Iako je i dalje resurs u nastajanju, veoma predvidljiva priroda naporedne energije čini ga privlačnim i održivim izvorom energije. Kao i sa branama, neki metodi plimne energije mogu da naškode divljim životinjama i njihovom okruženju. Na primer, plimne baraže na sličan način funkcionišu kao i brane, ali se nalaze u obalama okeana ili lagunama.
Energija biomase
Odnosi se na toplotu koju generiše spaljivanje materijala iz biljaka kako bi se napajala turbina za generisanje električne energije. Energija biomase se kreira transformisanjem otpada u gorivo. Ova konverzija otpada u energiju može da isporuči energiju uz niske finansijske i ekološke troškove.
Na primer, otpadno drvo – kao što je piljevina iz pilana – mogu da se koriste za energiju biomase umesto da se ona raščlani na deponijama gde bi podigla nivo ugljenika. S tim u vezi, mnogi oblici biomase se ne smatraju čistim izvorima energije, jer se pokazalo da generišu veće emisije ugljenika od fosilnih goriva.
Obnovljive tehnologije za energiju i računarstvo u oblaku
Iako je poziv na akciju s pravom upućen za primenu obnovljivih izvora energije, kao što su centri za sunčevu i geotermalnu energiju na pojedinačnom nivou, on ostaje ključan za rešavanje klimatske krize na nivou industrije i poslovanja. Pojedinačni potrošači napreduju uz rastuće pokrete krovnih solarnih panela radi napajanja električnih vozila, ali svaki napredni rad na nivou industrije za podršku i osnaživanje rešenja za čistije energije nepromenljivo će uključivati pogodnosti okruženja računarstva u oblaku.
Iako digitalne tehnologije smanjuju štetni uticaj na okruženje tako što zahtevaju manje energije, računarstvo u oblaku i dalje ostaje zasnovano na planeti putem centra podataka. Neke tehnologije za računarstvo u oblaku troše ogromne količine neobnovljive energije – na primer, traženje kriptovaluta. Analiza Univerziteta Kembridž procenjuje da traženje kriptovaluta samo jedne kompanije, Bitkoin, godišnje koristi više električne energije koju generiše ugalj od celih zemalja veličine Norveške ili Argentine.
Neka preduzeća za usluge u oblaku, kao što je Microsoft, fokusirana su na podršku tehnologija obnovljive energije poboljšanjem performansi i efikasnosti i smanjenom potrošnjom energije kako bi se smanjio uticaj fizičkih centara podataka na okruženje.
Inovacije u računarstvu u oblaku
Primeri pogodnosti okruženja računarstva u oblaku uključuju inovacije kao što su:
- Hlađenje imerzijom u tečnost: Ovaj metod hlađenja servera pomaže u smanjenju potrošnje energije i vode prilikom obezbeđivanja veće potrošnje energije za obradu.
- UPS baterije sa interaktivnom koordinatnom mrežom: Mali koraci kao što je primena UPS baterija sa interaktivnom koordinatnom mrežom pomažu u smanjenju potražnje na koordinatnoj mreži.
- Čistija goriva za rezervno napajanje: Pravljenje rezervnih generatora centra podataka sa manje ugljeničkih goriva umesto tradicionalnog dizela pomaže u smanjenju emisija ugljenika.
Računarstvo u oblaku nikada ne može da bude univerzalni oporavak ili jedinstveno rešenje za rešavanje klimatskih promena, ali postoji mnogo uzbudljivih digitalnih tehnologija koje podržavaju obnovljivu energiju. Ove tehnologije pomažu smanjenju potrošnje energije i olakšavaju prelazak na neutralnu mrežu ugljenika.
Saznajte više o posvećenosti korporacije Microsoft održivosti
Inovacije u oblaku za napajanje i uslužne programe
Neki primeri inovativnih rešenja u oblaku u industriji napajanja i uslužnih programa su:
Inteligentne ili “pametne” mreže
Ove tehnologije u oblaku optimizuju upravljanje energijom preduzeća. Oni koriste interaktivne podatke iz miliona senzora koje koriste pojedinačni klijenti tako što se oslanjaju na alternativne izvore energije kao što su krovni solarni paneli i električni automobili kako bi efikasnije upravljali mrežom napajanja.
Veštačka inteligencija i mašinsko učenje
Energetske kompanije koriste podatke i veštačku inteligenciju za inteligentno usklađivanje potražnje i ponude obnovljivih izvora energije. Tehnologije kao što su digitalni blizanci omogućavaju preduzećima da poboljšaju balansiranje opterećenja, integrišu distribuirane energetske resurse, kontrolišu uređaje i automatizuju operacije za optimizaciju potrošnje energije.
IoT (Internet stvari)
Koristeći senzore uređaja i prediktivno održavanje, preduzeća upravljaju i produžavaju životne cikluse mašina i drugih resursa. To omogućava smanjenu upotrebu neobnovljivih izvora energije i materijala uključenih u novu proizvodnju.
Tehnologija za hvatanje ugljenika
Iako nije obnovljivi izvor energije, hvatanje ugljenika umanjuje ekološki uticaj ugljen-dioksida tako što hvata i skladišti emisije iz dimnjaka. Može čak i da izdvoji ugljen-dioksid iz vazduha, a zatim da ga skladišti u podzemlje ili da ga recikliraju kako bi se stvorili novi proizvodi, kao što su goriva ili građevinski materijal. Ove tehnologije koriste napredne kontrolne table za emisije, veštačku inteligenciju i IoT digitalnu tehnologiju blizanaca kako bi poboljšale hvatanje i skladištenje ugljenika.
Trendovi u industriji obnovljivih izvora energije
Usvajanje obnovljivih izvora energije dostiže najvišu vrednost. Prema Međunarodnoj agenciji za energiju (IEA), energetskom forumu koji sačinjava 29 zemalja koje promovišu zdrave smernice za energiju, kapacitet obnovljive energije podešen je da se globalno proširi za 50 procenata pre 2024. Sunčeva energija je na prvom mestu, ali vetar, geotermalna i hidroelektrična energija nisu daleko iza nje.
Oslanjanje na sunčevu energiju
IEA takođe predviđa da će sunčeva energija biti zaslužna za 60 procenata rasta globalne industrije energije koja se može obnoviti do 2025. Očekuje se da Kina, Belgija, Holandija, Austrija, Australija i Sjedinjene Države predvode taj put, a predviđa se da će svaka od njih dodati milione solarnih instalacija.
Zašto usvajanje sunčeve energije cveta? S jedne strane, cena instalacije solarnih panela pada već godinama i očekuje se da će i dalje padati. Drugo, sunčeva energija je pristupačnija i nudi više slobode od izvora energije koji zahtevaju određene lokacije, kao što su energija vetra i hidroenergija. Svako mesto na Zemlji dobija sunčevu svetlost, bez obzira na klimu.
Zbog sve većeg usvajanja, solarna industrija je fokusirana na proširenje mogućnosti skladištenja i sužavanje raspodele kako bi kuće i preduzeća mogli da rade bez obzira na vremensku prognozu. Ovo povećanje doslednosti će podstaći više korporacija, vlada i stanovnika da potpuno pređe na sunčevu energiju.
Energija vetra: na obali i van nje
Kako se kapacitet energije vetra globalno povećava, tako raste i njeno usvajanje. Kina trenutno vodi, međutim, Sjedinjene Države i Japan je sustižu zahvaljujući važećim zakonima.
U Sjedinjenim Državama, administracija Bajden-Heris se obavezala na primenu 30 gigavata energije vetra na obali do 2030. Zakonodavci u Japanu su kreirali propise za podsticanje izgradnje turbine u marinama i lukama i podstakli projektante da grade farme na obali. Ova zemlja može čak i da zameni svoje reaktore turbinama na obali.
Vladavina hidroenergije i porast geotermalne energije
Prema IEA, iako će hidroenergija i dalje biti primarni izvor obnovljive energije na svetu u budućnosti, ona neće iskusiti toliki rast kao solarna ili energija vetra. Odgovarajuće i jeftine lokacije su već u nedostatku, što povećava troškove.
Predviđa se da će se geotermalna energija, kojom se već raspolaže u Islandu i zemljama Pacifičkog ruba, povećati za 28 procenata do 2024. Azijske zemlje, posebno Indonezija i Filipini, već povećavaju kapacitet, bez znakova usporavanja.
Ostavljanje „prljave“ energije iza nas
Šta budućnost obnovljivih proizvoda znači za naše tradicionalne izvore napajanja? Kada vide manje troškove i povećanu potražnju u sektoru čiste energije, velika preduzeća za naftu i gas će morati da proširuju investicije u obnovljive proizvode. Zapravo, IEA predviđa da će „obnovljivi izvori nadmašiti ugalj kako bi 2025. postale najveći izvor generisanja električne energije širom sveta.“
U međuvremenu, zemlje Bliskog istoka, kao što je Saudijska Arabija, mogle bi u potpunosti da se udalje od nafte zahvaljujući obilju daleko obnovljivijeg izvora energije: suncu. Stručnjaci kažu da bi zemlja mogla da pređe na 100 procenata obnovljivog energetskog sistema do 2040. ako tehnologija za skladištenje energije nastavi da se razvija, a regulatorna tela usklade odgovarajuće zakone.
Severnoamerička supermreža
Iako izgleda da je svet spreman da u potpunosti prihvati obnovljive proizvode, trenutna infrastruktura napajanja nije napravljena tako da efikasno podržava ovo prebacivanje. Na primer, u Sjedinjenim Državama, jedno od najvećih pitanja trenutno se bavi načinom efikasnog prenosa energije u celoj zemlji.
Na scenu stupa Severnoamerička supermreža. Predložena od strane Instituta za klimu, neprofitne organizacije koja se nalazi u Vašingtonu, ova nova mreža za napajanje učinila bi obnovljivu energiju mnogo pristupačnijom. Kada se postavi, SAD bi mogle da prenesu sunčevu energiju sa farmi na jugozapadu na velike gradove na severoistoku.
Teoretski, mreža nodalne direktne struje visokog napona (HVDC) instalirala bi se na vrhu postojećih regionalnih sistema distribucije, što svima daje pristup obnovljivoj energiji bez promene načina na koji se električna energija trenutno koristi u kućama i preduzećima. Ako se primeni, ova supermreža bi mogla da poveća konkurentnost čiste energije na tržištu na kojem dominira fosilno gorivo.
Inovacije i primeri obnovljive energije u stvarnom svetu
Mnoga preduzeća, industrije i vlade preduzimaju korake koji su hvale vredni, kako bi inteligentne, inovativne tehnologije u oblaku uključile u svoje angažovanje vezano za obnovljivu energiju – a neke se čak obavezuju da će svoj rad u bliskoj budućnosti prvenstveno ili potpuno bazirati na obnovljivoj energiji.
Axpo
Axpo,najveći proizvođač obnovljive energije u Švajcarskoj, koristi Azure Cognitive Search, Azure Maps i Power BI da bi omogućio inženjerima mreže i timovima za održavanje da lako pronađu sveobuhvatne i ažurne podatke o stanju svakog resursa mreže. Ovo snižava vreme pretrage za do 99 procenata, olakšava identifikovanje oblasti problema u bliskom realnom vremenu i utire put ka automatizaciji upravljanja zadacima povezanim sa mrežnim resursima. Sve to u značajnoj meri smanjuje vreme potrebno za dovršavanje mnogih operativnih aktivnosti.
SSE Renewables
Drugi evropski lider u obnovljivoj energiji, SSE Renewables – koji gradi više farmi vetra na obali nego bilo koje preduzeće širom sveta – koristi veštačku inteligenciju, IoT i tehnologiju oblaka kako bi osigurao da njegovi napori ne oštete obližnje divlje životinje i ekosisteme. Na primer, to preduzeće nadgleda ispravnost ptica u okolini pomoću udaljenih digitalnih video kamera koje otpremaju podatke u sistem oblaka omogućen za veštačku inteligenciju koji prati aktivnost i vitalnost svake pojedinačne životinje.
Vattenfall
Vattenfall, multinacionalno energetsko preduzeće koje je u vlasništvu švedske vlade, još jedan je pionir u obnovljivoj energiji. Zajedno sa korporacijom Microsoft, preduzeće je kreiralo uslugu koja se podudara sa trenutnom potražnjom za obnovljivom energijom sa odmah dostupnim zalihama. Neki obnovljivi izvori neće uvek biti dostupni u trenutku kada su potrebni preduzeću. (Jer ipak, sunce ne sija uvek i vetar ne duva uvek.) Međutim, uz Vattenfall uslugu koja podudara non-stop, preduzeća koja žele da pređu na 100 procenata električne energije bez fosilne energije mogu to da urade. Na primer, ako tokom određenog sata ne bude dostupna sunčeva električna energija, usluga će podudariti preduzeće sa obnovljivim izvorom energije koji je dostupan.
Nacionalni fond za zaštitu životne sredine i upravljanje vodom
U državnom sektoru, Nacionalni fond za zaštitu životne sredine i upravljanje vodom Poljske koristi računarstvo u oblaku kako bi se poljskim državljanima olakšalo da se prijave i dobiju sredstva kako bi njihovi domovi bili efikasniji i manje podložni zagađenju vazduha. Organizacija je unapredila administraciju programa za podsticaje tako što je potpuno digitalizovala procesu prijave za sredstva, što olakšava građanima da se prijave za dodelu sredstava za energetsku efikasnost i organizaciji da ih dodeli. Od kad je organizacija modernizovala program podsticaja, više od 215.000 poljskih domaćinstava primilo je ova sredstva za energiju.
Met Office
Na kraju, UK – globalni lider u pohodu na neto nulom – Met Office, nacionalna usluga za vremensku prognozu, oslanja se na računarstvo u oblaku kako bi im pomoglo da dostigne obnovljivu energiju od 100 procenata. Praćenje i predviđanje obrazaca vremenske prognoze veoma je intenzivno, koristeći složene simulacije, veliku količinu podataka, veštačku inteligenciju i moćnu analitiku. Umesto da se oslanja na fizički super-računar za ispunjavanje ovih radnih opterećenja, Met Office koristi inteligentnu uslugu superračunarstva zasnovanu na tehnologiji oblaka. Pomoću ove usluge u oblaku, agencija predviđa da će uštedeti 7415 metričkih tona ugljenika.
Ubrzajte putovanje do održivosti
Gde god da ste na putu ka neto nuli, Microsoft Cloud for Sustainability vam omogućava da poboljšate napredak i transformišete poslovanje pomoću mogućnosti za životnu sredinu, društvo i upravljanje (ESG).
Najčešća pitanja o obnovljivoj energiji
-
Najpopularniji izvori obnovljive energije, uključuju sledeće:
- Sunčeva energija—nastaje transformacijom sunčeve svetlosti u električnu energiju.
- Hidroelektrična snaga—veštačke barijere kao što su brane koje kontrolišu tok vode radi kreiranja električne energije.
- Energija vetra—proizvedena u vetrenjačama koje pretvaraju energiju vetra u električnu energiju.
- Energija plime i oseke—oslanja se na okeanske struje kako bi napajala generatore turbine.
- Geotermalna energija—nastaje u veštačkim vrelima u koje se izvlači zagrejana voda iz jezgra zemlje.
- Energija biomase—stvara se transformacijom otpada u gorivo.
-
Brojni obnovljivi izvori energije smatraju se veoma efikasnim jer je njihovo snabdevanje u suštini beskonačno. U njih spadaju vetrovi, sunce i morski talasi. Da biste razumeli koliko su ovi resursi obilni, uzmite u obzir ovu statistiku: Prema američkom sektoru za energiju, samo 90 minuta sunčeve svetlosti na površini Zemlje bilo bi dovoljno da pokrije celokupnu potrošnju energije planete tokom godinu dana. Nije iznenađujuće što je sunčeva energija jedan od najbrže rastućih oblika obnovljive energije širom sveta.
-
Moglo bi se reći da su sistemi solarnih elektrana najsigurniji jer ne proizvode zagađivače vazduha ili gasove staklene bašte i nemaju nikakav negativan uticaj na životnu sredinu.
-
Obnovljive energije imaju brojne prednosti u odnosu na fosilna goriva. Pošto se obnovljivi energenti kreiraju iz prirodnih resursa kao što su vetar i voda, oni su bogatiji, pouzdaniji i jeftiniji od fosilnih goriva. Najvažnije, obnovljivi energenti obično stvaraju manje zagađenja od fosilnih goriva—koja se sada smatraju jednim od najvažnijih uzroka promene klime.
Pratite Microsoft