Пять крупнейших новых энергетических тенденций в этом году

По данным статистики 2022 год станет рекордным по масштабам перехода от ископаемого топлива к возобновляемым источникам энергии. Это также год, когда мы увидим новые и экзотические источники энергии, появившиеся в результате лабораторных и пилотных проектов и начавшие становиться частью повседневной жизни.

Давайте взглянем на то, что, по прогнозам, станет самыми влиятельными трендами в мировом энергетическом секторе в этом году.

1. ИИ в энергетике

Как и в любом другом секторе, искусственный интеллект (ИИ) оказывает преобразующее воздействие на энергетику. В отдельных странах мира искусственный интеллект используется для прогнозирования спроса и управления распределением ресурсов, чтобы обеспечить доступность электроэнергии в нужное время и в нужном месте с минимальными потерями.

Это особенно важно в отрасли возобновляемых источников энергии, где ее часто нельзя хранить в течение длительного периода времени, и ее необходимо использовать недалеко от времени и места, где она генерируется.

Всемирный экономический форум прогнозирует, что ИИ сыграет важную роль в переходе мира к экологически чистой энергии.

Это повышение эффективности будет достигнуто за счет более точного прогнозирования спроса и предложения.

Кроме того, происходит переход от централизованных моделей производства и распределения электроэнергии к децентрализованным моделям, в которых больше энергии вырабатывается небольшими локализованными энергосетями (например, солнечными электростанциями), а для координации интеграции этих сетей требуются сложные алгоритмы искусственного интеллекта.

Стратегия здесь заключается в создании «интеллектуального уровня координации», который находится между энергетической инфраструктурой и домами и предприятиями, где потребляется электроэнергия.

2. Зеленая водородная энергия

Водород является самым распространенным материалом во Вселенной и при сгорании производит практически нулевые выбросы парниковых газов. Это два качества, которые делают его очень захватывающим потенциальным источником энергии. Однако традиционно трудность заключалась в том, что преобразование его в форму, которую можно использовать в качестве топлива, связано с потреблением ископаемого топлива и созданием выбросов углерода.

Например, коричневый водород получают из угля, а серый водород получают из природного газа. С другой стороны, зеленый углерод создается в процессе, включающем электролиз и воду, а выработка необходимой электроэнергии из возобновляемых источников, таких как энергия ветра или солнца, эффективно делает процесс безуглеродным.

В этом году ряд крупных европейских энергетических компаний, в том числе Shell и RWE, взяли на себя обязательство создать первый крупный трубопровод зеленого водорода от морских ветряных электростанций в Северном море по всей Европе. Хотя этот проект не будет завершен до 2035 года, Европейский Союз взял на себя обязательства по более мелким проектам, направленным на создание 40 ГВт возобновляемой энергии, которая будет использоваться для производства зеленого водорода к 2030 году.

Мы видим наращивание инноваций и проектов, связанных с этот источник топлива в течение всего этого года - одним из примеров является первый в мире электронный велосипед, работающий на водороде, созданный голландскими дизайнерами Studio MOM и австралийским водородным стартапом LAVO. Другой пример — домашние решения для зарядки электромобилей с использованием водородного топлива, созданные американским стартапом ElektrikGreen.

3. Интернет вещей

Область Интернета вещей (IoT) в будущем будет тесно связана с производством и распределением энергии.

Уже на данный момент Интернет вещей связан с идеей децентрализации энергии — движением к более устойчивой энергетической инфраструктуре, в которой энергия используется как можно ближе к тому времени и месту, где она создается. Эта новая парадигма в энергетической инфраструктуре предполагает значительный уровень автоматизации для управления новыми технологическими платформами, а также финансовой структурой, необходимой рынкам для облегчения торговли и распределения энергии.

Искусственный интеллект будет играть здесь большую роль, как и другие новые технологические тенденции, такие как блокчейн, что обеспечит прозрачную и безопасную регистрацию сделок и платежей.

Как и в случае с Интернетом вещей, Интернет вещей включает в себя пограничную и облачную архитектуру, а датчики и сканеры обрабатывают информацию как вблизи источника (в точке, где вырабатывается или используется электроэнергия), так и через удаленные центры обработки данных.

Этот технологический уровень позволит коммунальным компаниям принимать решения на основе данных в режиме реального времени и прогнозировать техническое обслуживание и ремонт, чтобы повысить эффективность, а также улучшить качество обслуживания и удовлетворенность клиентов.

Смотрите также: Перспективы интеграции Интернета вещей (IoT) и умных электрических сетей (Smart Grid)

4. Передовые разработки в области возобновляемых источников энергии

Технология, используемая для производства возобновляемой энергии, постоянно совершенствуется благодаря огромному давлению на более экономичное, эффективное и безопасное производство электроэнергии.

В настоящее время, разрабатываются более мощные и адаптируемые фотоэлектрические панели, используемые для выработки солнечной энергии, и лопасти турбин с использованием новых инновационных материалов, используемые в гидроэнергетике и ветроэнергетике.

Например, в лопастях, созданных американским стартапом Helicoid, используются новые конструкции структурных волокон для создания турбин, которые являются более прочными, более устойчивыми к повреждениям, вызванным эрозией окружающей среды, и меньше подвержены структурной усталости. Это повышает их эффективность, делая их менее подверженными простою и менее часто требующими замены и ремонта.

В области солнечной энергетики компании, в том числе голландский стартап Lusoco, находят новые способы проектирования фотоэлектрических панелей с использованием различных отражающих и преломляющих материалов, включая флуоресцентные чернила, для концентрации света на солнечных элементах, что приводит к более эффективному сбору энергии. Это приводит к тому, что панели легче, дешевле и менее энергоемки в производстве и установке.

Также разрабатываются новые материалы, более эффективно преобразующие энергию. К ним относятся слитки монокристаллического кремния, созданные Norwegian Crystals, которые производятся с помощью гидроэнергетического процесса со сверхнизким уровнем выбросов углерода. В этом году совершенствование инженерных процессов стало сильной тенденцией, способствующей повышению эффективности и надежности во всем секторе возобновляемой энергетики.

5. Биоэнергетика

Энергия, полученная из биомассы или биотоплива, может генерировать гораздо больше энергии, используемой человеческим обществом, чем сегодня, и в последние годы мы наблюдаем сильную тенденцию к попыткам раскрыть этот потенциал.

Термические, химические и биологические процессы используются для создания более эффективных форм топлива из биологических материалов (таких как древесина или сельскохозяйственные культуры, такие как сахарный тростник, или даже отходы). Это включает ферментацию для производства биоэтанола и биодизеля.

Хотя классификация возобновляемых источников несколько противоречива, Международное энергетическое агентство прогнозирует, что в 2023 году на биоэнергетику будет приходиться 30% производства возобновляемой энергии.

Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) считает, что это имеет основополагающее значение для планов по ограничению глобального потепления в этом веке до 1,5°C.

В этом году увеличилось количество проектов, посвященных новым методам преобразования биологического вещества в энергию, а также практическому применению этой энергии.

Пивовар Heineken обнародовал планы по питанию своего производственного предприятия в Пномпене (Камбоджа), за счет отходов рисовой шелухи, произведенных местными фермерами. А французский стартап BeFC создал бумажные биотопливные элементы, которые преобразуют глюкозу и кислород в электричество для создания новых формы нетоксичных, перерабатываемых и экологически чистых батарей для использования в устройствах с низким энергопотреблением, таких как датчики и передатчики IoT.

Другие важные тренды в энергетике:

Аккумуляторы будущего: перспективные технологии накопления и хранения энергии

10 основных тенденций в фотоэлектрической энергетике к 2025 году

Чтобы быть в курсе этих и других тенденций, подпишитесь на Telegaram канал Школа для электрика