Vedvarende energikilder og -teknologier
Hvad er vedvarende energi?
Du har muligvis hørt udtrykket "vedvarende energi" i samme åndedrag som global opvarmning og klimaforandringer. Men hvad er vedvarende energi helt præcist? Og hvorfor er det så vigtigt?
Vedvarende energi henviser til naturlige energikilder eller produktionsprocesser, der hele tiden kan genopfyldes eller gentages. Vi løber for eksempel aldrig tør for vind og sol. Faktisk er vindmøller og solceller blandt de førende kilder til vedvarende energi.
Udover en uendelig tilgængelighed skaber vedvarende energikilder generelt mindre forurening end deres ikke-vedvarende modparter, hvilket gør dem til et sundere valg for mennesker, dyr og planeten. Det er derfor ingen overraskelse, at globale ledere og miljøfortalere fremhæver vedvarende energikilder som nøglen til at skabe en miljømæssigt mere bæredygtig fremtid.
På den anden side er ikke-vedvarende energikilder, f.eks. olie, gas og kul, begrænset med hensyn til mængde, de kan ikke genopfyldes hurtigt, og de er ikke tilgængelige overalt i verden. Tag for eksempel olie: Selvom mange lande producerer det, rapporterer USA's Energy Information Administration, at mere end halvdelen af verdens olieforsyning kommer fra blot fem lande. Men vigtigere endnu er, at ikke-vedvarende energikilder som disse kulstofbaserede fossile brændsler anses for at være den største bidragyder til klimaforandringerne.
Søgen efter nul nettoudledning
Efterhånden som regeringer, virksomheder og enkeltpersoner anerkender, at global opvarmning er en af vores levetids største trusler, er vedvarende energikilder vokset eksponentielt i popularitet og ibrugtagning. Nutidens vedvarende energikilder er med hjælp fra moderne teknologier blevet mere pålidelige, og de er også blevet mere omkostningseffektive – selv mere end fossile brændstoffer.
Lande jorden over underskrev Paris-aftalen i 2016 i anerkendelse af, at individuelle bestræbelser for at begrænse global opvarmning og irreversible klimaforandringer ikke er nok. Den internationale traktat fastslår, at regeringer verden over vil bestræbe sig på at opnå "nul nettoudledning" – ved at fjerne lige så meget CO2 fra jordens atmosfære, som vi sender ud i den – i år 2050.
Verdens fortsatte overgang til energikilder, der udleder den mindste mængde drivhusgasser til atmosfæren, er måden, hvorpå vi vil lykkes med at stoppe de katastrofiske klimaforandringer, der altid er over os. Og vedvarende energi – som ofte er "renere og grønnere" end ikke-vedvarende energi – går forrest i disse bestræbelser.
Almindelige vedvarende energikilder
Der gøres dagligt nye bestræbelser på at udvikle og implementere vedvarende energikilder uden at medføre yderligere beskadigelse af planeten. Lad os se nærmere på nogle af de mest udbredte alternative energikilder:
Solenergi
Det drives af solceller, eller fotovoltaiske (PV) celler, der er lavet af silicium eller andre materialer, der transformerer sollys til elektricitet. Hvor meget solenergi , der kan lagres og bruges, afhænger af tiden på dagen, årstiden og solcellernes geografiske placering. Når det er sagt, vil blot 90 minutters sollys indfanget ved jordens overflade være tilstrækkeligt til at dække planetens energiforbrug i et år, ifølge U.S. Department of Energy.
Solfarme er ikke begrænset til land. De kan også placeres på vand, f.eks. reservoirer og søer. (Sådanne solpaneler kaldes flydende fotovoltaiske celler eller floatovoltaics). Når solenergisystemer placeres og produceres ansvarligt, har de ikke en negativ miljøpåvirkning, eftersom de ikke producerer luftforurening eller drivhusgasser.
Vindenergi
Vinden får en mølles vinger til at rotere, og en generator bruger denne rotation til at producere elektricitet. En af de største klager vedrørende vindenergi er, at de enorme (og ofte anset for værende grimme) vindmøller, der bruges til at generere vindenergi, bruger enorme landområder.
Offshore-vindfarme er et populært alternativ til landbaserede vindfarme. Selvom offshore-vindfarme har deres negative sider – herunder potentielt omskifteligt vejr og hårde vandforhold, hvor møllerne skal producere, og den store omkostning til at lægge strømkabler under havbunden – gør den ubegrænsede vind, der er tilgængelig, det til en attraktiv ressource.
Geotermisk energi
Det skabes i menneskeskabte brønde, der udtrækker vand, der opvarmes af magma – en smeltet blanding af mineraler og gasser – fra jordens indre. Når vandet når jordens overflade, bliver vandet til damp, som aktiverer turbiner, der derefter driver generatorer for at producere elektricitet. Når der pumpes damp og varmt vand tilbage i jorden, reduceres udledningen fra geotermisk energi, hvilket gør denne hydrotermiske ressource grøn.
Bestemte dele af verden, f.eks. Island, har en overflod af let tilgængelige geotermiske ressourcer, mens andre områder ikke har denne naturligt fremkommende ressource. En anden negativ side er, at gravning i geologiske hotspots for at lave brønde kan medføre betydelig beskadigelse af miljøet og øge risikoen for jordskælv.
Hydroelektrisk strøm
Henviser til dæmninger eller barrierer, der konstrueres for at styre vandflowet. Det vand, der føres, får en generators turbineblade til at rotere, hvilket skaber elektricitet. På grund af denne kildes stabilitet er hydroelektrisk energi ofte mere pålidelig end sol- og vindenergi. Denne pålidelighed placerer hydroelektrisk energi som den største vedvarende energikilde til elektricitet ti USA.
Store hydroelektriske værker, også kendt som kæmpedæmninger, regnes ikke for at være ikke-vedvarende energi, fordi de omleder og reducerer naturlige vandstrømme. Dyr og mennesker i nærheden kan lide helt eller delvist tab af adgangen til det vand, de er afhængige af. Derimod omleder små hydroelektriske værker – som har en installeret kapacitet på mindre end cirka 40 megawatt – kun en lille del af vandflowet sammenlignet med deres større søskende, og omhyggeligt administrerede værker skaber ikke så meget miljøskade.
Tidevandsstrøm
Et andet eksempel på hydroenergi, men denne ressource afhænger af havets to daglige tidevandsstrømme for at drive turbinegeneratorer. Selvom det stadig er en ny ressource, gør tidevandsstrømmens særligt forudsigelige natur det til en attraktiv og bæredygtig kilde. Ligesom med dæmninger kan metoder til tidevandsenergi påvirke dyrelivet og miljøet omkring dem. Tidevandsblokader fungerer på en måde, der ligner dæmninger, men placeres i havbugter eller laguner.
Biomasseenergi
Henviser til varme, der genereres ved at brænde plantemateriale for at drive en dampturbine for at generere elektricitet. Biomasseenergi skabes ved at gøre affald til brændsel. Denne konvertering af affald til energi kan levere strøm med lave finansielle og miljømæssige omkostninger.
F.eks. kan overskudstræ – såsom spåner fra savværker – bruges til biomasseenergi, i stedet for at lade det kompostere på lossepladser, hvor de ville øge CO2-niveauerne. Når det er sagt, anses mange former for biomasse ikke for værende rene energikilder, eftersom de har vist sig at generere større CO2-udledninger end fossile brændsler.
Vedvarende energiteknologier og cloudcomputing
Selvom der med rette er blevet gjort opfordring til handling med hensyn til at implementere vedvarende energikilder, f.eks. hjem forsynet med solenergi og geotermisk energi på individuelt niveau, er det stadig afgørende at adressere klimakrisen på branche- og erhvervsniveau. Individuelle forbrugere gør fremskridt med den voksende bevægelse for solpaneler på taget til at forsyne elektriske køretøjer med strøm, men fremskridt på industrielt niveau for at understøtte og bestyrke renere energiløsninger vil afgjort inkludere de miljømæssige fordele ved cloudcomputing.
Selvom digitale teknologier reducerer den skadelige miljøpåvirkning ved at kræve mindre energi, er cloudcomputing stadig "jordbundet" på planeten via datacenteret. Nogle cloudcomputingteknologier forbruger enorme mængder ikke-vedvarende energi – f.eks. udvinding af kryptovaluta. En analyse fra University of Cambridge anslår, at udvindingen af kryptovaluta udført af blot én virksomhed, Bitcoin, bruger mere kulgenereret elektricitet end otte lande på størrelse med Norge eller Argentina.
Nogle cloudtjenestevirksomheder, f.eks. Microsoft, fokuserer på at understøtte vedvarende energiteknologier ved at forbedre ydeevnen og effektiviteten ved at reducere strømforbruget for at hjælpe med at reducere den miljømæssige påvirkning fra datacentre.
Innovationer inden for cloudcomputing
Eksempler på miljømæssige fordele ved cloudcomputing inkluderer innovationer såsom:
- Køling ved nedsænkning i væske: Denne form for servernedkøling hjælper med at reducere energi- og vandforbruget, samtidig med at der gives øget regnekraft.
- UPS-nødstrømforsyningsbatterier, der er interaktive i forhold til elnettet: Små skridt, f.eks. implementering af UPS-nødstrømforsyningsbatterier, der er interaktive i forhold til elnettet, hjælper med at reducere trækket på elnettet.
- Renere brændstoffer til strømbackup: Forsyning af datacentres backupgeneratorer med mindre kulstoftætte brændsler i stedet for traditionel diesel hjælper med at reducere CO2-udledningen.
Cloudcomputing kan aldrig være en universel afhjælpning eller enkeltstående løsning til at adressere klimaforandringer, men der er mange spændende digitale teknologier, der understøtter vedvarende energi. Disse teknologier hjælper med at reducere energiforbruget og understøtter overgangen til et mere kulstofneutralt elnet.
Få mere at vide om Microsofts forpligtelse til bæredygtighed
Cloud-innovationer inden for strøm og forsyning
Nogle eksempler på innovative cloudløsninger inden for strøm- og forsyningsbranchen er:
Intelligente eller “smarte” elnet
Disse cloudteknologier optimerer en virksomheds energistyring. De anvender interaktive data fra millioner af sensorer, der bruges af individuelle kunder, ved at være afhængige af alternative datakilder, f.eks. solpaneler og elbiler, til at drive elnettet mere effektivt.
Kunstig intelligens og maskinel indlæring
Energivirksomheder bruger data og kunstig intelligens til intelligent at matche efterspørgsel og udbud af vedvarende energi. Teknologier som digitale tvillinger giver virksomheder mulighed for at forbedre belastningsjustering, integrere distribuerede energiressourcer, styre enheder og automatisere driften for at optimere energiforbruget.
IoT (Tingenes internet)
Ved hjælp af enhedssensorer og prædiktiv vedligeholdelse administrerer og forlænger virksomheder livscyklussen for maskiner og andre aktiver. Dette giver mulighed for reduceret brug af ikke-vedvarende kilder til strøm og materialer, der er involveret i ny produktion.
Teknologi til CO2-fangst
Selvom det ikke er en vedvarende energikilde, afhjælper CO2-fangst den miljømæssige indvirkning af CO2-udledningen ved at registrere og lagre emissioner fra røgtåger. Det kan endda opfange CO2 fra luften og derefter gemme det i undergrunden eller genbruge det for at lave nye produkter som f.eks. brændstof eller byggematerialer. Disse teknologier bruger avancerede dashboards, kunstig intelligens og digital IoT-tvillingeteknologi til at forbedre CO2-registrering og lagring.
Branchetendenser for vedvarende energi
Ibrugtagning af vedvarende energikilder når rekordhøjder. I henhold til Det Internationale Energiagentur (IEA), et energiforum bestående af 29 lande, der promoverer sunde energipolitikker, står kapaciteten for vedvarende energi til at blive udvidet med 50 procent inden 2024 på globalt plan. I forhold til vækst går solenergi forrest i forandringen, men vind, geotermisk og hydroelektrisk energi er ikke langt bag.
Ind med mere solenergi
IEA forudsiger også, at solenergi vil stå for 60 procent af væksten for den globale vedvarende energibranche frem til og med 2025. Kina, Belgien, Nederlandene, Østrig, Australien og USA forventes at gå forrest, og de forudsiges hver især at tilføje millioner af installationer af solpaneler.
Hvorfor stiger ibrugtagning af solenergi kraftigt? En ting er, at omkostningen til installation af solpaneler har været faldende i årevis og forventes at fortsætte med at falde kraftigt. En anden ting er, at solpaneler er mere tilgængelige og tilbyder mere frihed end energikilder, der kræver bestemte placeringer, f.eks. vind og hydroelektrisk energi. Alle steder på jorden får sol, uanset klimaet.
Med den stigende ibrugtagning fokuserer solenergibranchen på at udvide lagringsmulighederne og raffinere distributionen, så hjem og virksomheder kan blive ved med at køre uanset vejret. Denne stigning i ensartethed vil få flere virksomheder, regeringer og beboere til at skifte til solenergi.
Vindenergi: på land og hav
Efterhånden som vindenergikapaciteten stiger globalt set, gør ibrugtagningen af vindenergi det også. Lige nu er Kina i front, men USA og Japan henter ind takket være lovende lovgivning.
I USA har Biden-Harris-administrationen forpligtet sig til at udrulle 30 gigawatt offshore-vindenergi senest i 2030. Lovgivere i Japan har lavet lovgivning, der fremmer mølleproduktion i havne og opfordrer udviklere til at bygge offshore-farme. Landet udskifter måske endda dets atomreaktorer med offshore-møller.
Hydroelektricitetens hersken og stigningen i geotermisk energi
Ifølge IEA vil hydroelektrisk energi fortsat være verdens primære kilde til vedvarende energi i den nærmeste fremtid, men den vil ikke opleve den samme vækst som sol- eller vindenergi. Der er allerede mangel på passende og omkostningseffektive placeringer, hvilket øger omkostningerne.
Geotermisk energi, der allerede er udbredt i Island og Stillehavslandene, forventes at vokse med 28 procent senest i 2024. Asiatiske lande, særligt Indonesien og Filippinerne, øger allerede deres kapacitet uden tegn på, at de sætter farten ned.
Farvel til "beskidt" energi
Hvad betyder fremtiden for vedvarende energikilder for vores traditionelle energikilder? Lavere omkostninger og øget efterspørgsel i den rene energisektor vil anspore store olie- og gasvirksomheder til at udvide deres investeringer i vedvarende energikilder. Faktisk forudsiger IEA, at "vedvarende energikilder vil tage kuls placering som den største kilde til generering af elektricitet på verdensplan i 2025".
Samtidig kan nationer i Mellemøsten, f.eks. Saudi-Arabien, helt skifte væk fra olie takket være dets overflod af en langt mere vedvarende energikilde: sollys. Eksperter siger, at landet realistisk set kan overgå til et 100 procent vedvarende energisystem i 2040, hvis teknologien bag energilagring fortsætter med at gøre fremskridt, og lovgivende forsamlinger vedtager den rigtige lovgivning.
Det nordamerikanske super-elnet
Selvom verden ser ud til at være klar til helt at omfavne vedvarende energikilder, er den nuværende strøminfrastruktur ikke bygget til effektivt at understøtte dette skifte. For eksempel handler et af de største spørgsmål i USA lige nu om, hvordan man effektivt overfører energi på tværs af et helt land.
Se det nordamerikanske super-elnet. Dette nye elnet, der er foreslået af Climate Institute, der er en nonprofitorganisation med base i Washington D.C., vil gøre vedvarende energi langt mere tilgængelig. Når det er etableret, kan USA flytte solenergi fra farme i den sydvestlige del af landet til de store byer i den nordøstlige del.
I teorien installeres et nodebaseret jævnstrømsnetværk med høj spænding (HVDC) oven på de eksisterende regionale distributionssystemer, hvilket giver alle adgang til vedvarende energi uden at ændre, hvordan elektricitet i øjeblikket bruges i hjem og virksomheder. Hvis dette supernet implementeres, kan det gøre ren energi mere konkurrencedygtig i et marked, der ellers er domineret af fossile brændsler.
Innovationer inden for og eksempler på vedvarende energi fra den virkelige verden
Mange virksomheder, brancher og regeringer tager betydelige skridt med henblik på at indarbejde intelligente og innovative cloudteknologier i deres bestræbelser inden for vedvarende energi – nogle forpligter sig endda til at køre primært eller fuldt ud på vedvarende energi i den nærmeste fremtid.
Axpo
Axpo, Schweiz' største producent af vedvarende energi, bruger Azure Cognitive Search, Azure Maps og Power BI til at gøre det muligt for sine gitterteknikere og vedligeholdelsesteams nemt at finde omfattende, opdaterede data om tilstanden for hvert enkelt gitteraktiv. Dette reducerer søgetiden med op til 99 %, gør det nemmere at identificere problemområder næsten i realtid og baner vejen for at automatisere flere opgaver i forbindelse med administration af gitteraktiver. Alt dette reducerer den tid, der er nødvendig for at fuldføre mange driftsaktiviteter, markant.
SSE Renewables
En anden europæisk leder inden for vedvarende energi, SSE Renewables – som bygger flere offshore-vindfarme end nogen anden virksomhed verden over – bruger kunstig intelligens, IoT og cloudteknologi til at sikre, at deres bestræbelser ikke beskadiger omgivende dyreliv og økosystemer. Virksomheden overvåger f.eks. tilstanden for fugle i nærområdet med fjernstyrede digitale videokameraer, der uploader data til et cloudsystem med kunstig intelligens, der sporer aktiviteten og levedygtigheden for hvert dyr.
Vattenfall
Vattenfall, der er en multinational energivirksomhed ejet af den svenske regering, er endnu en banebryder inden for vedvarende energi. Sammen med Microsoft har virksomheden skabt en tjeneste, der matcher den øjeblikkelige efterspørgsel efter vedvarende energi med øjeblikkeligt tilgængelig forsyning. Nogle vedvarende energikilder er ikke altid tilgængelige i det øjeblik, en virksomhed har brug for dem. (Solen skinner ikke altid, og vinden blæser ikke altid – trods alt). Men Vattenfalls 24/7-matchingtjeneste lader virksomheder, der ønsker at skifte til 100 procent fossilfri elektricitet, gøre det. Hvis der f.eks. ikke er nogen solenergi tilgængelig i en bestemt time, matcher tjenesten virksomheder med en vedvarende energikilde, der er tilgængelig.
Den nationale fond for miljøbeskyttelse og vandadministration
I myndighedssektoren bruger Polens nationale fond for miljøbeskyttelse og vandadministration cloudcomputing til at gøre det lettere for polske borgere at ansøge om og modtage støtte til at gøre deres hjem mere energieffektive og mindre tilbøjelige til at forurene luften. Organisationen strømlinede administrationen af sit incitamentprogram ved at digitalisere sin proces for ansøgning om støtte fuldt ud, hvorved den gjorde det nemmere for borgerne at ansøge om energieffektivitetsstøtte, foruden at det gjorde det nemmere for organisationen at tildele den. Siden organisationen moderniserede sit incitamentprogram har flere end 215.000 polske husstande modtaget denne energistøtte.
The Met Office
I Storbritannien – en global leder på rejsen mod nul nettoudledning – bruger The Met Office, landets vejrtjeneste, cloudcomputing som en hjælp til at søge hen mod 100 procent vedvarende energi. Sporing og forudsigelse af vejrmønstre er særdeles dataintensivt og trækker på komplekse simuleringer, big data, kunstig intelligens og kraftfuld analyse. I stedet for at bruge en fysisk supercomputer til at klare disse arbejdsbelastninger, bruger The Met Office en intelligent skybaseret supercomputertjeneste. Ved at bruge denne cloudtjeneste forudsiger agenturet, at det vil spare 7.415 ton CO2.
Sæt fart på din rejse mod bæredygtighed
Hvor end du er på din vej mod nul nettoudledning, kan Microsoft Cloud for Sustainability hjælpe dig med at opnå fremskridt og transformere din virksomhed med funktionaliteter til miljø, det sociale aspekt og styring (ESG).
Ofte stillede spørgsmål om vedvarende energi
-
De mest populære kilder til vedvarende energi omfatter følgende:
- Solenergi– skabt ved at omdanne sollys til elektricitet.
- Vandkraft– menneskeskabte barrierer, f.eks. dæmninger, der styrer vandstrømmen for at skabe elektricitet.
- Vindenergi– produceret af vindmøller, der konverterer vindkraft til elektricitet.
- Tidevandskraft– afhænger af havstrømme til at drive generatorer af turbiner.
- Geotermisk energi– skabt i menneskeskabte brønde, der udtrækker opvarmet vand fra jordkernen.
- Biomasseenergi– skabt ved at omdanne affald til brændstof.
-
En række vedvarende energikilder anses for at være meget effektive, fordi deres tilgængelighed i bund og grund er uendeligt. Disse omfatter vind, sol og havets tidevand. Hvis du vil vide, hvor omfattende disse ressourcer er, kan du læse denne: Ifølge U.S. Department of Energy skal der kun 90 minutters sol, der er indsamles på jordoverfladen, til for at drive hele planetens energiforbrug i ét år. Solkraft er ikke overraskende en af de hurtigst voksende former for vedvarende energi i hele verden.
-
Man kan være sikker på, at solkraftsystemer er de sikreste, da de ikke producerer luftforurening eller drivhusgasser, og de ikke har nogen negative miljøpåvirkning.
-
Vedvarende energi har en række fordele i forhold til fossile brændstoffer. Da vedvarende energi er skabt ud fra naturlige ressourcer som vind og vand, er de mere troværdige, pålidelige og omkostningseffektive end fossile brændstoffer. Det vigtigste er, at vedvarende energi generelt skaber mindre forurening end fossile brændstof, som nu anses for at være en af de største årsager til klimaændringen.
Følg Microsoft