2022 год станет рекордным по масштабам перехода от ископаемого топлива к возобновляемым источникам, пишет эксперт.
Сегодня почти все согласны: чтобы свести к минимуму ущерб нашей планете и окружающей среде, мы должны отказаться от ископаемого топлива. А для этого потребуются научные и деловые новшества, пока мы ищем экологичные и возобновляемые альтернативы углю, нефти и газу.
Мысль, что каждый захочет внести свою лепту в спасение мира, конечно, греет, но есть и мощные финансовые стимулы. Ожидается, что объем рынка возобновляемых источников энергии вырастет к 2030 году с 880 миллиардов долларов до почти 2 триллионов. А поскольку власти все яснее осознают важность экологического и социального управления (ESG), то и политические стимулы тоже крепнут.
2022 год станет рекордным по масштабам перехода от ископаемого топлива к возобновляемым источникам. В этом году мы увидим, как новые, пока еще экзотические источники энергии, появившиеся в результате лабораторных исследований и пилотных проектов, постепенно входят в повседневную жизнь. Итак, давайте ознакомимся со списком главных трендов в энергетическом секторе на ближайший год…
ИИ в энергетике
Искусственный интеллект (ИИ) в корне меняет энергетику и коммунальные услуги. В этой отрасли он используется для прогнозирования спроса и распределения ресурсов, чтобы обеспечить доступность электроэнергии в нужное время и в нужном месте с минимальными потерями. Это особенно важно для энергии из возобновляемых источников: она не может долго хранится, и ее необходимо использовать быстро и недалеко от места выработки.
Всемирный экономический форум прогнозирует, что ИИ сыграет важную роль в мировом переходе к экологически чистой энергии. Эффективность повысится за счет более точного прогнозирования спроса и предложения. Кроме того, происходит переход от централизованных моделей производства и распределения электроэнергии к децентрализованным, где больше энергии вырабатывают небольшие энергосети на местах (например, солнечные фермы), а как раз для их координации и интеграции и потребуются сложные алгоритмы искусственного интеллекта. Стратегия здесь заключается в создании «интеллектуальной координации» между энергетической инфраструктурой и домами и предприятиями, где электроэнергия непосредственно потребляется.
В 2021 году мы увидим больше новшеств от стартапов с творческим подходом к ИИ. Например, немецкая компания Likewatt создала сервис под названием Optiwize, который рассчитывает энергопотребление и выбросы углекислого газа. С его помощью потребители смогут отслеживать свое энергопотребление в режиме реального времени и принимать осведомленные решения об источниках энергии. Другие компании разрабатывают технологии профилактического обслуживания, чтобы повысить эффективность производства возобновляемой энергии.
«Зеленый» водород
Водород – самый распространенный элемент во Вселенной и при сгорании почти не выделяет парниковых газов. Благодаря этим двум качествам он – крайне перспективный источник энергии. Однако исторически главная загвоздка заключалась в том, что для его сжигания требуется ископаемое топливо – а это, в свою очередь, означает выбросы углерода. Например, из угля получают «коричневый» водород, а из природного газа – «серый».
С другой стороны, «зеленый» углерод вырабатывается в ходе электролиза из воды, а выработка необходимой электроэнергии из возобновляемых источников – например, ветровой или солнечной – по сути переводит процесс на безуглеродные рельсы. В этом году ряд крупных европейских энергетических компаний, среди которых Shell и RWE, взяли на себя обязательство создать первый крупный трубопровод «зеленого» водорода от ветряных электростанций в Северном море в континентальную Европу. Хотя проект завершится лишь к 2035 году, Европейский Союз также взял на себя обязательства по ряду более мелких проектов – выработать к 2030 году 40 ГВт возобновляемой энергии, которая пойдет на производство «зеленого» водорода. Это означает, что в течение десятилетия следует ждать инноваций и новых проектов в этом направлении. Один из примеров тому – первый в мире электровелосипед на водородном приводе от голландской студии дизайна MOM и австралийского стартапа LAVO. Еще один – домашние решения для зарядки электромобилей на основе водородного топлива от американского стартапа ElektrikGreen.
Интернет энергии
Интернет вещей (IoT) связан с производством и распределением энергии. В его основе лежит идея децентрализации энергии – тяга к более устойчивой инфраструктуре, где энергия используется как можно скорее и ближе к месту выработки.
Новая концепция энергетической инфраструктуры предполагает значительный уровень автоматизации для управления новыми технологическими платформами, а также более современную финансовую структуру рынков для облегчения торговли и распределения энергии. Ключевую роль здесь сыграет искусственный интеллект – как и другие технологические новшества (например, блокчейн), которые обеспечат прозрачную и безопасную документацию сделок и платежей. Как и Интернет вещей, Интернет энергии включает в себя область граничных вычислений и облачную архитектуру, а датчики и сканеры обрабатывают информацию как вблизи источника (то есть в точке, где электроэнергия непосредственно вырабатывается или используется), так и через удаленные центры данных. Этот технологический уровень позволит коммунальщикам принимать решения в режиме реального времени и заранее планировать необходимое обслуживание – эффективность повысится, качество обслуживания улучшится, а клиенты будут довольны.
Передовые разработки в сфере возобновляемых источников энергии
Технология производства возобновляемой энергии постоянно совершенствуется благодаря запросу на экономию, эффективность и безопасность. В 2022 году мы увидим новые технологические достижения – более мощные и адаптируемые фотоэлектрические панели для выработки солнечной энергии, и лопасти турбин для гидроэнергетики и ветроэнергетики. Например, в лопастях от американского стартапа Helicoid используются структурные волокна новой конструкции, более прочные и устойчивые к повреждениям, которым не страшна ни эрозия, ни структурная усталость. Это повышает эффективность: сокращается время простоя, поскольку замена и ремонт требуются реже.
В области солнечной энергетики компании вроде голландского стартапа Lusoco проектируют новые фотоэлектрические панели с использованием различных отражающих и преломляющих материалов (в том числе флуоресцентных чернил) – ускоряется процесс поглощения энергии. Панели становятся легче, дешевле и менее энергоемки в производстве и установке. Также разрабатываются новые материалы, более эффективно преобразующие энергию. Например, слитки монокристаллического кремния от Norwegian Crystals производятся с помощью гидроэнергетического процесса со сверхнизким уровнем выбросов углерода. В 2022 году совершенствование инженерных процессов станет на широкую ногу – это повысит эффективность и надежность возобновляемой энергетики.
Биоэнергетика
Из биомассы или биотоплива можно получить гораздо больше потребительской энергии, чем сегодня, и в последние годы мы наблюдаем мощные попытки раскрыть ее потенциал. Для создания более эффективных видов топлива из биологических материалов (например, древесины, сельскохозяйственных культур вроде сахарного тростника или даже отходов) используются термические, химические и биологические процессы – вплоть до ферментации для производства биоэтанола и биодизеля.
Хотя классификация возобновляемых источников несколько противоречива, Международное энергетическое агентство прогнозирует, что к 2023 году на биоэнергетику будет приходиться 30% производства возобновляемой энергии. Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) считает, что это гарантирует, что глобальное потепление в течение века не превысит 1,5 градуса цельсия.
В 2022 году проектов, посвященных новым методам преобразования биологического вещества в энергию, а также ее практическому применению, прибавится. Так, пивоварня Heineken планирует запитать свое производство в камбоджийской столице Пномпене отходами рисовой шелухи с местных ферм. В рамках проекта Группы действий по Балтийскому морю сточные воды с грузовых судов превратятся в биогазовое топливо для транспортной отрасли. А французский стартап BeFC создал бумажные биотопливные элементы, которые преобразуют глюкозу и кислород в электричество для создания новых видов нетоксичных, подлежащих переработке и экологически чистых батарей для устройств с низким энергопотреблением – например, датчиков и передатчиков Интернета вещей.
Солнечная генерация стала локомотивом возобновляемой энергетики в ЕС
