Katika harakati za kutokujali kaboni na siku zijazo endelevu, Mfumo wa Nishati ya Ulimwenguni unafanywa na mabadiliko makubwa pamoja na mwelekeo wa kimkakati tano zifuatazo:
Vyanzo vya nishati mbadala kama vile nguvu za jua na upepo vinakuwa uti wa mgongo wa mpito wa nishati ya ulimwengu kwa sababu ya usafi wao, Upatikanaji usio na kikomo, na kupungua kwa gharama za kiteknolojia haraka.
Ufanisi wa seli ya jua ya jua inaendelea kuongezeka, Wakati teknolojia za mipaka kama vile seli za perovskite na tandem zinaibuka. Ufanisi wa uongofu wa maabara umefikia 33.9%, Kama inavyoonyeshwa na Taasisi ya Teknolojia ya Uswisi Lausanne katika 2023. Wakati huo huo, Uzalishaji wa kiwango kikubwa na maendeleo ya kiteknolojia katika moduli za PV zimepunguza sana gharama ya umeme-kutoka kwa $ 76/w ya kushangaza (takriban $ 76,000/mWh) katika 1977 hadi chini kama $ 0.03/kWh katika miradi bora ifikapo 2023 - kutengeneza nguvu ya jua yenye ushindani mkubwa.
Turbines za upepo zinaongezeka kwa uwezo wa kitengo kimoja, urefu wa blade, na urefu wa mnara. Wakati upepo wa pwani tayari umewekwa vizuri, Ukuaji wa baadaye utazingatia upepo wa pwani, haswa katika maeneo ya bahari ya kina zaidi 50 mita kwa kina. Injini za upepo zinazoelea (N.k., Mradi wa maandamano wa "Gorges tatu wa China) kushinda mapungufu ya misingi ya kudumu, Kupata rasilimali zenye nguvu na thabiti zaidi za upepo. Mifumo hii inaweza kufanikiwa zaidi 4,000 Masaa kamili ya kila mwaka.
Maji, nishati ya baharini (pamoja na nguvu ya wimbi na wimbi), na biomass pia itachukua jukumu kulingana na hali ya ndani, Kubadilisha mchanganyiko wa nishati mbadala.
Kushughulikia maingiliano na kutofautisha kwa upya ni muhimu. Hii inajumuisha kuratibu jua kwa busara, upepo, Hydropower, Hifadhi ya nishati, na vyanzo vinavyopelekwa (kama vile hydro iliyosukuma, turbines za gesi, au nyuklia ya hali ya juu) kuunda mifumo ya nishati ya pamoja. Mfano mmoja ni mradi wa uhifadhi wa Longyangxia uliojumuishwa na upepo-hydro-hydro huko Qinghai, China, Na uwezo kamili wa kuzidi 30GW - wakati huo ni kubwa zaidi ya aina yake ulimwenguni - kutoa nguvu ya nguvu kwenye gridi ya mkoa.
Kama thabiti, Chanzo cha nguvu cha chini cha kaboni, Nishati ya nyuklia itaendelea kuchukua jukumu muhimu, na juhudi za baadaye zinazozingatia uvumbuzi wa kiteknolojia na usalama ulioimarishwa.
Ikilinganishwa na pili ya sasa- na athari za maji za kizazi cha tatu, Mifumo ya kizazi cha nne hutoa maboresho katika utumiaji wa mafuta, usalama wa asili, Usimamizi wa taka, na upinzani wa kuenea. Kwa mfano, Reactors za chumvi zenye msingi wa Thorium (Kama majaribio yaliyojengwa huko Wuwei, Gansu, China) Kuongeza thoriamu nyingi zaidi na hufanya kazi salama Joto la juu. Reactors za wafugaji haraka (N.k., Urusi's BN-1200) can “burn” plutonium from spent fuel and convert depleted uranium into fissile material, Kuongeza utumiaji wa urani wa asili kutoka ~ 1% hadi zaidi 60%, na hivyo kupanua vifaa vya mafuta na kupunguza taka za kiwango cha juu.
Na uwezo kawaida chini ya 300MW, SMRS hutoa muundo wa kawaida, kupunguzwa gharama za mbele, ujenzi wa haraka, na kubadilika zaidi. Zinafaa kwa maeneo ya mbali au kama uingizwaji wa mimea ndogo iliyochomwa makaa ya mawe, kuwezesha kukubalika kwa upana wa kijamii na kupelekwa haraka kwa nishati ya nyuklia.
Jina la "chanzo cha nishati ya mwisho,"Fusion huiga uzalishaji wa nishati ya jua na hutumia deuterium na tritium kutoka maji ya bahari kama mafuta-inazalisha taka ndogo za muda mrefu za mionzi. Mradi wa ITER unakusudia kufikia q>10 faida ya nishati na 2035. Wakati huo huo, Miradi ya ujumuishaji wa uwanja wa juu kama vile SPARC (na MIT na mifumo ya ujumuishaji wa Jumuiya ya Madola) wanaendelea, na malengo ya kudhibitisha sumaku za juu za uwanja wa juu na 2025. Ingawa uwezekano wa kibiashara unabaki miongo mbali, Fusion inashikilia uwezo mkubwa.
Kama mtoaji wa nishati safi, Hydrojeni inaweza kubadilishwa kuwa umeme kupitia seli za mafuta, kutoa maji tu, Kuifanya iwe suluhisho muhimu kwa sekta ngumu za kuamua kama vile usafirishaji na tasnia.
Leo, Hydrojeni nyingi hutolewa kutoka kwa mafuta ya mafuta (Hydrogen ya kijivu), Kuzalisha uzalishaji muhimu wa co₂. Baadaye iko katika haidrojeni ya kijani -iliyotengenezwa kupitia umeme wa maji inayowezeshwa na nishati mbadala. Wakati elektroni za jadi za alkali zinafanya kazi kwa ufanisi wa ~ 70%, Membrane ya kubadilishana ya Proton (Pem) Electrolyzers inazidi 80% na ujibu haraka kwa kushuka kwa pembejeo zinazoweza kurejeshwa. Miradi mikubwa ya kijani kibichi inaibuka ulimwenguni, kama vile "Asia ya Nishati Mbadala ya Australia,"Kulenga pato la kila mwaka la hadi 1 tani milioni.
Uzani wa chini wa haidrojeni huleta changamoto za uhifadhi na usafirishaji wa umbali mrefu. Suluhisho ni pamoja na uhifadhi wa gesi yenye shinikizo kubwa, Uhifadhi wa kioevu cha cryogenic (-253° C.), Hifadhi ya hali ngumu (N.k., Hydrides za chuma), na ubadilishaji kwa wabebaji zaidi wa usafirishaji kama amonia (NH₃), ambayo inachukua pombe kwa urahisi zaidi na imeanzisha miundombinu ya vifaa. Mradi wa Neom wa Saudi Arabia unapanga kusafirisha amonia ya kijani ulimwenguni kote. Hydrojeni inayounganisha kwenye bomba la gesi asilia pia inapata umakini.
Hydrogen ina matumizi tofauti, pamoja na magari ya seli ya mafuta, Treni, meli, na ndege; Michakato ya viwandani kama vile kutengeneza chuma na uzalishaji wa kemikali; inapokanzwa; na uhifadhi wa nishati ya kiwango cha muda mrefu.
Kujumuisha Teknolojia za Habari -Kama vile AI, Takwimu kubwa, IoT, na kompyuta ya wingu -ndani Mifumo ya Nishati ni muhimu kuongeza ufanisi, usalama, na Wezesha ujumuishaji wa kiwango kikubwa.
Kwa kujumuisha rasilimali za nishati zilizosambazwa kwa digitali (Ders)- kama paa la PV, betri, Evs, na mizigo inayoweza kudhibitiwa -VPPS inafanya kazi kama jenereta "halisi" ambazo zinashiriki katika masoko ya nishati na huduma za gridi ya taifa. Kwa mfano, Kraftwerke inayofuata ya Ujerumani inajumuisha zaidi ya 5.5GW ya Ders na kujibu amri za gridi ya chini 100 Milliseconds, kwa ufanisi kupunguza kutofautisha mbadala.
Algorithms ya AI inaboresha utabiri wa mazao yanayoweza kurejeshwa (N.k., Kupunguza makosa ya upepo na utabiri wa jua na 20%) na kuongeza nguvu ya gridi ya taifa, kupunguza upotezaji wa maambukizi na kupunguzwa. Kwa mfano, Gridi ya PJM katika U.S.. Kupunguza kupunguzwa kwa upepo na 12% Kupitia Dispatch ya msingi wa AI.
Kutumia IoT na majukwaa makubwa ya data huwezesha ufuatiliaji wa wakati halisi, uchambuzi, na optimization katika mnyororo mzima wa nishati -uzalishaji, uambukizaji, na matumizi. Mita ya Smart na Mifumo ya Usimamizi wa Nishati ya Nyumbani Inawezesha Majibu ya Mahitaji kwa Kuhimiza Utumiaji wa Umeme wa Off-kilele na Kunyoa kwa kilele.
Teknolojia ya blockchain inatoa msingi wa majukwaa ya biashara ya nishati, kuwezesha shughuli za rika-kwa-rika ndani ya jamii, Kuboresha uwazi na ufanisi.
Biomass ndio chanzo pekee cha kaboni kinachoweza kurejeshwa, kutoa faida za kipekee kwa nguvu, joto, mafuta, na bidhaa zinazotokana na bio. Wakati imejumuishwa na kukamata kaboni, matumizi, na uhifadhi (CCUS), Inaweza kutoa uzalishaji hasi wa wavu.
Ikilinganishwa na mimea ya kizazi cha kwanza (Kulingana na mazao ya chakula) na kizazi cha pili (Kutumia taka za kilimo na misitu), Mafuta ya kizazi cha tatu hutumia biomass isiyo ya kuhariri kama vile mwani. Mwani huchukua co₂ kupitia photosynthesis na kuwa na mavuno ya juu ya mafuta -juu ya 15,000 lita kwa hekta, mahindi yanayozidi (~ Lita 200/ha). Hii inawafanya wafaa kwa sekta ngumu za kuchagua kama anga na usafirishaji. Kampuni kama ExxonMobil tayari zimepata uzalishaji wa kibiashara wa mafuta endelevu ya anga (Saf).
Kwa kukamata Co₂ kutoka kwa uzalishaji wa umeme wa biomass au michakato ya viwandani (N.k., saruji, Chuma), na kisha kutumia au kuihifadhi, Beccs wanaweza kuondoa kinadharia kutoka kwa anga -kwa kuwa co₂ iliyotolewa hapo awali ilichukuliwa wakati wa ukuaji wa majani. Mmea wa Stockholm Exergi huko Sweden unachunguza njia hii kwa kuunganisha CHP ya biomass na mpangilio wa kaboni.
Taratibu hizi hubadilisha biomasi kuwa bio-syngas au biochar, ambayo inaweza kutumika kwa umeme, Inapokanzwa, au kama marekebisho ya mchanga -kuongeza ufanisi wa nishati na kuongeza thamani kwa rasilimali za majani.
Mabadiliko ya nishati ya baadaye sio tu mabadiliko katika teknolojia na mafuta -inawakilisha mabadiliko ya msingi katika jinsi jamii za wanadamu zinavyopata, Sambaza, na utumie nishati. Inahitaji kufikiria tena na kuunda tena uhusiano kati ya ubinadamu na nguvu.
Kwa karne nyingi, Matumizi ya mafuta ya mafuta yamefuata mfano wa ziada: Mchanganyiko usio na usawa, Mchanganyiko, na uzalishaji. Njia hii imesukuma mazingira ya Dunia kwa mipaka yao. Mifumo ya nishati ya baadaye lazima ipatane na mifumo endelevu kama dhana ya mipaka ya sayari (Mwamba wa sasa, 2009), Kujumuisha shughuli za nishati ndani ya mizunguko ya kiikolojia. Hii inajumuisha:
Usawa wa mzunguko wa kaboni: Uzalishaji lazima upunguzwe sana hadi sifuri, au hasi hasi, Kuimarisha Atmospheric Co₂ katika viwango salama. Uzalishaji wa kila mwaka wa kimataifa unasimama karibu 36 tani bilioni; Kukidhi malengo ya makubaliano ya Paris, Hii lazima ianguke chini 20 Tani bilioni kwa mwaka (Uhasibu kwa kuzama kwa kaboni asili).
Matumizi bora na ya rasilimali ya mviringo: Kuongeza ufanisi wa nishati na kupunguza taka. Kukuza mtiririko wa nyenzo za mviringo katika mifumo ya nishati, kama vifaa vya kuchakata kutoka kwa paneli za jua zilizokataliwa na blade za turbine ya upepo, kupunguza utegemezi wa rasilimali za bikira.
Uratibu na rasilimali za maji na ardhi: Ukuzaji wa nishati mbadala lazima uzingatie athari kwenye matumizi ya maji (N.k., Hydropower, baridi ya mmea wa mafuta, Uzalishaji wa haidrojeni) na kazi ya ardhi (N.k., Mashamba makubwa ya PV, mazao ya biofuel), kulenga maelewano kati ya maendeleo ya nishati na kinga ya ikolojia. Matumizi ya sasa ya maji safi ya ulimwengu yanahusu 4,600 km³/mwaka; Mifumo ya nishati ya baadaye lazima ibaki ndani ya mipaka endelevu.
Mpito wa nishati lazima ushughulikie usawa wa kijamii ili kuzuia usawa mbaya.
Kuondoa umaskini wa nishati: Mamia ya mamilioni bado hayana nguvu ya kisasa ya kuaminika. Suluhisho safi za msingi wa gridi ya taifa na microgrid-kama mifumo ya nyumbani ya jua (Shs)-Naweza kuleta umeme haraka na kwa bei nafuu katika maeneo ya vijijini na mbali. Katika Bangladesh, SHS imefikia 20 watu milioni vijijini, Kukata gharama za umeme kwa karibu 60%. IEA inahitaji kuunganisha 780 watu milioni kusafisha umeme na 2030 na kutoa suluhisho safi za kupikia 2.8 Watu bilioni bado wanategemea biomasi ya jadi na 2050.
Mpito tu: Hakikisha wafanyikazi wa mafuta na jamii zinaungwa mkono wakati wa mabadiliko ya nishati kuzuia ukosefu wa ajira na kukosekana kwa utulivu wa kijamii. Hii ni pamoja na mipango inayoongozwa na serikali, msaada wa kazi, na kinga ya kijamii.
Demokrasia ya nishati na ushiriki wa jamii: Kuhimiza umiliki wa jamii na usimamizi wa miradi ya nishati iliyosambazwa, Kuruhusu watu zaidi kufaidika na uzalishaji wa nishati na matumizi. Tumia akaunti za kaboni za kibinafsi ili kuhamasisha tabia ya kuokoa nishati na kuwezesha ushiriki wa raia katika mpito.
Mabadiliko ya Nishati yenye mafanikio yanahitaji juhudi zilizoratibiwa katika sera ya serikali, uvumbuzi wa kiteknolojia, na mifumo ya soko.
Uongozi wa sera na muundo wa kiwango cha juu: Serikali lazima ziweke wazi, thabiti, na mikakati na malengo ya muda mrefu ya nishati (N.k., malengo ya kaboni na kutokujali). Mifumo ya bei ya kaboni (N.k., Ushuru wa kaboni na mifumo ya biashara ya uzalishaji, Ets) Je! Inaweza kuweka ndani gharama za mazingira na kuendesha uwekezaji katika nishati safi. Utaratibu wa marekebisho ya mpaka wa EU (CBAM), Inatarajiwa kutekelezwa kikamilifu na 2026, inasukuma bei ya kaboni ulimwenguni zaidi, Sasa zaidi ya $ 80/tani -zinazoathiri minyororo ya usambazaji wa ulimwengu. Sheria za nishati zenye nguvu, Viwango, Na kupanga pia ni muhimu.
Teknolojia r&D na incubation ya viwandani: Ongeza uwekezaji katika teknolojia za nishati ya kukata, Kusaidia mnyororo kamili wa uvumbuzi kutoka kwa utafiti wa kimsingi hadi biashara. Anzisha fedha za nishati safi ya umma au ya kibinafsi (N.k., Iliyopendekezwa $10 Mfuko wa kimataifa wa bilioni) Ili kuharakisha ukomavu na kupitishwa kwa teknolojia za usumbufu.
Njia za soko na msaada wa kifedha: Boresha miundo ya soko la nguvu ili kubeba hisa kubwa za upya (N.k., masoko ya uwezo, Masoko ya huduma ya kuongezea). Kuendeleza mifumo ya kifedha ya kijani -kupitia vifungo vya kijani, mikopo, na Fedha za Mpito -Kuweka mtaji katika Miradi ya Kupunguza Nishati na Uzalishaji. Mfuko wa Maendeleo ya Nishati Mbadala ya China umezidi 500 bilioni RMB, Kutoa ruzuku ambayo inahakikisha kiwango cha ndani cha kurudi cha kurudi (IRR) Kwa miradi ya upepo na jua na kuvutia uwekezaji wa kibinafsi.
Ushirikiano wa kimataifa na utawala wa ulimwengu: Kama changamoto ya ulimwengu, Mpito wa nishati unahitaji ushirikiano wa kimataifa ulioimarishwa kushiriki teknolojia, uzoefu, na mazoea bora. Mipango kama vile ushirikiano wa gridi ya kimataifa (N.k., Gridi ya Asia iliyopendekezwa) inaweza kuwezesha ujumuishaji wa nishati ya kikanda na mtiririko wa nishati mbadala. Mazungumzo yenye nguvu ya hali ya hewa na uratibu wa sera chini ya mfumo wa UN ni muhimu.
Historia ya Ukuaji wa Nishati ya Binadamu ni harakati endelevu ya wiani mkubwa wa nishati, ufanisi mkubwa, na utumiaji mpana -simulizi kubwa la uvumbuzi wa kiteknolojia kuendesha maendeleo ya kijamii. Katika karne chache zilizopita, Mafuta ya kisukuku yameongeza ustawi wa ustaarabu wa kisasa na nguvu isiyo ya kawaida, lakini pia ilibadilisha hali ya hewa ya dunia kwa kasi isiyo ya kawaida, na kusababisha rasilimali kali na changamoto za mazingira.
Katika ijayo 30 miaka, Ubinadamu utapitia kwa nguvu zaidi na ya haraka mfumo wa nishati Mabadiliko tangu Mapinduzi ya Viwanda. Mabadiliko kutoka kwa nguvu ya mafuta ya kisukuku kwenda kwa dhana endelevu ya nishati sio tu suala la njia za kiteknolojia lakini pia mabadiliko kamili ya falsafa ya maendeleo, mifano ya kiuchumi, na mifumo ya utawala wa ulimwengu. Kufikia mabadiliko haya itahitaji juhudi zilizoratibiwa na hatua za kuamua katika kiwango cha ulimwengu.
Kulingana na ufahamu wa kina katika historia ya ukuzaji wa nishati na uchambuzi wa mwenendo wa siku zijazo, Karatasi hii nyeupe inapendekeza mipango ifuatayo ya hatua za ulimwengu:
Anzisha mifumo ya ushirikiano wa kimataifa na mfumo wa fedha wa kimataifa/wa nchi mbili ili kusaidia R&D, Maonyesho, na kupelekwa kwa kiwango kikubwa cha teknolojia za juu za nishati safi (N.k., Nyuklia ya hali ya juu, Kudhibitiwa, Hydrogen ya kijani, CCUS, na uhifadhi wa nishati ya kizazi kijacho). Mfuko wa uvumbuzi wa nishati safi ulimwenguni sio chini ya USD 10 Bilioni inapendekezwa, kwa kuzingatia uvumbuzi wa usumbufu na ujumuishaji wa nidhamu.
Kuimarisha ushirikiano wa nishati ya kimataifa na mazungumzo, Jenga na uboresha mifumo ya utawala wa kimataifa na kikanda, na kukuza unganisho la miundombinu ya nishati na biashara ya nishati ya mpaka. Hatua kama vile maendeleo ya supergrids za bara na za ndani (N.k., katika Asia, Afrika, na Ulaya) inapaswa kutiwa moyo kuongeza ugawaji wa rasilimali za nishati ya ulimwengu.
Nchi zinapaswa kuweka malengo ya kupunguza kaboni zaidi na kuanzisha mifumo bora ya bei ya kaboni. Hatua kwa hatua kuongeza bei ya kaboni kuonyesha gharama ya kweli ya kijamii ya mabadiliko ya hali ya hewa na kuelekeza mtiririko wa mtaji kuelekea sekta za kaboni za chini. Kukuza utafiti na kupitishwa kwa mifumo ya kimataifa ya mkopo wa kaboni kwa kutumia teknolojia kama vile blockchain ili kuongeza uwazi wa soko na ufanisi.
Ongeza uwekezaji katika gridi za smart, Mimea ya nguvu ya kweli, na AI kwa matumizi ya nishati kujenga ufanisi, kubadilika, na miundombinu ya kisasa ya nishati yenye uwezo wa kusaidia kupenya kwa hali ya juu kwa upya.
Unganisha elimu ya uandishi wa nishati katika mitaala ya kitaifa ili kuongeza uhamasishaji wa umma juu ya maswala ya nishati na hali ya hewa. Kukuza viwango vya ufanisi wa nishati na tabia ya matumizi ya kijani. Chunguza mifumo ya akaunti ya kaboni ya kaya kulingana na mifumo ya motisha ya kutia moyo na thawabu tabia za kaboni za chini, Kufanya mabadiliko ya nishati kuwa sababu shirikishi kwa raia wote.
Fanya usalama wa sera kusaidia wafanyikazi na jamii zilizoathiriwa na awamu ya mafuta ya mafuta, Kuhakikisha mpito laini na tu. Fanya kutokomeza umaskini wa nishati na upatikanaji wa nishati kitu cha msingi cha juhudi za mpito za nishati ya ulimwengu. Kupitia uhamishaji wa teknolojia na misaada ya kifedha, Saidia nchi zinazoendelea katika kufikia ufikiaji mkubwa wa nishati safi.
Mpito wa nishati ni njia muhimu ya ubinadamu mbele na hitaji la msingi la kufikia malengo endelevu ya maendeleo. Historia imeonyesha kuwa kila mapinduzi ya nishati huja na fursa na changamoto kubwa. Leo, Tunasimama kwenye mkutano mpya wa kihistoria. Kuchukua fursa hii ya mabadiliko ya kujenga safi, ufanisi, salama, Na mustakabali wa nishati unaojumuisha sio tu juu ya kushughulikia shida ya hali ya hewa - lakini pia juu ya kufungua sura mpya katika ustaarabu wa mwanadamu ambao umefanikiwa zaidi, usawa, na endelevu.
As renewable energy continues to gain momentum, its future will be shaped not just by…
I. Introduction In a world facing the twin challenges of climate change and resource depletion,…
3. How to Choose the Right Cable for Agricultural Applications 3.1 Select Cable Type Based…
Driven by the global wave of agricultural modernization, agricultural production is rapidly transforming from traditional…
As the global mining industry continues to expand, mining cables have emerged as the critical…
Utangulizi: The Importance of Electrical Engineering and the Role of ZMS Cable Electrical engineering, as…