什么是可再生能源?

可持续发展插图:通过人类与环境和谐共处实现可持续的民众体验

作者

Alexandra Jonker

Staff Editor

IBM Think

什么是可再生能源?

可再生能源是由自然资源产生的能源,其再生速度快于消耗速度。可再生能源也称为清洁能源,包括太阳能风能水力发电、地热能和生物质能。大多数可再生能源产生的碳排放量为零,造成的空气污染物最少。

可再生能源几乎不会排放温室气体,更容易获得且更可靠。因此,我们迫切需要转向使用可再生能源和替代能源技术,例如风能和太阳能。根据美国能源信息署的提供的数据,截至 2021 年,全球 29% 的能源消耗已经由可再生能源提供。1

辅以专家洞察分析的最新科技新闻

通过 Think 时事通讯,了解有关 AI、自动化、数据等方面最重要且最有趣的行业趋势。请参阅 IBM 隐私声明

谢谢!您已订阅。

您的订阅将以英语提供。每份时事通讯都包含取消订阅链接。您可以在此管理您的订阅或取消订阅。更多相关信息,请参阅我们的 IBM 隐私声明

我们为什么需要可再生能源?

17 世纪末,工业革命迎来了技术突破的时代,其中包括新能源的使用,主要是化石燃料。化石燃料(石油、煤炭和天然气)由有机材料分解形成,并作为燃料燃烧。随着技术的发展,化石燃料变得更易于获得,并且生产成本更低,从而使用量也在增加。如今,它们供应了世界约 80% 的能源。2

然而,当化石燃料燃烧时,它们会向大气中释放二氧化碳 (C02)、甲烷 (CH4) 和一氧化二氮 (N20) 等温室气体 (GHG)。当温室气体在大气中积聚时,它们会捕获太阳辐射并阻止其释放到太空中,从而使地球表面变暖。因此,化石燃料已成为当今气候变化危机及其主要后果全球变暖的主要驱动因素。

全球变暖可能会对地球气候和天气模式造成有害的长期变化,导致更强的风暴、更炎热、更干燥的夏季以及自然生态系统的变化。

许多组织使用碳核算(测量和跟踪正常运营期间直接和间接温室气体排放量的做法)来帮助推进能源转型和实现净零排放的目标。将可再生能源与低碳排放甚至零碳排放相结合可以帮助组织实现这些目标,减少温室气体排放和环境影响。

Mixture of Experts | 12 月 12 日,第 85 集

解码 AI:每周新闻摘要

加入我们世界级的专家小组——工程师、研究人员、产品负责人等将为您甄别 AI 领域的真知灼见,带来最新的 AI 资讯与深度解析。

可再生能源的种类

这些是最常见的可再生能源:

水能

水力发电是最古老的发电形式之一,目前位居全球可再生电力最大贡献者之首。它包括利用海洋能和潮汐能、溪流和河流、水库和水坝来推动涡轮机发电。随着技术的发展,国际能源署 (IEA) 预测,到 2030 年,水力发电将增加约 17% 的发电量。3

太阳能

太阳光转化为电能有两种方式,即太阳能光伏发电 (PV) 和聚光太阳能热力发电 (CSP):

PV 是最常见的转化方法,用于较小规模的应用。利用太阳能电池板上的太阳能电池收集阳光,将其转化为太阳能并存储在电池中,从而为我们的家庭、汽车和企业提供电力。

CSP 使用反射镜将阳光反射并聚集到充满液体的接收器上。阳光将流体加热至高温,产生热能。这些能量用于为发动机或旋转涡轮机提供动力,然后为发电厂或补充电网发电。CSP 主要用于公用事业或工业规模的应用。

2022 年太阳能发电量增幅为 26%,预计到 2027 年,太阳能发电量将超过煤炭和天然气。4

风力发电

几个世纪以来,人类一直在利用风的动能来发电。当今的风力发电机发电规模和能力有大有小,具体取决于所使用发电机的尺寸。伴随着风力发电机的尺寸从小型级(用于单个家庭供电)增加到公用事业级(用于大型海上风电场),其设计规划工作量、功率输出、设备效能和维护复杂性也随之增加。截至 2021 年,风能占全球发电量的 24%。5

地热能

地热能系统利用来自地球深处的蒸汽来驱动涡轮机产生能量。然而,生产所需的地热储层位于地球表面以下一两英里处,并且无法广泛使用。截至 2021 年,已有 27 个国家/地区拥有地热发电厂。6

地热泵 (GHP) 在较小范围内用于为一些商业建筑、学校和住宅供暖、降温和提供热水。虽然没有与大规模同类项目相同的深度要求,但 GHP 的安装仍然取决于多种因素,包括气候、土壤类型、出水口的可达性、土地和安装成本。

生物质能

由于生物质能源对环境的负面影响,因此并不总被认为是可再生能源,但该类型能源利用有机材料和副产品来生成电力、生物燃料(包括生物柴油和乙醇)和热量。生物能源的使用会导致低水平的温室气体排放和土地变化,包括森林砍伐。

尽管生物能源约占全球能源使用量的 11%,并且提供了世界上最大的物理材料来源,但这些影响使人们对其可再生地位产生怀疑。7

核能是可再生能源吗?

尽管核电因其低碳乃至零碳排放而被认为是一种清洁能源,但它是不可再生的。核能需要铀,而铀需要从地下开采,并且仅在特定地点储备,数量有限。尽管如此,核能仍占全球电力供应的 10%,并且当与水力发电相结合时,提供了全球四分之三的低碳能源发电总量。8

可再生能源的优点

可再生能源的好处不仅仅是减少排放。

国家能源安全

采用各种可持续能源的国家电网可以更具弹性。不仅可再生能源的来源更不易出现故障和波动,而且如果出现任何问题,您可以在它们之间进行切换,这有助于确保向家庭、企业和交通系统持续供电。

降低能源成本

转为使用可再生能源有助于降低能源成本并保持能源成本稳定。可再生能源通常比化石燃料便宜,而且清洁能源市场的波动较小,因此价格波动不会那么频繁或剧烈。这可以保持成本稳定,并且更容易在个人和企业层面进行预测和预算。

创造就业机会

向清洁能源的转变以及致力于实现净零排放的全球组织和国家或地区,可以在全球范围内创造数百万个与可再生能源相关的就业机会。随着脱碳目标的发展,化石燃料行业和其他行业的工作人员可以过渡到可再生能源行业。这有可能对供应链及相关产业产生积极的经济影响。

推进可再生能源

组织可以通过多种方式将可再生能源整合到他们的投资组合中:

  • 绿色电力证书:这些证书是从现有工厂购买的,但不会促进市场上可再生基础设施的增长。
  • 企业购电协议 (CPPA):这些合同是固定价格供应协议,可以将可再生能源追溯到特定的太阳能或风电场。
  • 可再生能源资产投资:各组织可以在现场安装太阳能电池板或风力涡轮机来发电。

此外,还有清洁能源激励措施,旨在鼓励和加速采用可再生能源项目和设备,包括:

  • 碳税:碳税征收适用于在生产或使用过程中导致化石燃料产生碳排放的任何出口产品、商品或服务。碳税可以提高价格,有助于鼓励人们转向使用清洁能源并减少二氧化碳排放。
  • 上网电价补贴 (FiT):上网电价补贴保证任何生产和提供小规模可再生能源的人(包括小企业主、农民和房主)以高于市场价格的价格向电网供应能源。

一旦可再生能源被整合到企业的产品组合中,有效的能源管理就可以通过简化流程和最大化产出来提高能源效率,同时减少消耗、温室气体排放和浪费。

相关解决方案
IBM Envizi ESG Suite

了解 Envizi 如何利用 ESG 数据帮助您解决最紧迫且复杂的挑战,并实现可持续发展目标。

 

探索 IBM Envizi ESG Suite
可持续发展解决方案

将您的战略路线图与日常运营联系起来,立即开启可持续发展之旅吧。

深入了解可持续发展解决方案
可持续发展咨询服务

利用 IBM 的可持续发展咨询服务,将可持续发展愿景转化为行动,成为一家更负责任、更具盈利能力的企业。

深入了解可持续发展咨询服务
采取下一步行动

利用 IBM Environmental Intelligence 提供的一组广泛的 API,轻松访问、处理和分析环境数据,并战略性地加以利用。

深入了解 Environmental Intelligence 深入了解可持续发展解决方案