فناوری‌های نوظهور انرژی شناسایی شده‌اند که برای آزمایش قابلیت سرمایه‌گذاری بلندمدت خود، نیاز به توسعه سریع دارند.
هدف، کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای است و بخش برق به عنوان بزرگترین عامل، در مرکز تلاش‌ها قرار دارد و طیف گسترده‌ای از فناوری‌های کربن‌زدایی در دستور کار آن قرار دارد.
فناوری‌های اصلی مانند باد و خورشید اکنون به طور گسترده تجاری شده‌اند، اما فناوری‌های جدید انرژی پاک به طور مداوم در حال توسعه و ظهور هستند. با توجه به تعهدات برای رعایت توافق‌نامه پاریس و فشار برای انتشار این فناوری‌ها، سوال این است که کدام یک از فناوری‌های نوظهور برای تعیین پتانسیل سرمایه‌گذاری بلندمدت خود نیاز به تمرکز بر تحقیق و توسعه دارند.
با توجه به این موضوع، کمیته اجرایی فناوری کنوانسیون چارچوب سازمان ملل متحد در مورد تغییرات اقلیمی (UNFCCC) شش فناوری نوظهور را شناسایی کرده است که احتمالاً مزایایی را در مقیاس جهانی ارائه می‌دهند و می‌گویند که باید در اسرع وقت به بازار عرضه شوند.
این موارد به شرح زیر است.
فناوری‌های تأمین انرژی اولیه
کمیته می‌گوید، سلول‌های خورشیدی شناور فناوری جدیدی نیست، اما فناوری‌های کاملاً تجاری‌شده با سطح آمادگی بالا به روش‌های جدیدی با هم ترکیب می‌شوند. به عنوان مثال، قایق‌های کف صاف لنگر انداخته شده و سیستم‌های خورشیدی فتوولتائیک، شامل پنل‌ها، سیستم انتقال قدرت و اینورترها، از جمله این فناوری‌ها هستند.
دو دسته از فرصت‌ها نشان داده شده است، یعنی زمانی که میدان خورشیدی شناور مستقل است و زمانی که به یک تأسیسات برق آبی به صورت ترکیبی مجهز شده یا با آن ساخته می‌شود. همچنین می‌توان نیروگاه خورشیدی شناور را برای ردیابی با هزینه اضافی محدود اما تا 25٪ افزایش انرژی اضافی طراحی کرد.
توربین‌های بادی شناور پتانسیل بهره‌برداری از منابع انرژی بادی موجود در آب‌های بسیار عمیق‌تر از برج‌های بادی ثابت فراساحلی را ارائه می‌دهند که معمولاً در آب‌هایی با عمق ۵۰ متر یا کمتر و در مناطقی با کف دریاهای عمیق نزدیک ساحل قرار دارند. چالش اصلی، سیستم لنگراندازی است که دو نوع طراحی اصلی برای آن سرمایه‌گذاری می‌شود، یا شناور یا لنگر انداخته شده به بستر دریا که هر دو مزایا و معایبی دارند.
کمیته می‌گوید که طرح‌های بادی شناور در سطوح آمادگی فناوری متنوعی قرار دارند و توربین‌های محور افقی شناور از توربین‌های محور عمودی پیشرفته‌تر هستند.
فناوری‌های توانمندساز
هیدروژن سبز با فرصت‌هایی برای استفاده در گرمایش، صنعت و به عنوان سوخت، موضوع روز است. با این حال، TEC خاطرنشان می‌کند که نحوه تولید هیدروژن برای تأثیر انتشار آن بسیار مهم است.
هزینه‌ها به دو عامل بستگی دارند - هزینه برق و مهم‌تر از آن هزینه الکترولیزکننده‌ها که باید با صرفه‌جویی به مقیاس هدایت شوند.
کمیته می‌گوید باتری‌های نسل بعدی برای ذخیره‌سازی در مقیاس بزرگ و پشت کنتور مانند لیتیوم-فلز حالت جامد در حال ظهور هستند که پیشرفت‌های بزرگ و غیرحاشیه‌ای نسبت به فناوری باتری موجود از نظر چگالی انرژی، دوام باتری و ایمنی ارائه می‌دهند و در عین حال زمان شارژ سریع‌تری را نیز ممکن می‌سازند.
اگر تولید با موفقیت در مقیاس بزرگ انجام شود، استفاده از آنها می‌تواند به ویژه برای بازار خودرو متحول‌کننده باشد، زیرا به طور بالقوه امکان توسعه خودروهای برقی با باتری‌هایی با طول عمر و برد رانندگی قابل مقایسه با خودروهای سنتی امروزی را فراهم می‌کند.
به گفته کمیته، ذخیره‌سازی انرژی حرارتی برای گرمایش یا سرمایش می‌تواند با مواد مختلفی با ظرفیت‌ها و هزینه‌های حرارتی متفاوت انجام شود که بیشترین سهم آن احتمالاً در ساختمان‌ها و صنایع سبک خواهد بود.
سیستم‌های انرژی حرارتی مسکونی می‌توانند تأثیر بسیار زیادی در مناطق سرد و کم رطوبت داشته باشند که در آنها پمپ‌های حرارتی اثربخشی کمتری دارند، در حالی که یکی دیگر از حوزه‌های کلیدی برای تحقیقات آینده، «زنجیره‌های سرد» کشورهای در حال توسعه و تازه صنعتی شده است.
پمپ‌های حرارتی یک فناوری جاافتاده هستند، اما همچنان نوآوری‌هایی در زمینه‌هایی مانند بهبود مبردها، کمپرسورها، مبدل‌های حرارتی و سیستم‌های کنترل برای افزایش عملکرد و بهره‌وری در آنها انجام می‌شود.
کمیته می‌گوید مطالعات همواره نشان می‌دهند که پمپ‌های حرارتی، که با برق کم گاز گلخانه‌ای کار می‌کنند، یک استراتژی اصلی برای نیازهای گرمایش و سرمایش هستند.
سایر فناوری‌های نوظهور
کمیته اظهار می‌دارد که سایر فناوری‌های بررسی‌شده شامل باد هوایی و سیستم‌های تبدیل انرژی حرارتی امواج دریایی، جزر و مد و اقیانوس هستند که ممکن است برای تلاش‌های برخی کشورها یا مناطق فرعی حیاتی باشند، اما تا زمانی که چالش‌های مهندسی و توجیه تجاری برطرف نشوند، بعید است که در مقیاس جهانی مزایایی داشته باشند.
یکی دیگر از فناوری‌های نوظهور مورد توجه، انرژی زیستی با جذب و ذخیره‌سازی کربن است که تازه از مرحله نمایش به سمت استقرار تجاری محدود در حال حرکت است. با توجه به هزینه‌های نسبتاً بالا در مقایسه با سایر گزینه‌های کاهش انتشار، این جذب باید عمدتاً توسط ابتکارات سیاست اقلیمی هدایت شود و استقرار گسترده در دنیای واقعی به طور بالقوه شامل ترکیبی از انواع مختلف سوخت، رویکردهای CCS و صنایع هدف باشد.
—نوشته‌ی جاناتان اسپنسر جونز
زمان ارسال: ۱۴ ژانویه ۲۰۲۲