Nopeaa kehitystä vaativia uusia energiateknologioita tunnistetaan, jotta niiden pitkän aikavälin investointikelpoisuutta voidaan testata.
Tavoitteena on kasvihuonekaasupäästöjen vähentäminen, ja energiasektori suurimpana tekijänä on keskiössä tässä työssä monenlaisten hiilestä irtautumista edistävien teknologioiden avulla.
Ydinteknologiat, kuten tuuli- ja aurinkoenergia, ovat nyt laajalti kaupallistettuja, mutta uusia puhtaita energiateknologioita kehitetään ja syntyy jatkuvasti. Ottaen huomioon Pariisin sopimuksen sitoumukset ja paineen saada teknologiat markkinoille, kysymys kuuluu, mitkä nousevista teknologioista tarvitsevat tutkimus- ja kehitystyötä pitkän aikavälin investointipotentiaalinsa määrittämiseksi.
Tämän huomioon ottaen YK:n ilmastosopimuksen (UNFCCC) teknologian toimeenpaneva komitea on tunnistanut kuusi nousevaa teknologiaa, jotka todennäköisesti tarjoavat hyötyjä maailmanlaajuisesti, ja sen mukaan ne on saatettava markkinoille mahdollisimman pian.
Nämä ovat seuraavat.
Ensisijaiset energianjakeluteknologiat
Kelluvat aurinkosähköjärjestelmät eivät ole uusi teknologia, mutta komitean mukaan täysin kaupallistettuja korkean teknologian valmiustason teknologioita yhdistellään uusilla tavoilla. Esimerkkinä tästä ovat ankkuroitu tasapohjainen vene ja aurinkosähköjärjestelmät, mukaan lukien paneelit, voimansiirto ja invertterit.
Tässä on esitetty kaksi mahdollisuutta: erillinen kelluva aurinkopaneelikenttä ja hybridiratkaisuna vesivoimalaitokseen jälkiasennettava tai sen kanssa rakennettava järjestelmä. Kelluva aurinkopaneelijärjestelmä voidaan suunnitella myös seurantaa varten rajoitetuin lisäkustannuksin, mutta jopa 25 %:n lisäenergiansäästöllä.
Kelluva tuulivoima tarjoaa potentiaalin hyödyntää paljon syvemmissä vesissä olevia tuulienergiavaroja kuin kiinteät merituulivoimalat, jotka sijaitsevat tyypillisesti enintään 50 metrin syvyydessä, ja alueilla, joilla on syvä merenpohja lähellä rannikkoa. Suurin haaste on ankkurointijärjestelmä, jossa investointeja tehdään pääasiassa kahteen eri tyyppiin: upotettaviin ja merenpohjaan ankkuroitaviin, ja molemmilla on hyvät ja huonot puolensa.
Komitea toteaa, että kelluvien tuulivoimaloiden tekniset valmiustasot vaihtelevat ja että kelluvat vaakasuorat turbiinit ovat kehittyneempiä kuin pystysuorat turbiinit.
Mahdollistavat teknologiat
Vihreä vety on erittäin ajankohtainen puheenaihe, ja sitä voidaan käyttää lämmityksessä, teollisuudessa ja polttoaineena. TEC:n mukaan vedyn valmistustapa on kuitenkin ratkaisevan tärkeä sen päästövaikutusten kannalta.
Kustannukset riippuvat kahdesta tekijästä – sähköstä ja, mikä tärkeämpää, elektrolyysilaitteistoista, joiden tulisi perustua mittakaavaetuihin.
Komitean mukaan uuden sukupolven akkuja, kuten litiummetalliakkuja, on tulossa mittarin takana ja suurissa energiatehokkuusyksiköissä käytettäväksi. Ne tarjoavat merkittäviä parannuksia nykyiseen akkuteknologiaan verrattuna energiatiheyden, akun kestävyyden ja turvallisuuden suhteen ja mahdollistavat myös nopeammat latausajat.
Jos tuotantoa voidaan skaalata onnistuneesti, niiden käyttö voi olla mullistavaa erityisesti autoteollisuudessa, sillä se voi mahdollistaa sellaisten sähköajoneuvojen kehittämisen, joiden akkujen käyttöikä ja toimintasäde ovat verrattavissa nykypäivän perinteisten ajoneuvojen akkuihin.
Lämmitykseen tai jäähdytykseen tarkoitettua lämpöenergiaa voidaan varastoida monista eri materiaaleista, joilla on erilaiset lämpökapasiteetit ja kustannukset. Komitean mukaan suurin osuus on todennäköisesti rakennuksissa ja kevyessä teollisuudessa.
Asuinrakennusten lämpöenergiajärjestelmillä voisi olla erittäin suuri vaikutus kylmillä ja alhaisen kosteuden alueilla, joilla lämpöpumput ovat vähemmän tehokkaita. Toinen keskeinen tulevaisuuden tutkimusalue on kehitysmaiden ja äskettäin teollistuneiden maiden "kylmäketjut".
Lämpöpumput ovat vakiintunut teknologia, mutta myös sellainen, jossa innovaatioita tehdään jatkuvasti esimerkiksi parannettujen kylmäaineiden, kompressorien, lämmönvaihtimien ja ohjausjärjestelmien osalta suorituskyvyn ja tehokkuuden parantamiseksi.
Tutkimukset osoittavat johdonmukaisesti, että vähän kasvihuonekaasuja tuottavalla sähköllä toimivat lämpöpumput ovat keskeinen strategia lämmitys- ja jäähdytystarpeisiin, komitea toteaa.
Muut uudet teknologiat
Muita tarkasteltuja teknologioita ovat ilmassa liikkuva tuulivoima sekä meren aalto-, vuorovesi- ja valtamerien lämpöenergian muuntojärjestelmät, jotka voivat olla ratkaisevan tärkeitä joidenkin maiden tai alueiden pyrkimyksille, mutta komitean mukaan ne eivät todennäköisesti tarjoa hyötyä maailmanlaajuisesti, ennen kuin tekniset ja liiketoimintaan liittyvät haasteet on ratkaistu.
Toinen kiinnostava nouseva teknologia on bioenergia hiilidioksidin talteenotolla ja varastoinnilla, joka on juuri siirtymässä demonstraatiovaiheen ohi kohti rajoitettua kaupallista käyttöönottoa. Koska kustannukset ovat suhteellisen korkeat verrattuna muihin hillitsemisvaihtoehtoihin, käyttöönottoa olisi vauhditettava pääasiassa ilmastopoliittisilla aloitteilla, ja laajamittainen käyttöönotto käytännössä voisi kattaa eri polttoainetyyppien, CCS-lähestymistapojen ja kohdeteollisuuden yhdistelmän.
—Jonathan Spencer Jonesin kirjoittama
Julkaisun aika: 14. tammikuuta 2022