Zidentyfikowano nowe technologie energetyczne, które wymagają szybkiego rozwoju, aby przetestować ich długoterminową opłacalność inwestycyjną.
Celem jest redukcja emisji gazów cieplarnianych, a sektor energetyczny, jako podmiot mający w tym największy udział, znajduje się w centrum działań, wykorzystując szeroką gamę technologii dekarbonizacyjnych.
Kluczowe technologie, takie jak wiatr i słońce, są obecnie szeroko komercjalizowane, ale nowe technologie czystej energii są stale rozwijane i powstają. Biorąc pod uwagę zobowiązania do wypełnienia Porozumienia Paryskiego i presję na wprowadzenie tych technologii na rynek, pojawia się pytanie, które z nich wymagają skupienia się na badaniach i rozwoju, aby określić ich długoterminowy potencjał inwestycyjny.
Mając to na uwadze, Komitet Wykonawczy ds. Technologii Ramowej Konwencji Narodów Zjednoczonych w sprawie Zmian Klimatu (UNFCCC) wskazał sześć nowych technologii, które mogą przynieść korzyści w skali globalnej, i stwierdza, że muszą zostać wprowadzone na rynek tak szybko, jak to możliwe.
Są one następujące.
Technologie zaopatrzenia w energię pierwotną
Pływające panele fotowoltaiczne nie są nową technologią, ale w pełni skomercjalizowane technologie o wysokim poziomie gotowości technologicznej są łączone na nowe sposoby, twierdzi Komitet. Przykładem są cumowane łodzie płaskodenne i systemy fotowoltaiczne, w tym panele, transmisje i falowniki.
Wskazano dwie klasy możliwości: gdy pływające pole fotowoltaiczne działa samodzielnie oraz gdy jest ono doposażone lub zbudowane z elektrownią wodną jako rozwiązanie hybrydowe. Pływające pole fotowoltaiczne można również zaprojektować z myślą o śledzeniu ruchu przy ograniczonych dodatkowych kosztach, ale z dodatkowym zyskiem energii do 25%.
Pływające turbiny wiatrowe oferują potencjał wykorzystania zasobów energii wiatrowej znajdujących się na znacznie głębszych wodach niż stacjonarne wieże wiatrowe na morzu, które zazwyczaj znajdują się na głębokości 50 m lub mniejszej, oraz w regionach o przybrzeżnych, głębokich dnach morskich. Głównym wyzwaniem jest system kotwiczenia, z dwoma głównymi typami inwestycji: zanurzalnymi lub zakotwiczonymi w dnie morskim, które mają swoje zalety i wady.
Komitet stwierdza, że projekty pływających turbin wiatrowych znajdują się na różnym poziomie gotowości technologicznej, przy czym pływające turbiny o poziomej osi obrotu są bardziej zaawansowane niż turbiny o pionowej osi obrotu.
Technologie wspomagające
Zielony wodór jest obecnie bardzo popularnym tematem, ze względu na możliwości jego wykorzystania w ogrzewaniu, przemyśle i jako paliwo. Jednak sposób jego wytwarzania ma kluczowe znaczenie dla jego wpływu na emisję, zauważa TEC.
Koszty zależą od dwóch czynników – energii elektrycznej i, co ważniejsze, elektrolizerów, które powinny być podyktowane efektem skali.
Komitet twierdzi, że pojawiają się baterie nowej generacji przeznaczone do magazynowania energii za licznikiem i na skalę przemysłową, takie jak baterie litowo-metalowe w stanie stałym, które oferują znaczne, niemarginalne ulepszenia w stosunku do obecnej technologii baterii pod względem gęstości energii, trwałości baterii i bezpieczeństwa, a jednocześnie umożliwiają szybsze ładowanie.
Jeśli uda się skutecznie zwiększyć skalę produkcji, ich wykorzystanie może mieć przełomowe znaczenie, zwłaszcza dla rynku motoryzacyjnego, gdyż potencjalnie umożliwia rozwój pojazdów elektrycznych z akumulatorami o żywotności i zasięgu porównywalnym z dzisiejszymi tradycyjnymi pojazdami.
Zdaniem Komitetu magazynowanie energii cieplnej do ogrzewania lub chłodzenia może być realizowane przy użyciu wielu różnych materiałów o różnej pojemności cieplnej i kosztach, przy czym największy udział będzie prawdopodobnie miał miejsce w budynkach i przemyśle lekkim.
Domowe systemy energii cieplnej mogą mieć bardzo duży wpływ na zimne regiony o niskiej wilgotności, w których pompy ciepła są mniej efektywne. Innym ważnym obszarem przyszłych badań są „łańcuchy chłodnicze” w krajach rozwijających się i nowo uprzemysłowionych.
Pompy ciepła to dobrze znana technologia, ale wciąż wprowadzane są w niej innowacje w takich obszarach, jak ulepszone czynniki chłodnicze, sprężarki, wymienniki ciepła i systemy sterowania, co pozwala na zwiększenie wydajności i efektywności.
Komitet twierdzi, że badania konsekwentnie dowodzą, iż pompy ciepła, zasilane energią elektryczną wytwarzaną przy niskiej emisji gazów cieplarnianych, stanowią podstawową strategię zaspokajania potrzeb w zakresie ogrzewania i chłodzenia.
Inne wschodzące technologie
Komitet komentuje, że inne analizowane technologie to powietrzne elektrownie wiatrowe oraz systemy konwersji energii fal morskich, pływów i ciepła oceanów. Mogą one mieć kluczowe znaczenie dla wysiłków niektórych krajów lub podregionów, ale dopóki nie zostaną przezwyciężone wyzwania inżynieryjne i biznesowe, prawdopodobnie nie przyniosą korzyści w skali globalnej.
Kolejną interesującą, rozwijającą się technologią jest bioenergia z wychwytywaniem i składowaniem dwutlenku węgla, która właśnie wyszła poza fazę demonstracyjną i zmierza w kierunku ograniczonego wdrożenia komercyjnego. Ze względu na stosunkowo wysokie koszty w porównaniu z innymi opcjami łagodzenia zmian klimatu, jej wdrożenie musiałoby być napędzane głównie przez inicjatywy polityki klimatycznej, a powszechne wdrożenie w warunkach rzeczywistych potencjalnie obejmowałoby połączenie różnych rodzajów paliw, podejść CCS i docelowych branż.
—Autor: Jonathan Spencer Jones
Czas publikacji: 14-01-2022