التكنولوجيات الناشئة الصديقة للمناخ في قطاع الطاقة

تم تحديد تقنيات الطاقة الناشئة التي تحتاج إلى تطوير سريع لاختبار جدواها الاستثمارية على المدى الطويل.

الهدف هو الحد من انبعاثات الغازات الدفيئة وقطاع الطاقة باعتباره المساهم الأكبر يقع في قلب الجهود مع مجموعة واسعة من تقنيات إزالة الكربون بناءً على طلبه.

يتم الآن تسويق التقنيات الأساسية مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية على نطاق واسع، لكن تقنيات الطاقة النظيفة الجديدة في طور التطوير والظهور باستمرار.وبالنظر إلى الالتزامات بالوفاء باتفاقية باريس والضغوط من أجل نشر التكنولوجيات، فإن السؤال هو أي من تلك الناشئة يحتاج إلى التركيز على البحث والتطوير لتحديد إمكاناته الاستثمارية على المدى الطويل.

ومع أخذ ذلك في الاعتبار، حددت اللجنة التنفيذية للتكنولوجيا التابعة لاتفاقية الأمم المتحدة الإطارية بشأن تغير المناخ (UNFCCC) ستة تكنولوجيات ناشئة من المرجح أن توفر فوائد على نطاق عالمي، وتقول إنه يجب طرحها في السوق في أقرب وقت ممكن.

هذه هي كما يلي.
تقنيات إمدادات الطاقة الأولية
تقول اللجنة إن الطاقة الشمسية الكهروضوئية العائمة ليست تقنية جديدة، ولكن يتم الجمع بين تقنيات مستوى الاستعداد التكنولوجي العالي التجارية بطرق جديدة.ومن الأمثلة على ذلك القوارب المسطحة الراسية وأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية، بما في ذلك الألواح وناقلات الحركة والعاكسات.

تمت الإشارة إلى فئتين من الفرص، أي عندما يكون حقل الطاقة الشمسية العائمة مستقلاً وعندما يتم تحديثه أو بناؤه بمنشأة كهرومائية كهجين.يمكن أيضًا تصميم الطاقة الشمسية العائمة للتتبع بتكلفة إضافية محدودة ولكن تصل إلى 25٪ من مكاسب الطاقة الإضافية.
توفر الرياح العائمة إمكانية استغلال موارد طاقة الرياح الموجودة في المياه العميقة بكثير من أبراج الرياح البحرية الثابتة، والتي عادة ما تكون في مياه يبلغ عمقها 50 مترًا أو أقل، وفي المناطق القريبة من قاع البحار العميقة الساحلية.ويتمثل التحدي الرئيسي في نظام التثبيت، حيث يتلقى نوعان من التصميم الرئيسي استثمارًا، إما غاطسًا أو مثبتًا في قاع البحر، ولكل منهما إيجابيات وسلبيات.

وتقول اللجنة إن تصميمات الرياح العائمة تتمتع بمجموعة متنوعة من مستويات الاستعداد التكنولوجي، حيث تكون توربينات المحور الأفقي العائمة أكثر تقدمًا من توربينات المحور الرأسي.
التكنولوجيات التمكينية
يعد الهيدروجين الأخضر موضوع اليوم إلى حد كبير مع وجود فرص لاستخدامه في التدفئة وفي الصناعة وكوقود.ومع ذلك، فإن كيفية صنع الهيدروجين أمر بالغ الأهمية لتأثير الانبعاثات، كما تشير اللجنة التنفيذية للتكنولوجيا.

وتعتمد التكاليف على عاملين - عامل الكهرباء، والأهم من ذلك عامل المحللات الكهربائية، والتي ينبغي أن تكون مدفوعة بوفورات الحجم.

تظهر بطاريات الجيل التالي المخصصة خلف العدادات والتخزين على نطاق المرافق مثل معدن الليثيوم الصلب، مما يوفر تحسينات كبيرة غير هامشية مقارنة بتكنولوجيا البطاريات الحالية من حيث كثافة الطاقة ومتانة البطارية وسلامتها، مع إتاحة أوقات شحن أسرع أيضًا. "، تقول اللجنة.

وإذا أمكن توسيع نطاق الإنتاج بنجاح، فإن استخدامها يمكن أن يحدث تحولا، وخاصة بالنسبة لسوق السيارات، لأنه من المحتمل أن يمكّن من تطوير سيارات كهربائية ببطاريات ذات عمر افتراضي ونطاقات قيادة مماثلة للمركبات التقليدية اليوم.

ويمكن توفير تخزين الطاقة الحرارية للتدفئة أو التبريد باستخدام العديد من المواد المختلفة بسعات حرارية وتكاليف مختلفة، ومن المرجح أن تكون مساهمتها الأكبر في المباني والصناعات الخفيفة، وفقًا للجنة.

يمكن أن يكون لأنظمة الطاقة الحرارية السكنية تأثير كبير جدًا في المناطق الباردة والمنخفضة الرطوبة حيث تكون المضخات الحرارية أقل فعالية، في حين أن هناك مجالًا رئيسيًا آخر للبحث المستقبلي وهو "سلاسل التبريد" في البلدان النامية والصناعية الجديدة.

تعد المضخات الحرارية تقنية راسخة، ولكنها أيضًا تقنية يستمر فيها الابتكار في مجالات مثل المبردات المحسنة والضواغط والمبادلات الحرارية وأنظمة التحكم لتحقيق مكاسب في الأداء والكفاءة.

وتقول اللجنة إن الدراسات تظهر باستمرار أن المضخات الحرارية، التي تعمل بالكهرباء ذات الغازات الدفيئة المنخفضة، هي استراتيجية أساسية لاحتياجات التدفئة والتبريد.

التقنيات الناشئة الأخرى
ومن بين التكنولوجيات الأخرى التي تم استعراضها الرياح المحمولة جوا والأمواج البحرية وأنظمة المد والجزر وتحويل الطاقة الحرارية للمحيطات، والتي قد تكون بالغة الأهمية لجهود بعض البلدان أو المناطق دون الإقليمية ولكن من غير المرجح أن توفر فوائد على المستوى العالمي إلى أن يتم التغلب على التحديات الهندسية ودراسة الجدوى التجارية. ، تعليقات اللجنة.

وهناك تكنولوجيا ناشئة أخرى مثيرة للاهتمام وهي الطاقة الحيوية مع احتجاز الكربون وتخزينه، والتي تجاوزت للتو مرحلة العرض التجريبي نحو النشر التجاري المحدود.ونظرًا للتكاليف المرتفعة نسبيًا مقارنة بخيارات التخفيف الأخرى، يجب أن يكون الاستيعاب مدفوعًا بشكل أساسي بمبادرات السياسة المناخية، مع احتمال أن يشمل النشر على نطاق واسع في العالم الحقيقي مزيجًا من أنواع الوقود المختلفة، ونهج احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه والصناعات المستهدفة.

— بقلم جوناثان سبنسر جونز