טכנולוגיות מתפתחות ידידותיות לאקלים עבור מגזר האנרגיה

מזוהות טכנולוגיות אנרגיה מתפתחות הזקוקות לפיתוח מהיר כדי לבחון את כדאיות ההשקעה שלהן לטווח ארוך.

המטרה היא הפחתת פליטות גזי חממה, ומגזר החשמל, כתורם הגדול ביותר, נמצא במרכז המאמצים, עם מגוון רחב של טכנולוגיות הפחתת פחמן העומדות לרשותו.

טכנולוגיות ליבה כמו רוח ואנרגיה סולארית נמצאות כיום בשימוש נרחב, אך טכנולוגיות אנרגיה נקייה חדשות נמצאות בפיתוח וצומחות ללא הרף. בהתחשב בהתחייבויות לעמוד בהסכם פריז ובלחץ להוציא את הטכנולוגיות לשוק, השאלה היא אילו מהטכנולוגיות המתפתחות זקוקות למוקד מו"פ כדי לקבוע את פוטנציאל ההשקעה לטווח ארוך שלהן.

בהתחשב בכך, הוועדה המבצעת לטכנולוגיה של אמנת המסגרת של האו"ם בנושא שינויי אקלים (UNFCCC) זיהתה שש טכנולוגיות מתפתחות שסביר להניח שיספקו יתרונות בקנה מידה עולמי, ולטענתה יש להביא אותן לשוק בהקדם האפשרי.

אלה הם כדלקמן.
טכנולוגיות אספקת אנרגיה ראשונית
אנרגיה סולארית פוטו-וולטאית צפה אינה טכנולוגיה חדשה, אך טכנולוגיות ברמה גבוהה ומוכנות לטכנולוגיה ממוסחרת לחלוטין משולבות בדרכים חדשות, אומרת הוועדה. דוגמה לכך היא סירות שטוחות-קרקעית עוגנות ומערכות סולאריות פוטו-וולטאיות, כולל פאנלים, תמסורת וממירי חשמל.

מצוינות שתי קבוצות של הזדמנויות, כלומר כאשר שדה אנרגיה סולארית צף הוא עצמאי וכאשר הוא משודרג או נבנה עם מתקן הידרואלקטרי כמערכת היברידית. ניתן לתכנן אנרגיה סולארית צפה גם למעקב בעלות נוספת מוגבלת אך עם רווח אנרגיה נוסף של עד 25%.
אנרגיית רוח צפה מציעה פוטנציאל לנצל משאבי אנרגיית רוח הנמצאים במים עמוקים בהרבה מאשר מגדלי רוח קבועים ימיים, הנמצאים בדרך כלל במים בעומק של 50 מטר או פחות, ובאזורים עם קרקעית ים עמוקה קרוב לחוף. האתגר העיקרי הוא מערכת העיגון, כאשר שני סוגי עיצוב עיקריים זוכים להשקעה, צוללת או מעוגנת לקרקעית הים, ולשניהם יתרונות וחסרונות.

הוועדה אומרת שתכנוני טורבינות רוח צפה נמצאים במגוון רמות מוכנות טכנולוגיות, כאשר טורבינות ציר אופקי צפות מתקדמות יותר מטורבינות ציר אנכי.
טכנולוגיות מאפשרות
מימן ירוק הוא נושא מרכזי מאוד של היום, עם הזדמנויות לשימוש בו לחימום, בתעשייה וכדלק. עם זאת, אופן ייצור המימן הוא קריטי להשפעת הפליטות שלו, מציינת ה-TEC.

העלויות תלויות בשני גורמים - זה של החשמל, וחשוב מכך, זה של האלקטרוליזרים, שאמורים להיות מונעים על ידי יתרונות לגודל.

סוללות מהדור הבא לאחסון מאחורי המונה ולאחסון בקנה מידה גדול של שירותים, כגון ליתיום-מתכת במצב מוצק, צצות ומציעות שיפורים גדולים לא שוליים בהשוואה לטכנולוגיית הסוללות הקיימת מבחינת צפיפות אנרגיה, עמידות הסוללה ובטיחותה, תוך מתן אפשרות לזמני טעינה מהירים יותר, אומרת הוועדה.

אם ניתן יהיה להגדיל את הייצור בהצלחה, השימוש בהם עשוי להיות בעל פוטנציאל טרנספורמטיבי, במיוחד עבור שוק הרכב, שכן הוא יאפשר פיתוח של כלי רכב חשמליים עם סוללות בעלות אורך חיים וטווח נסיעה דומים לאלה של כלי הרכב המסורתיים של היום.

אגירת אנרגיה תרמית לחימום או קירור יכולה להתבצע באמצעות חומרים רבים ושונים בעלי קיבולות תרמיות ועלויות שונות, כאשר תרומתה הגדולה ביותר צפויה להיות בבניינים ובתעשייה הקלה, על פי הוועדה.

למערכות אנרגיה תרמית למגורים עשויה להיות השפעה גדולה מאוד באזורים קרים ובעלי לחות נמוכה, שבהם משאבות חום פחות יעילות, בעוד תחום מפתח נוסף למחקר עתידי הוא "שרשראות קור" במדינות מתפתחות ובמדינות מתועשות.

משאבות חום הן טכנולוגיה מבוססת היטב, אך גם כזו שבה ממשיכים להיווצר חידושים בתחומים כמו שיפור נוזלי קירור, מדחסים, מחליפי חום ומערכות בקרה כדי להביא לשיפורי ביצועים ויעילות.

מחקרים מראים באופן עקבי שמשאבות חום, המופעלות על ידי חשמל עם פליטות נמוכות של גזי חממה, הן אסטרטגיה מרכזית לצורכי חימום וקירור, אומרת הוועדה.

טכנולוגיות מתפתחות אחרות
טכנולוגיות נוספות שנבדקו הן אנרגיית רוח מוטסת ומערכות להמרת אנרגיה תרמית מגלים ימיים, גאות ושפל ואוקיינוס, שעשויות להיות קריטיות למאמצי מדינות או אזורים שונים, אך עד שיתגברו על האתגרים ההנדסיים והעסקיים, סביר להניח שלא יספקו יתרונות בקנה מידה עולמי, מעירה הוועדה.

טכנולוגיה מתפתחת נוספת שמעניינת היא ביו-אנרגיה עם לכידת ואחסון פחמן, אשר עוברת את שלב ההדגמה לעבר פריסה מסחרית מוגבלת. בשל עלויות גבוהות יחסית בהשוואה לאפשרויות אחרות להפחתת פליטות גזי חממה, הטמעה זו תצטרך להיות מונעת בעיקר על ידי יוזמות מדיניות אקלים, כאשר פריסה נרחבת בעולם האמיתי עשויה לכלול שילוב של סוגי דלק שונים, גישות CCS ותעשיות יעד.

—מאת ג'ונתן ספנסר ג'ונס