Khi ngày càng có nhiều quốc gia, công ty và cá nhân tìm kiếm các nguồn năng lượng ngoài nhiên liệu hóa thạch, mối quan tâm đến năng lượng tái tạo tiếp tục tăng.

Trên thực tế, công suất năng lượng từ năng lượng mặt trời, gió và các nguồn tái tạo khác trên toàn thế giới đã tăng lên 50% trong 2023. Hơn 110 quốc gia tại hội nghị về biến đổi khí hậu COP28 của Liên Hợp Quốc đã đồng ý tăng gấp ba công suất đó vào năm 2030 và đầu tư toàn cầu vào quá trình chuyển đổi năng lượng sạch đạt mức cao kỷ lục 1.8 nghìn tỷ USD vào năm 2023.

Nhưng với tất cả công suất mới này, nguồn năng lượng tái tạo thực sự được sử dụng như thế nào? Ở đây, chúng ta sẽ xem xét các ví dụ và ứng dụng của năng lượng tái tạo trong nhiều ngành công nghiệp, tác động của nó đối với các hệ thống năng lượng và công nghệ năng lượng sẽ thúc đẩy việc sử dụng nó trong tương lai.

Năng lượng tái tạo là gì?

Năng lượng tái tạo, đôi khi được gọi là năng lượng xanh, là năng lượng được tạo ra từ các nguồn tài nguyên thiên nhiên như mặt trời, gió, mưa, địa nhiệt và thủy triều. Trong khi nhiên liệu hóa thạch—bao gồm các nguồn năng lượng không thể tái tạo như dầu, than và khí tự nhiên—là nguồn tài nguyên hữu hạn, tài nguyên tái tạo được bổ sung theo thời gian và được coi là vô tận (nghĩa là chúng không có nguy cơ bị cạn kiệt hoặc sử dụng hết.) Những nguồn năng lượng này thường có tác động đến môi trường thấp hơn so với nhiên liệu hóa thạch, vốn thải ra carbon dioxide và các chất độc hại khác. phát thải khí nhà kính (GHG) góp phần vào sự nóng lên toàn cầu và được coi là động lực chính của biến đổi khí hậu.

Các loại nguồn năng lượng tái tạo bao gồm:

• Năng lượng mặt trời: Ánh sáng mặt trời được chuyển hóa thành điện năng và nhiệt theo hai cách. Phương pháp phổ biến nhất để sản xuất năng lượng mặt trời là quang điện (PV), thu thập ánh sáng mặt trời qua các tấm pin mặt trời và chuyển đổi thành điện năng. Để sử dụng ở quy mô lớn hơn, phương pháp tập trung nhiệt điện mặt trời (CSP) sử dụng gương để thu ánh sáng mặt trời cho các máy thu chứa đầy chất lỏng, tạo ra năng lượng nhiệt để cung cấp năng lượng.
• Gió: Tua bin gió riêng lẻ và trang trại gió quy mô lớn khai thác động năng từ không khí để phát điện. Năng lượng gió có thể được tạo ra bởi các tuabin trên đất liền cũng như các trang trại gió ngoài khơi trên mặt nước.
• Hydro: Thủy điện tạo ra từ nước được sản xuất bằng năng lượng thủy triều, các vùng nước và đập để di chuyển các tua-bin tạo ra điện. Khoảng 60% tổng lượng điện tái tạo đến từ các nguồn thủy điện, khiến nó trở thành nguồn đóng góp lớn nhất cho nguồn điện tái tạo trên toàn thế giới.
• Năng lượng địa nhiệt: Hơi nóng và hơi hydrocarbon từ các hồ chứa địa nhiệt trong lòng Trái đất có thể được khai thác để sản xuất năng lượng. Máy bơm nhiệt địa nhiệt (GHP) được sử dụng để sưởi ấm, làm mát và cung cấp nước nóng cho gia đình và văn phòng.

Sinh khối đôi khi được coi là nguồn năng lượng tái tạo. Thuật ngữ năng lượng sinh khối đề cập đến việc chuyển đổi các vật liệu hữu cơ và sản phẩm phụ (bao gồm cả chất hữu cơ như gỗ hoặc chất thải) thành năng lượng điện hoặc nhiên liệu sinh học như ethanol hoặc dầu diesel sinh học. Tuy nhiên, việc sản xuất những dạng năng lượng sinh học này có thể góp phần phát thải khí nhà kính và phá rừng; kết quả là một số người không coi chúng là nguồn năng lượng tái tạo hoàn toàn. Ngoài ra, mặc dù năng lượng hạt nhân thường được coi là nguồn năng lượng “sạch” do lượng khí thải carbon thấp nhưng nó không thể tái tạo được; năng lượng hạt nhân đòi hỏi uranium, một nguồn tài nguyên hữu hạn.

Các quốc gia dẫn đầu

Các chính phủ trên khắp thế giới đang có những bước tiến nhằm tăng cường sản xuất và sử dụng năng lượng thay thế để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ năng lượng. Giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và đa dạng hóa cơ cấu năng lượng có thể giúp các quốc gia giảm lượng khí thải carbon và góp phần vào các nỗ lực quốc tế nhằm hạn chế sự nóng lên toàn cầu, từ đó bảo vệ hệ sinh thái và đa dạng sinh học. Nó cũng thu hút những người đang cố gắng tăng cường an ninh năng lượng và sự độc lập của họ, vì các nguồn năng lượng tái tạo có sẵn tại địa phương và ít bị ảnh hưởng bởi biến động giá cả và căng thẳng địa chính trị. Ngoài ra, nhiều chính phủ coi năng lượng tái tạo là một cách để cải thiện nền kinh tế của họ thông qua tạo việc làm và đầu tư cũng như sức khỏe cộng đồng bằng cách giảm ô nhiễm không khí.

• Iceland: Được biết đến với cảnh quan địa nhiệt độc đáo, Iceland là quốc gia dẫn đầu thế giới về khai thác năng lượng địa nhiệt. Hơn 85% điện của Iceland đến từ các nguồn tài nguyên tái tạo tại địa phương, bao gồm thủy điện và năng lượng địa nhiệt.
• Bồ Đào Nha: Đất nước này là một trong những nước đầu tiên ở châu Âu cam kết trung tính carbon bởi 2050. Bồ Đào Nha đã lập kỷ lục vào năm ngoái về số ngày liên tiếp chỉ sử dụng năng lượng tái tạo—trong 149 giờ liên tụchoặc hơn sáu ngày, năng lượng được tạo ra từ các nguồn tái tạo đã vượt quá nhu cầu tiêu dùng của đất nước.
• Uruguay: Uruguay đã đầu tư rất lớn vào năng lượng gió và năng lượng mặt trời và hiện nay đã đạt gần 98% điện từ năng lượng tái tạo. Những nỗ lực khử cacbon của đất nước và chuyển đổi nhanh chóng sang năng lượng tái tạo được thúc đẩy bởi giá nhiên liệu tăng cao vào đầu những năm 2000.

Thành phố thông minh trong tương lai

Thành phố, thị trấn và các cộng đồng khác cũng đang đánh giá tác động môi trường và kết hợp năng lượng tái tạo vào kế hoạch sản xuất năng lượng của họ. Các chương trình địa phương đang sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo để bù đắp chi phí điện và mang lại độ tin cậy cao hơn. Thông qua các hệ thống năng lượng phi tập trung, lưới điện siêu nhỏ và lưới điện thông minh, cộng đồng đang đa dạng hóa các lựa chọn tìm nguồn điện và hệ thống giám sát để sử dụng hiệu quả hơn. Những hệ thống này có thể đặc biệt hữu ích khi có thiên tai, tấn công mạng hoặc các sự kiện khác có thể làm gián đoạn nguồn cung cấp điện trong khu vực.

Một số thành phố đang yêu cầu xây dựng mới để bao gồm các tòa nhà xanh tiết kiệm năng lượng hoặc đưa ra các biện pháp khuyến khích để thúc đẩy các tòa nhà cũ hiện đại hóa để có năng lượng tái tạo. Những người khác đang đưa năng lượng tái tạo vào cơ sở hạ tầng thành phố bằng cách lắp đặt đèn đường chạy bằng năng lượng mặt trời hoặc mua xe buýt trường học chạy điện và các phương tiện khác.

Các doanh nghiệp đang khai thác năng lượng tái tạo như thế nào

Các công ty và tổ chức đang tìm kiếm các nguồn năng lượng bền vững hơn có một số cách để mua năng lượng tái tạo. Họ có thể đầu tư và lắp đặt thiết bị của riêng mình, từ các tấm pin mặt trời đến tua bin gió, để phát điện tại chỗ. Nhiều tiện ích cung cấp tùy chọn cho các công ty mua năng lượng xanh bằng cách trả phí cho điện được tạo ra từ các nguồn tái tạo. Các công ty khác sử dụng hợp đồng mua bán điện (PPA) hoặc thỏa thuận dài hạn với các nhà sản xuất điện tái tạo, chẳng hạn như nhà máy điện mặt trời hoặc trang trại gió. Những điều này mang lại sự tiết kiệm chi phí cho người mua và sự ổn định cho nhà cung cấp.

Họ đang sử dụng năng lượng tái tạo đó cho nhiều mục đích khác nhau, bao gồm:

Hoạt động cấp nguồn: Trong sản xuất, năng lượng gió và năng lượng mặt trời đang cung cấp nhiên liệu cho các nhà kho và nhà máy. Trong lĩnh vực nông nghiệp, những đổi mới như hệ thống tưới tiêu sử dụng năng lượng mặt trời đang làm giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và giảm chi phí vận hành. Và khi việc sử dụng ngày càng tăng của trí tuệ nhân tạo (AI) và các công nghệ mới khác làm tăng nhu cầu về các trung tâm dữ liệu sử dụng nhiều năng lượng, các công ty công nghệ lớn đang sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo để hạn chế tác động đến môi trường.

Tối ưu hóa hiệu quả năng lượng: Các công ty cũng đang đầu tư vào công nghệ để tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng và giảm hơn nữa lượng khí thải carbon. Bằng cách tích hợp lưới điện thông minh và Internet of Things (IOT) thiết bị, doanh nghiệp có thể quản lý tốt hơn việc sử dụng năng lượng của mình.

Xây dựng chuỗi cung ứng bền vững: Các công ty đang nhìn xa hơn hoạt động của chính họ để chuỗi cung ứng, thừa nhận rằng chúng có thể tạo ra tác động đáng kể đến Phạm vi phát thải 3. Họ ngày càng yêu cầu các nhà cung cấp của mình sử dụng năng lượng tái tạo và áp dụng các biện pháp tiết kiệm năng lượng.

Đáp ứng các yêu cầu về tuân thủ và báo cáo tính bền vững: Sử dụng năng lượng tái tạo có thể giúp các doanh nghiệp đáp ứng các yêu cầu báo cáo bắt buộc và đóng góp vào các mục tiêu địa phương và quốc tế trong cuộc chiến chống biến đổi khí hậu.

Nâng cao uy tín thương hiệu: Ngày càng có nhiều người tiêu dùng thích hỗ trợ các doanh nghiệp ưu tiên tính bền vững và cung cấp các sản phẩm xanh. Bằng cách khai thác năng lượng tái tạo, các công ty có thể khẳng định mình là người dẫn đầu trong ngành và thu hút những khách hàng có ý thức về môi trường.

Tạo nguồn thu nhập mới: Các doanh nghiệp tạo ra nhiều năng lượng tái tạo hơn mức họ tiêu thụ có thể bán phần dư thừa trở lại lưới điện thông qua giá bán điện hoặc thỏa thuận đo đếm ròng. Họ cũng có thể kiếm được Giấy chứng nhận năng lượng tái tạo (REC) cho năng lượng mà chúng tạo ra. Một số đang áp dụng mô hình “Năng lượng là dịch vụ” (EaaS), mở ra cơ hội quản lý hệ thống năng lượng và hiệu quả cho các công ty khác.

Những mục tiêu trong tương lai là gì

Trong tương lai, những đổi mới trong việc lưu trữ năng lượng tái tạo và tích hợp lưới điện sẽ mở ra những cánh cửa mới cho cách sử dụng năng lượng xanh, trong khi trí tuệ nhân tạo và máy học hỗ trợ tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng. Các quốc gia, tập đoàn, cộng đồng và thậm chí cả các cá nhân đang cho thấy rằng việc tích hợp năng lượng tái tạo vào hoạt động kinh doanh có thể thúc đẩy cả tính bền vững và đổi mới—đồng thời mở đường cho một tương lai bền vững hơn. Tổ chức của bạn có thể đóng góp như thế nào?

Tính bền vững được thực hiện đơn giản

Nhận được giá trị cao nhất từ ​​tài sản doanh nghiệp của bạn với Bộ ứng dụng IBM Maximo®. Thông qua AI, IoT và phân tích, nền tảng dựa trên đám mây này có thể tối ưu hóa hiệu suất và giảm chi phí vận hành.

Tìm hiểu thêm về Bộ ứng dụng IBM Maximo