可再生能源也称为清洁能源，它源自于产生和补充速度比消耗速度更快的自然资源，例如太阳能、水能和风能。大多数可再生能源产生的碳排放量为零，所造成的空气污染物也最少。另一方面，化石燃料（石油、煤炭和天然气）属于有限资源，而它们燃烧时会释放有害的温室气体 (GHG)，其中包括二氧化碳 (CO2) 和甲烷。它们被广泛认为是引发气候变化的主要原因，尤其是全球变暖。

了解可用的可再生能源类型可能是减少碳足迹的关键一步，对于组织来说，可以减少运营和供应链对环境的影响。

太阳能已发展成为高效、多功能和耐用的能源。目前，太阳能发电主要有两种方式：光伏发电 (PV)，用于较小规模的应用项目；聚光太阳能热发电 (CSP)，主要用于公用事业和行业规模的应用项目。

包括太阳能电池板在内的太阳能光伏发电装置面临着一系列独特的挑战，包括云层移动、天气、树木位置等。为了克服这些挑战，技术进步使太阳能电池变得更加灵活（ibm.com 外部链接）、更轻、更容易安装、生产成本更低、更强大，因为只需更少的空间就能收集同量（或更多）的光。

如今，太阳能已在各行各业得到广泛应用。个人住宅和企业可以安装屋顶太阳能电池板来现场发电。从更大规模来看，可以在空置土地上安装太阳能发电场用于工业用途，有助于减少能源支出。数据中心、医院、政府设施等都利用太阳能来补充能源需求。

现代风力涡轮机始建于 1940 年，此后该技术得到了稳步、显著的发展。当今的风力涡轮机种类繁多，从小型（单个家庭或企业）到公用事业规模（海上风电场）不等。风能是将清洁、可持续能源纳入电力供应的一种经济高效的方式。而当谈到对野生动物的影响时，风力发电项目的排名比任何其他能源都要低。

虽然风能用于普通发电，但局部风力发电仍用于碾磨谷物和抽水。风力发电还可以为电动汽车充电站提供能源。

2022 年 9 月，白宫宣布（ibm.com 外部链接）了一项计划：到 2035 年，使用可放置在深水中的大型浮动涡轮机来扩大美国海上风能的产量。此举有可能会使产能提高一倍以上。

水是最大的可再生能源（ibm.com 外部链接）。水力发电依赖于水的流动，是全球可再生能源电力的最大贡献者。它利用海洋能和潮汐能、河流和溪流、水库和水坝来推动涡轮机发电。

除发电外，许多行业还利用水电来运营。例如，采矿业在偏远地区使用水来辅助开采，纺织品和化学品制造商可能会使用现场水力发电系统为清洗、制造、卫生等过程提供动力。

尤其是潮汐能，其潜力尚未得到充分开发。目前正在研究和开发的潮汐能发电技术包括：

• 潮汐拦河坝：在海湾或河口的入口处建造带有涡轮机的水坝，当水流过时就能产生电力。
• 潮汐流：锚定在浮标或海底的涡轮机可充分利用洋流运动。
• 波浪能：利用波浪的运动和压力来发电——海流强劲的海域效果最佳。

虽然水是一种储备丰富的自然资源，但它对环境变化却可能十分敏感。例如，减弱的风会影响波浪的数量和强度，而干旱情况则会导致水库、溪流和河流中水量的下降。

地热能系统将来自地球内部的热量（以热蒸汽和碳氢化合物蒸汽的形式）转化为电能。地热能产生的电力用于各行各业。例如，它为农业温室提供热量，以及为制造和食品加工提供供暖和制冷。地热能还用于加热和冷却商业建筑，包括医院、学校等。地热热泵 (GHP) 用于小型应用，例如为住宅供电。

与其他可再生能源相比，大型地热发电厂和规模较小的 GHP 所需的占地面积都相对较小。此外，地球内部取之不尽的热流提供了源源不断的燃料来源。

生物质可利用有机材料和副产品来提供直接热量、产生电力以及制造生物燃料，其中包括生物柴油和乙醇。生物燃料可用于工业锅炉以产生蒸汽，从而为各种工艺提供动力。此外，它们还有可能在运输领域用于取代化石燃料。

与太阳能和风能相比，生物能源提供的总发电量更稳定，但它的确会产生低水平的温室气体。这些气体加上其他环境影响（包括垃圾填埋所带来的影响），使人们对生物质能源的真正可持续性产生了怀疑。

核能需要稀有且不可再生的矿物铀，但仍被认为是一种低碳排放的能源。下一代核电站和发电机体积更小、用途更广、能效更高。先进的小型模块化反应堆 (SMR) 的尺寸可以根据需要而变化，并具有多种用途，包括发电、海水淡化、供暖等。

核电和水电总共提供了世界四分之三的低碳能源，但由于安全问题和运营成本，发达经济体的核能发电量正在减少。在尽量减少新投资的情况下，到 2040 年，核能发电量可能会减少（ibm.com 外部链接）三分之二。

了解发电的地点和方式可以帮助您确定最有效的可再生能源战略。许多电网使用可再生能源和化石燃料的组合来提供稳定的电力供应。微电网（小型独立网络）连接到主电网，并使用可再生能源和替代能源来平衡负载需求。由于微电网为本地供电提供了更高的电网稳定性和弹性，因此有助于降低能源供应中断的可能性。

由于有很多可再生能源可供选择，因此个人和组织可选择最佳选项来实现其可持续发展目标。无论是采用专用的现场可再生能源系统、利用混合能源的电网，还是两者相互结合的混合方法，均可基于便利性、成本效益或其他考虑因素来做出选择。

在 IBM，本公司全球运营中 64% 的能源消耗均源自可再生能源。其中的 49% 直接源于可再生能源供应商，而还有 15% 则直接来自电网。您可在此处阅读有关 IBM 影响的更多信息。

包括人工智能 (AI) 和数据分析在内的技术是提升可再生能源效益的关键。此类技术可以帮助简化和自动实施能源技术，例如创建自定义模型以促进能源供应优化。

例如，数据为能源与公用事业公司提供了巨大的价值。洞悉包括数字资产在内的运营资产的性能和运行状况，以及维护、维修和更换计划，对于保持电力供应至关重要。集成 AI 可以进一步优化能源与公用事业运营，提供深入分析问题根本原因的新见解，以及构建预测性维护框架。了解 Bruce Power 如何通过使用 IBM® Maximo Application Suite 构建的动态企业资产管理 (EAM) 平台来管理他们的未来。