يحث الخبراء العالميون في مجال الطاقة الشمسية بقوة على الالتزام بالنمو المستمر لتصنيع الطاقة الكهروضوئية ونشرها لتشغيل الكوكب، ويجادلون بأن التقليل من توقعات نمو الطاقة الكهروضوئية في انتظار الإجماع على مسارات الطاقة الأخرى أو ظهور المعجزات التكنولوجية في اللحظة الأخيرة "لم يعد خيارًا".
وقد توصل المشاركون في الاجتماع الثالث إلى توافق في الآراء.rdعُقدت ورشة عمل تيراواط العام الماضي في أعقاب توقعات متزايدة من جهات متعددة حول العالم حول الحاجة إلى الطاقة الشمسية الكهروضوئية واسعة النطاق لدفع عجلة التحول إلى الطاقة الكهربائية والحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. وقد دفع القبول المتزايد لتقنية الطاقة الشمسية الكهروضوئية الخبراء إلى اقتراح أن هناك حاجة إلى حوالي 75 تيراواط أو أكثر من الطاقة الشمسية الكهروضوئية المنتشرة عالميًا بحلول عام 2050 لتحقيق أهداف إزالة الكربون.
جمعت ورشة العمل، التي أدارها ممثلون من المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL)، ومعهد فراونهوفر للطاقة الشمسية في ألمانيا، والمعهد الوطني للعلوم والتكنولوجيا الصناعية المتقدمة في اليابان، روادًا من جميع أنحاء العالم في مجال الطاقة الكهروضوئية، وتكامل الشبكات، وتحليل الطاقة، وتخزينها، من مؤسسات بحثية، وأوساط أكاديمية، وقطاع صناعي. تناول الاجتماع الأول، الذي عُقد عام ٢٠١٦، تحدي الوصول إلى ٣ تيراواط على الأقل بحلول عام ٢٠٣٠.
رفع اجتماع عام ٢٠١٨ الهدف إلى مستوى أعلى، ليصل إلى حوالي ١٠ تيراوات بحلول عام ٢٠٣٠، وإلى ثلاثة أضعاف هذا المقدار بحلول عام ٢٠٥٠. كما توقع المشاركون في تلك الورشة بنجاح أن يصل إنتاج الكهرباء العالمي من الطاقة الكهروضوئية إلى تيراوات واحدة خلال السنوات الخمس المقبلة. وقد تم تجاوز هذا الحد العام الماضي.
قالت نانسي هيجل، مديرة المركز الوطني للطاقة الكهروضوئية في المختبر الوطني للطاقة المتجددة: "لقد أحرزنا تقدمًا كبيرًا، لكن تحقيق الأهداف يتطلب مواصلة العمل وتسريع وتيرة التقدم". هيجل هي المؤلفة الرئيسية للمقالة الجديدة المنشورة في مجلةعلوم"الطاقة الكهروضوئية على نطاق متعدد التيراواط: الانتظار ليس خيارًا". يمثل المؤلفون المشاركون 41 مؤسسة من 15 دولة.
قال مارتن كيلر، مدير المختبر الوطني للطاقة المتجددة: "الوقت عامل حاسم، لذا من المهم أن نضع أهدافًا طموحة وقابلة للتحقيق وذات تأثير ملموس". وأضاف: "لقد أُحرز تقدم كبير في مجال الطاقة الشمسية الكهروضوئية، وأنا على يقين بأننا قادرون على تحقيق المزيد مع استمرارنا في الابتكار والعمل بأقصى سرعة".
يمكن للإشعاع الشمسي الساقط أن يوفر بسهولة طاقةً أكثر من كافية لتلبية احتياجات الأرض من الطاقة، ولكن لا يُستغل منها فعليًا سوى نسبة ضئيلة. وقد زادت كمية الكهرباء المُولَّدة عالميًا من الطاقة الكهروضوئية بشكل ملحوظ من نسبة ضئيلة عام ٢٠١٠ إلى ما بين ٤٪ و٥٪ عام ٢٠٢٢.
أشار تقرير ورشة العمل إلى أن "فرص اتخاذ إجراءات واسعة النطاق لخفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري مع تلبية احتياجات الطاقة العالمية في المستقبل تضيق بشكل متزايد". وتبرز الطاقة الكهروضوئية كواحدة من الخيارات القليلة جدًا التي يمكن استخدامها فورًا لتحل محل الوقود الأحفوري. "يتمثل أحد المخاطر الرئيسية للعقد المقبل في وضع افتراضات خاطئة أو ارتكاب أخطاء في نمذجة النمو المطلوب في صناعة الطاقة الكهروضوئية، ثم إدراك متأخر جدًا أننا كنا مخطئين في الجانب المنخفض وأننا بحاجة إلى تكثيف التصنيع والنشر إلى مستويات غير واقعية أو غير مستدامة".
توقع الباحثون أن الوصول إلى هدف 75 تيراواط سيُلقي بعبء كبير على كلٍّ من مُصنِّعي الطاقة الكهروضوئية والمجتمع العلمي. على سبيل المثال:
- يتعين على مصنعي الألواح الشمسية السيليكونية تقليل كمية الفضة المستخدمة حتى تكون التكنولوجيا مستدامة على نطاق متعدد التيراواط.
- يجب أن تستمر صناعة الطاقة الكهروضوئية في النمو بمعدل يبلغ حوالي 25٪ سنويًا خلال السنوات الحرجة القادمة.
- يجب على الصناعة أن تواصل الابتكار لتحسين استدامة المواد وتقليل بصمتها البيئية.
وقال المشاركون في الورشة أيضًا إن تكنولوجيا الطاقة الشمسية يجب إعادة تصميمها لتكون صديقة للبيئة ودائرية، على الرغم من أن إعادة تدوير المواد ليست حلاً قابلاً للتطبيق اقتصاديًا في الوقت الحاضر لتلبية متطلبات المواد نظرًا للتركيبات المنخفضة نسبيًا حتى الآن مقارنة بمتطلبات العقدين المقبلين.
وكما أشار التقرير، فإن هدف توليد 75 تيراواط من الطاقة الشمسية الكهروضوئية المُركّبة "يُمثّل تحديًا كبيرًا ومسارًا مُتاحًا للمضي قدمًا. ويشير التاريخ الحديث والمسار الحالي إلى إمكانية تحقيقه".
المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) هو المختبر الوطني الرئيسي التابع لوزارة الطاقة الأمريكية لأبحاث وتطوير الطاقة المتجددة وكفاءة الطاقة. يُدار المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) لصالح وزارة الطاقة الأمريكية من قِبل تحالف الطاقة المستدامة ذ.م.م.
وقت النشر: ٢٦ أبريل ٢٠٢٣