Światowi eksperci zajmujący się energią słoneczną stanowczo wzywają do zaangażowania się w dalszy rozwój produkcji i wdrażania ogniw fotowoltaicznych (PV) w celu zasilania planety, argumentując, że zaniżanie prognoz dotyczących rozwoju PV w oczekiwaniu na konsensus w sprawie innych ścieżek energetycznych lub pojawienie się technologicznych cudów w ostatniej chwili „nie jest już opcją”.
Konsensus osiągnięty przez uczestników 3rdZeszłoroczne warsztaty Terawatt Workshop były kontynuacją coraz bardziej ambitnych prognoz wielu grup z całego świata dotyczących potrzeby wykorzystania fotowoltaiki na dużą skalę do napędzania elektryfikacji i redukcji emisji gazów cieplarnianych. Rosnąca akceptacja technologii fotowoltaicznej skłoniła ekspertów do stwierdzenia, że do 2050 roku globalnie potrzebne będzie około 75 terawatów lub więcej energii fotowoltaicznej, aby osiągnąć cele dekarbonizacji.
Warsztaty, prowadzone przez przedstawicieli Narodowego Laboratorium Energii Odnawialnej (NREL), Instytutu Fraunhofera ds. Energii Słonecznej w Niemczech oraz Narodowego Instytutu Zaawansowanych Nauk i Technologii Przemysłowych w Japonii, zgromadziły światowych liderów w dziedzinie fotowoltaiki, integracji sieci elektroenergetycznych, analizy i magazynowania energii, z instytucji badawczych, środowisk akademickich i przemysłu. Pierwsze spotkanie, które odbyło się w 2016 roku, dotyczyło wyzwania osiągnięcia co najmniej 3 terawatów mocy do 2030 roku.
Spotkanie w 2018 roku podniosło cel jeszcze wyżej, do około 10 TW do 2030 roku i trzykrotnie do 2050 roku. Uczestnicy warsztatów trafnie przewidzieli również, że globalna produkcja energii elektrycznej z fotowoltaiki osiągnie 1 TW w ciągu najbliższych pięciu lat. Próg ten został przekroczony w zeszłym roku.
„Poczyniliśmy ogromne postępy, ale osiągnięcie celów będzie wymagało dalszej pracy i przyspieszenia” – powiedziała Nancy Haegel, dyrektor Narodowego Centrum Fotowoltaiki w NREL. Haegel jest główną autorką nowego artykułu w czasopiśmieNauka„Fotowoltaika na skalę wieloterawatową: czekanie nie wchodzi w grę”. Współautorzy reprezentują 41 instytucji z 15 krajów.
„Czas jest na wagę złota, dlatego ważne jest, abyśmy wyznaczali ambitne i osiągalne cele, które będą miały znaczący wpływ” – powiedział Martin Keller, dyrektor NREL. „W dziedzinie fotowoltaiki poczyniliśmy ogromne postępy i wiem, że możemy osiągnąć jeszcze więcej, kontynuując innowacje i działając z powagą”.
Padające promieniowanie słoneczne może z łatwością dostarczyć więcej niż wystarczającą ilość energii, aby zaspokoić zapotrzebowanie energetyczne Ziemi, ale tylko niewielki procent jest faktycznie wykorzystywany. Ilość energii elektrycznej dostarczanej globalnie przez fotowoltaikę znacząco wzrosła z nieznacznego poziomu w 2010 roku do 4-5% w 2022 roku.
W raporcie z warsztatów zauważono, że „okno na podjęcie działań na dużą skalę w celu ograniczenia emisji gazów cieplarnianych przy jednoczesnym zaspokojeniu globalnego zapotrzebowania na energię w przyszłości jest coraz bardziej ograniczone”. Fotowoltaika wyróżnia się jako jedna z niewielu opcji, które można natychmiast wykorzystać do zastąpienia paliw kopalnych. „Poważnym ryzykiem w nadchodzącej dekadzie byłoby popełnienie błędnych założeń lub błędów w modelowaniu wymaganego wzrostu w branży fotowoltaicznej, a następnie zbyt późne uświadomienie sobie, że pomyliliśmy się co do zaniżonych prognoz i musimy zwiększyć produkcję i wdrożenie do nierealistycznych lub niezrównoważonych poziomów”.
Osiągnięcie celu 75 terawatów, jak przewidują autorzy, będzie wiązać się ze znacznymi wyzwaniami zarówno dla producentów fotowoltaiki, jak i dla środowiska naukowego. Na przykład:
- Producenci krzemowych paneli słonecznych muszą zmniejszyć ilość wykorzystywanego srebra, aby technologia ta mogła być zrównoważona w skali wielu terawatów.
- Branża fotowoltaiczna musi w kolejnych kluczowych latach nadal rozwijać się w tempie ok. 25% rocznie.
- Branża musi nieustannie wprowadzać innowacje, aby zwiększać zrównoważenie wykorzystania materiałów i zmniejszać swój wpływ na środowisko.
Uczestnicy warsztatów stwierdzili również, że technologia solarna musi zostać przeprojektowana zgodnie z zasadami ekoprojektowania i gospodarki o obiegu zamkniętym, chociaż recykling materiałów nie jest obecnie ekonomicznie opłacalnym rozwiązaniem, biorąc pod uwagę stosunkowo niski poziom instalacji w porównaniu z zapotrzebowaniem w ciągu najbliższych dwóch dekad.
Jak zauważono w raporcie, cel 75 terawatów zainstalowanej mocy fotowoltaicznej „jest zarówno poważnym wyzwaniem, jak i możliwą drogą naprzód. Ostatnie wydarzenia i obecna tendencja sugerują, że jest to możliwe do osiągnięcia”.
NREL to główne krajowe laboratorium Departamentu Energii USA zajmujące się badaniami i rozwojem w zakresie energii odnawialnej i efektywności energetycznej. NREL jest prowadzone dla DOE przez Alliance for Sustainable Energy LLC.
Czas publikacji: 26-04-2023