Мировые эксперты по солнечной энергетике настоятельно призывают к дальнейшему росту производства и внедрения фотоэлектрических (PV) электростанций для обеспечения энергией планеты, утверждая, что заниженные прогнозы роста фотоэлектрической энергии в ожидании консенсуса по другим энергетическим направлениям или появления технологических решений в последнюю минуту чудеса «больше не вариант».
Консенсус, достигнутый участниками 3-гоrdВ прошлом году Terawatt Workshop последовал все более масштабным прогнозам нескольких групп по всему миру о необходимости крупномасштабных фотоэлектрических систем для стимулирования электрификации и сокращения выбросов парниковых газов.Растущее признание фотоэлектрических технологий побудило экспертов предположить, что к 2050 году для достижения целей декарбонизации потребуется около 75 тераватт или более солнечной энергии, развернутой во всем мире.
Семинар, проведенный представителями Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL), Института солнечной энергии Фраунгофера в Германии и Национального института передовых промышленных наук и технологий в Японии, собрал лидеров со всего мира в области фотоэлектрических систем, интеграции энергосистем, анализ и хранение энергии от исследовательских институтов, научных кругов и промышленности.На первой встрече, состоявшейся в 2016 году, рассматривалась задача достижения к 2030 году мощности не менее 3 тераватт.
Совещание 2018 года подняло цель еще выше: примерно до 10 ТВт к 2030 году и в три раза больше к 2050 году. Участники этого семинара также успешно предсказали, что глобальное производство электроэнергии из фотоэлектрических систем достигнет 1 ТВТ в течение следующих пяти лет.Этот порог был преодолен в прошлом году.
«Мы добились большого прогресса, но достижение целей потребует продолжения работы и ускорения», — сказала Нэнси Хегель, директор Национального центра фотоэлектрической энергии в NREL.Хегель — ведущий автор новой статьи в журнале.Наука, «Фотовольтаика в масштабе нескольких тераватт: ожидание не вариант».Соавторы представляют 41 учреждение из 15 стран.
«Время имеет решающее значение, поэтому важно, чтобы мы ставили амбициозные и достижимые цели, имеющие значительное влияние», — сказал Мартин Келлер, директор NREL.«В области фотоэлектрической солнечной энергии достигнут огромный прогресс, и я знаю, что мы можем добиться еще большего, если продолжим внедрять инновации и действовать безотлагательно».
Падающее солнечное излучение может легко обеспечить более чем достаточно энергии для удовлетворения энергетических потребностей Земли, но фактически используется лишь небольшой процент.Объем электроэнергии, поставляемой фотоэлектрическими батареями во всем мире, значительно увеличился с незначительного количества в 2010 году до 4-5% в 2022 году.
В отчете семинара отмечалось, что «окно все больше закрывается для принятия масштабных мер по сокращению выбросов парниковых газов, одновременно удовлетворяя глобальные энергетические потребности в будущем».Фотоэлектрические системы выделяются как один из очень немногих вариантов, которые можно сразу же использовать для замены ископаемого топлива.«Основным риском на следующее десятилетие будет то, что мы сделаем неправильные предположения или ошибемся при моделировании необходимого роста фотоэлектрической отрасли, а затем слишком поздно поймем, что мы были неправы в отношении низких показателей и что нам необходимо наращивать производство и внедрение до нереальных или неустойчивый уровень».
Достижение цели в 75 тераватт, по прогнозам авторов, поставит значительные требования как к производителям фотоэлектрических систем, так и к научному сообществу.Например:
- Производители кремниевых солнечных панелей должны сократить количество используемого серебра, чтобы технология была устойчивой в масштабе нескольких тераватт.
- Фотоэлектрическая индустрия должна продолжать расти со скоростью около 25% в год в течение следующих критических лет.
- Промышленность должна постоянно внедрять инновации для повышения устойчивости материалов и уменьшения воздействия на окружающую среду.
Участники семинара также заявили, что солнечная технология должна быть переработана с учетом экодизайна и замкнутого цикла, хотя переработка материалов в настоящее время не является экономически жизнеспособным решением для удовлетворения потребностей в материалах, учитывая относительно низкий уровень установок на сегодняшний день по сравнению с потребностями следующих двух десятилетий.
Как отмечается в отчете, цель в 75 тераватт установленных фотоэлектрических систем «является одновременно серьезной проблемой и доступным путем вперед».Недавняя история и нынешняя траектория показывают, что этого можно достичь».
NREL является основной национальной лабораторией Министерства энергетики США по исследованиям и разработкам в области возобновляемых источников энергии и энергоэффективности.NREL управляется для Министерства энергетики компанией Alliance for Sustainable Energy LLC.
Время публикации: 26 апреля 2023 г.