Мировые эксперты в области солнечной энергетики настоятельно призывают к дальнейшему росту производства и внедрения фотоэлектрических систем (ФЭ) для обеспечения электроэнергией планеты, утверждая, что заниженные прогнозы относительно роста ФЭ в ожидании консенсуса по другим энергетическим путям или появления технологических чудес в последнюю минуту «больше невозможны».
Консенсус, достигнутый участниками 3-го заседанияrdПрошедший в прошлом году семинар Terawatt Workshop стал ответом на всё более масштабные прогнозы различных организаций по всему миру о необходимости крупномасштабной солнечной энергетики для электрификации и сокращения выбросов парниковых газов. Растущее признание фотоэлектрических технологий побудило экспертов предположить, что к 2050 году для достижения целей декарбонизации во всём мире потребуется около 75 тераватт или более установленных солнечных электростанций.
Семинар, проведённый представителями Национальной лаборатории возобновляемой энергии (NREL), Института солнечной энергии Фраунгофера (Германия) и Национального института передовых промышленных наук и технологий (Япония), собрал ведущих специалистов со всего мира в области фотоэлектрических систем, интеграции сетей, анализа и накопления энергии из исследовательских институтов, академических кругов и промышленности. На первом совещании, состоявшемся в 2016 году, обсуждалась задача достижения мощности не менее 3 тераватт к 2030 году.
На встрече 2018 года целевой показатель был ещё выше: примерно до 10 ТВт к 2030 году и в три раза больше к 2050 году. Участники этого семинара также успешно спрогнозировали, что мировая выработка электроэнергии с помощью фотоэлектрических систем достигнет 1 ТВт в течение следующих пяти лет. Этот рубеж был преодолен в прошлом году.
«Мы добились значительного прогресса, но достижение целей потребует дальнейшей работы и ускорения», — заявила Нэнси Хегель, директор Национального центра фотоэлектрических систем Национальной лаборатории возобновляемой энергии. Хегель — ведущий автор новой статьи в журнале.Наука«Фотоэлектричество в масштабах нескольких тераватт: ожидание — не выход». Соавторы представляют 41 учреждение из 15 стран.
«Время имеет решающее значение, поэтому важно ставить амбициозные и достижимые цели, которые окажут существенное влияние», — сказал Мартин Келлер, директор NREL. «В области фотоэлектрической солнечной энергетики достигнут огромный прогресс, и я знаю, что мы можем добиться ещё большего, продолжая внедрять инновации и действовать безотлагательно».
Падающее солнечное излучение может легко обеспечить более чем достаточно энергии для удовлетворения энергетических потребностей Земли, но лишь малая её часть фактически используется. Объём электроэнергии, вырабатываемой в мире фотоэлектрическими установками, значительно вырос с ничтожно малого значения в 2010 году до 4-5% в 2022 году.
В отчёте семинара отмечалось, что «окно для принятия масштабных мер по сокращению выбросов парниковых газов с одновременным удовлетворением глобальных энергетических потребностей в будущем всё более сужается». Фотоэлектрические системы выделяются как один из немногих вариантов, которые можно немедленно использовать для замены ископаемого топлива. «Основным риском на следующее десятилетие будет принятие неверных предположений или ошибок при моделировании необходимого роста в фотоэлектрической отрасли, а затем слишком поздное осознание того, что мы ошибались, прогнозируя недостаточные показатели, и необходимость наращивания производства и внедрения до нереалистичных или неустойчивых уровней».
По прогнозам авторов, достижение цели в 75 тераватт потребует значительных усилий как от производителей фотоэлектрических систем, так и от научного сообщества. Например:
- Производители кремниевых солнечных панелей должны сократить количество используемого серебра, чтобы технология была устойчивой в масштабах нескольких тераватт.
- В течение следующих критических лет фотоэлектрическая отрасль должна продолжать расти темпами около 25% в год.
- Отрасль должна постоянно внедрять инновации для повышения устойчивости материалов и снижения своего воздействия на окружающую среду.
Участники семинара также заявили, что солнечные технологии должны быть переработаны с учетом экодизайна и цикличности, хотя переработка материалов в настоящее время не является экономически жизнеспособным решением для удовлетворения спроса на материалы, учитывая относительно низкий уровень установок на сегодняшний день по сравнению с потребностями следующих двух десятилетий.
Как отмечается в отчёте, достижение цели в 75 тераватт установленной мощности солнечных электростанций «является одновременно серьёзной задачей и реальным путём. Недавний опыт и текущая траектория развития указывают на то, что эта цель достижима».
NREL — главная национальная лаборатория Министерства энергетики США, занимающаяся исследованиями и разработками в области возобновляемых источников энергии и энергоэффективности. NREL находится под управлением Альянса за устойчивую энергетику (Alliance for Sustainable Energy LLC) Министерства энергетики США.
Время публикации: 26 апреля 2023 г.