Nästa decennium är avgörande för PV -tillväxt på vägen till 2050

Konsensus som deltagarna uppnådde i 3^rdTerawatt Workshop förra året följer allt större prognoser från flera grupper runt om i världen om behovet av storskalig PV för att driva elektrifiering och minskning av växthusgaser. Den ökande acceptansen av PV -teknik har fått experterna att föreslå att cirka 75 terawatt eller mer av globalt utplacerat PV kommer att behövas år 2050 för att uppfylla avkolningsmål.

Workshopen, under ledning av representanter från National Renewable Energy Laboratory (NREL), Fraunhofer Institute for Solar Energy i Tyskland, och National Institute of Advanced Industrial Science and Technology i Japan, samlade ledare från hela världen i PV, nätintegration, analys och energilagring, från forskningsinstitut, akademi och industri. Det första mötet, 2016, behandlade utmaningen att nå minst 3 terawatt fram till 2030.

Mötet 2018 flyttade målet ännu högre, till cirka 10 TW år 2030, och till tre gånger det beloppet år 2050. Deltagarna i den workshopen förutspådde också framgångsrikt den globala generationen av el från PV skulle nå 1 TW inom de kommande fem åren. Den tröskeln korsades förra året.

"Vi har gjort stora framsteg, men målen kommer att kräva fortsatt arbete och acceleration," säger Nancy Haegel, chef för National Center for Photovoltaics på NREL. Haegel är huvudförfattare till den nya artikeln i tidskriftenVetenskap, "Photovoltaics i Multi-Terawatt Scale: Väntar är inte ett alternativ." Medförfattarna representerar 41 institutioner från 15 länder.

"Tiden är väsentligen, så det är viktigt att vi sätter ambitiösa och uppnåliga mål som har betydande inverkan," sade Martin Keller, chef för NREL. "Det har gjorts så mycket framsteg inom fotovoltaisk solenergi, och jag vet att vi kan uppnå ännu mer när vi fortsätter att förnya och agera med brådskande."

Incident solstrålning kan enkelt ge mer än tillräckligt med energi för att tillgodose jordens energibehov, men bara en liten procentandel används faktiskt. Mängden el som levererades globalt med PV ökade avsevärt från ett försumbart belopp 2010 till 4-5% 2022.

Rapporten från verkstaden noterade att "fönstret stängs alltmer för att vidta åtgärder i skala för att minska utsläppen av växthusgaser samtidigt som de möter globala energibehov för framtiden." PV sticker ut som ett av mycket få alternativ som omedelbart kan användas för att ersätta fossila bränslen. "En stor risk för det kommande decenniet skulle vara att göra dåliga antaganden eller misstag när det gäller att modellera den erforderliga tillväxten i PV -industrin och sedan inse för sent att vi hade fel på den låga sidan och måste öka tillverkningen och distributionen till orealistiska eller ohållbara nivåer."

Att nå 75-terawatt-målet, förutspådde författarna, kommer att ställa betydande krav på både PV-tillverkare och det vetenskapliga samfundet. Till exempel:

• Tillverkare av kisel solpaneler måste minska mängden silver som används för att tekniken ska vara hållbar i en multi-terawatt-skala.
• PV -industrin måste fortsätta växa med en hastighet av cirka 25% per år under de kommande kritiska åren.
• Branschen måste kontinuerligt förnya sig för att förbättra materiell hållbarhet och minska dess miljöavtryck.

Workshopdeltagare sade också att solteknologi måste omformas för EcoDesign och Circularity, även om återvinningsmaterial inte är en ekonomiskt hållbar lösning för närvarande för materialkrav med tanke på de relativt låga installationerna hittills jämfört med kraven från de kommande två decennierna.

Som rapporten noterade är målet för 75 terawatt installerad PV ”både en stor utmaning och en tillgänglig väg framåt. Den senaste historien och den nuvarande banan tyder på att den kan uppnås. ”

NREL är US Department of Energy: s primära nationella laboratorium för förnybar energi och energieffektivitetsforskning och utveckling. NREL drivs för DOE av Alliance for Sustainable Energy LLC.