Nästa decennium avgörande för tillväxten av solceller på vägen mot 2050

Den konsensus som nåddes av deltagarna i den 3:e^rdTerawatt-workshopen förra året följer på allt större prognoser från flera grupper runt om i världen om behovet av storskalig solcellsproduktion för att driva elektrifiering och minska utsläppen av växthusgaser. Den ökande acceptansen av solcellsteknik har fått experterna att föreslå att cirka 75 terawatt eller mer globalt utplacerad solcell kommer att behövas år 2050 för att uppnå målen för minskade koldioxidutsläpp.

Workshopen, som leddes 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 inom solceller, nätintegration, analys och energilagring, från forskningsinstitutioner, den akademiska världen och industrin. Det första mötet, 2016, tog upp utmaningen att nå minst 3 terawatt till 2030.

Vid mötet 2018 höjdes målet ännu högre, till cirka 10 TW år 2030, och till tre gånger så mycket år 2050. Deltagarna i workshopen förutspådde också framgångsrikt att den globala elproduktionen från solceller skulle nå 1 TW inom de kommande fem åren. Den tröskeln överskreds 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 vid NREL. Haegel är huvudförfattare till den nya artikeln i tidskriften.Vetenskap, ”Fotovoltaik på flera terawattnivåer: Att vänta är inte ett alternativ.” Medförfattarna representerar 41 institutioner från 15 länder.

”Tid är avgörande, så det är viktigt att vi sätter ambitiösa och uppnåeliga mål som har betydande inverkan”, säger Martin Keller, chef för NREL. ”Det har skett så stora framsteg inom solcellsenergi, och jag vet att vi kan åstadkomma ännu mer när vi fortsätter att förnya oss och agera snabbt.”

Infallande solstrålning kan lätt ge mer än tillräckligt med energi för att möta jordens energibehov, men endast en liten andel används faktiskt. Mängden el som levereras globalt av solceller ökade avsevärt från en försumbar mängd år 2010 till 4–5 % år 2022.

Rapporten från workshopen noterade att ”fönstret för att vidta åtgärder i stor skala för att minska utsläppen av växthusgaser samtidigt som de globala energibehoven för framtiden möts blir allt mindre.” Solceller framstår som ett av väldigt 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 i modelleringen av den erforderliga tillväxten inom solcellsindustrin, och sedan inse för sent att vi hade fel i den lägre delen och behöver öka tillverkningen och distributionen till orealistiska eller ohållbara nivåer.”

Att nå 75-terawattsmålet, förutspådde författarna, kommer att ställa betydande krav på både solcellstillverkare och forskarsamhället. Till exempel:

• Tillverkare av kiselsolpaneler måste minska mängden silver som används för att tekniken ska vara hållbar på flera terawattnivåer.
• Solcellsindustrin måste fortsätta växa med en takt på cirka 25 % per år under de kommande kritiska åren.
• Industrin måste ständigt förnya sig för att förbättra materialhållbarheten och minska sitt miljöavtryck.

Workshopdeltagarna sade också att soltekniken måste omformas för ekodesign och cirkularitet, även om återvinning av material inte är en ekonomiskt hållbar lösning för närvarande för materialbehovet med tanke på de relativt få installationerna hittills jämfört med de kommande två decenniernas behov.

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

NREL är det amerikanska energidepartementets främsta nationella laboratorium för forskning och utveckling inom förnybar energi och energieffektivitet. NREL drivs för energidepartementet av Alliance for Sustainable Energy LLC.