Thập kỷ tiếp theo quyết định sự phát triển của PV trên con đường đến năm 2050

Sự đồng thuận đạt được bởi những người tham gia trong 3^rdHội thảo Terawatt năm ngoái diễn ra sau những dự báo ngày càng lớn từ nhiều nhóm trên toàn thế giới về nhu cầu sử dụng điện mặt trời quy mô lớn để thúc đẩy điện khí hóa và giảm khí thải nhà kính. Sự chấp nhận ngày càng tăng đối với công nghệ điện mặt trời đã thúc đẩy các chuyên gia dự đoán rằng cần khoảng 75 terawatt điện mặt trời hoặc hơn được triển khai trên toàn cầu vào năm 2050 để đạt được các mục tiêu giảm phát thải carbon.

Hội thảo, do đại diện từ Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia (NREL), Viện Năng lượng Mặt trời Fraunhofer (Đức) và Viện Khoa học và Công nghệ Công nghiệp Tiên tiến Quốc gia Nhật Bản chủ trì, đã quy tụ các nhà lãnh đạo từ khắp nơi trên thế giới trong lĩnh vực quang điện (PV), tích hợp lưới điện, phân tích và lưu trữ năng lượng, từ các viện nghiên cứu, học viện và ngành công nghiệp. Cuộc họp đầu tiên, diễn ra vào năm 2016, đã giải quyết thách thức đạt được ít nhất 3 terawatt vào năm 2030.

Cuộc họp năm 2018 đã nâng mục tiêu lên cao hơn nữa, khoảng 10 TW vào năm 2030 và gấp ba lần con số đó vào năm 2050. Những người tham gia hội thảo đó cũng đã dự đoán chính xác sản lượng điện toàn cầu từ quang điện (PV) sẽ đạt 1 TW trong vòng năm năm tới. Ngưỡng này đã được vượt qua vào năm ngoái.

“Chúng ta đã đạt được những tiến bộ to lớn, nhưng các mục tiêu này cần tiếp tục nỗ lực và đẩy nhanh tiến độ”, Nancy Haegel, giám đốc Trung tâm Quang điện Quốc gia tại NREL, cho biết. Haegel là tác giả chính của bài báo mới trên tạp chí.Khoa học“Điện mặt trời ở quy mô đa Terawatt: Chờ đợi không phải là một lựa chọn.” Các đồng tác giả đại diện cho 41 tổ chức từ 15 quốc gia.

“Thời gian là yếu tố then chốt, vì vậy điều quan trọng là chúng ta phải đặt ra những mục tiêu đầy tham vọng và khả thi, có tác động đáng kể”, ông Martin Keller, giám đốc NREL, cho biết. “Đã có rất nhiều tiến bộ trong lĩnh vực năng lượng mặt trời quang điện, và tôi tin rằng chúng ta có thể đạt được nhiều hơn nữa nếu tiếp tục đổi mới và hành động khẩn trương.”

Bức xạ mặt trời có thể dễ dàng cung cấp đủ năng lượng để đáp ứng nhu cầu năng lượng của Trái Đất, nhưng chỉ một phần nhỏ được sử dụng thực sự. Lượng điện năng được cung cấp bởi quang điện (PV) trên toàn cầu đã tăng đáng kể từ mức không đáng kể vào năm 2010 lên 4-5% vào năm 2022.

Báo cáo từ hội thảo lưu ý rằng "cơ hội hành động trên quy mô lớn để cắt giảm khí thải nhà kính đồng thời đáp ứng nhu cầu năng lượng toàn cầu cho tương lai đang ngày càng thu hẹp". Điện mặt trời (PV) nổi bật là một trong số rất ít lựa chọn có thể được sử dụng ngay lập tức để thay thế nhiên liệu hóa thạch. "Một rủi ro lớn trong thập kỷ tới là đưa ra những giả định sai lầm hoặc sai lầm trong việc mô hình hóa nhu cầu tăng trưởng của ngành công nghiệp điện mặt trời, và sau đó nhận ra quá muộn rằng chúng ta đã sai lầm về mức tăng trưởng thấp và cần phải tăng cường sản xuất và triển khai đến mức không thực tế hoặc không bền vững."

Các tác giả dự đoán rằng việc đạt được mục tiêu 75 terawatt sẽ đặt ra những yêu cầu đáng kể cho cả các nhà sản xuất PV và cộng đồng khoa học. Ví dụ:

• Các nhà sản xuất tấm pin mặt trời silicon phải giảm lượng bạc sử dụng để công nghệ này có thể bền vững ở quy mô nhiều terawatt.
• Ngành công nghiệp PV phải tiếp tục tăng trưởng với tốc độ khoảng 25% mỗi năm trong những năm quan trọng tiếp theo.
• Ngành công nghiệp phải liên tục đổi mới để cải thiện tính bền vững của vật liệu và giảm thiểu tác động đến môi trường.

Những người tham gia hội thảo cũng cho biết công nghệ năng lượng mặt trời phải được thiết kế lại để hướng tới thiết kế sinh thái và tuần hoàn, mặc dù hiện tại, tái chế vật liệu không phải là giải pháp khả thi về mặt kinh tế đối với nhu cầu vật liệu do số lượng lắp đặt hiện nay tương đối thấp so với nhu cầu của hai thập kỷ tới.

Như báo cáo đã lưu ý, mục tiêu lắp đặt 75 terawatt điện mặt trời “vừa là một thách thức lớn vừa là một hướng đi khả thi. Lịch sử gần đây và quỹ đạo hiện tại cho thấy mục tiêu này có thể đạt được.”

NREL là phòng thí nghiệm quốc gia chính của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ về nghiên cứu và phát triển năng lượng tái tạo và hiệu quả năng lượng. NREL được vận hành cho Bộ Năng lượng Hoa Kỳ bởi Liên minh Năng lượng Bền vững LLC.