يحث الخبراء العالميون في مجال الطاقة الشمسية بقوة على الالتزام بالنمو المستمر لتصنيع الطاقة الكهروضوئية ونشرها لتزويد الكوكب بالطاقة، بحجة أن التوقعات المنخفضة لنمو الطاقة الكهروضوئية في انتظار التوصل إلى إجماع حول مسارات الطاقة الأخرى أو ظهور التكنولوجيا في اللحظة الأخيرة المعجزات "لم تعد خيارا".
الإجماع الذي توصل إليه المشاركون في الاجتماع الثالثrdجاءت ورشة عمل تيراواط في العام الماضي في أعقاب توقعات كبيرة متزايدة من مجموعات متعددة حول العالم حول الحاجة إلى الطاقة الكهروضوئية واسعة النطاق لدفع عملية الكهرباء وتقليل غازات الدفيئة.وقد دفع القبول المتزايد للتكنولوجيا الكهروضوئية الخبراء إلى اقتراح أنه ستكون هناك حاجة إلى حوالي 75 تيراواط أو أكثر من الطاقة الكهروضوئية المنتشرة عالميًا بحلول عام 2050 لتحقيق أهداف إزالة الكربون.
وقد جمعت ورشة العمل، التي قادها ممثلون من المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL)، ومعهد فراونهوفر للطاقة الشمسية في ألمانيا، والمعهد الوطني للعلوم الصناعية المتقدمة والتكنولوجيا في اليابان، قادة من جميع أنحاء العالم في مجال الطاقة الكهروضوئية وتكامل الشبكات، التحليل وتخزين الطاقة من المؤسسات البحثية والأوساط الأكاديمية والصناعة.وتناول الاجتماع الأول، في عام 2016، التحدي المتمثل في الوصول إلى 3 تيراواط على الأقل بحلول عام 2030.
وقد رفع اجتماع عام 2018 الهدف إلى مستوى أعلى، إلى حوالي 10 تيراواط بحلول عام 2030، وإلى ثلاثة أضعاف هذا المبلغ بحلول عام 2050. كما توقع المشاركون في ورشة العمل هذه بنجاح أن يصل توليد الكهرباء العالمي من الطاقة الكهروضوئية إلى 1 تيراواط في غضون السنوات الخمس المقبلة.وقد تم تجاوز هذه العتبة في العام الماضي.
وقالت نانسي هيجل، مديرة المركز الوطني للخلايا الكهروضوئية في NREL: "لقد حققنا تقدمًا كبيرًا، لكن الأهداف ستتطلب استمرار العمل والتسريع".هيغل هو المؤلف الرئيسي للمقال الجديد في المجلةعلوم، "الخلايا الكهروضوئية على نطاق متعدد تيراواط: الانتظار ليس خيارًا."يمثل المؤلفون المشاركون 41 مؤسسة من 15 دولة.
وقال مارتن كيلر، مدير المختبر الوطني للطاقة المتجددة: "إن الوقت عامل جوهري، لذا فمن المهم أن نضع أهدافًا طموحة وقابلة للتحقيق ولها تأثير كبير"."لقد كان هناك الكثير من التقدم في مجال الطاقة الشمسية الكهروضوئية، وأنا أعلم أنه يمكننا تحقيق المزيد مع استمرارنا في الابتكار والعمل بشكل عاجل."
يمكن للإشعاع الشمسي العرضي أن يوفر بسهولة أكثر من طاقة كافية لتلبية احتياجات الأرض من الطاقة، ولكن يتم استخدام نسبة صغيرة فقط منها فعليًا.زادت كمية الكهرباء التي يتم توفيرها عالميًا بواسطة الطاقة الكهروضوئية بشكل كبير من كمية لا تذكر في عام 2010 إلى 4-5٪ في عام 2022.
وأشار التقرير الصادر عن ورشة العمل إلى أن "النافذة تتضاءل بشكل متزايد لاتخاذ إجراءات على نطاق واسع لخفض انبعاثات غازات الدفيئة مع تلبية احتياجات الطاقة العالمية للمستقبل".تبرز الطاقة الكهروضوئية كواحدة من الخيارات القليلة جدًا التي يمكن استخدامها على الفور لتحل محل الوقود الأحفوري."إن الخطر الرئيسي في العقد المقبل هو وضع افتراضات أو أخطاء سيئة في نمذجة النمو المطلوب في صناعة الطاقة الكهروضوئية، ثم ندرك بعد فوات الأوان أننا كنا مخطئين على الجانب المنخفض ونحتاج إلى تكثيف التصنيع والنشر إلى مستويات غير واقعية أو غير واقعية. مستويات غير مستدامة."
وتوقع المؤلفون أن الوصول إلى هدف الـ 75 تيراواط سيفرض متطلبات كبيرة على كل من الشركات المصنعة للطاقة الكهروضوئية والمجتمع العلمي.على سبيل المثال:
- يجب على صانعي الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون تقليل كمية الفضة المستخدمة حتى تكون التكنولوجيا مستدامة على نطاق متعدد التيراواط.
- يجب أن تستمر صناعة الطاقة الكهروضوئية في النمو بمعدل حوالي 25٪ سنويًا خلال السنوات الحرجة القادمة.
- يجب أن تبتكر الصناعة باستمرار لتحسين استدامة المواد وتقليل بصمتها البيئية.
وقال المشاركون في ورشة العمل أيضًا إنه يجب إعادة تصميم تكنولوجيا الطاقة الشمسية من أجل التصميم البيئي والتدوير، على الرغم من أن إعادة تدوير المواد ليست حلاً مجديًا اقتصاديًا في الوقت الحالي للطلب على المواد نظرًا للمنشآت المنخفضة نسبيًا حتى الآن مقارنة بمتطلبات العقدين المقبلين.
وكما أشار التقرير، فإن هدف 75 تيراواط من الألواح الكهروضوئية المثبتة "يمثل تحديًا كبيرًا ومسارًا متاحًا للمضي قدمًا.ويشير التاريخ الحديث والمسار الحالي إلى إمكانية تحقيق ذلك.
NREL هو المختبر الوطني الرئيسي لوزارة الطاقة الأمريكية لأبحاث وتطوير الطاقة المتجددة وكفاءة الطاقة.يتم تشغيل المختبر الوطني للطاقة لصالح وزارة الطاقة من قبل التحالف من أجل الطاقة المستدامة LLC.
وقت النشر: 26 أبريل 2023