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

Det samförstånd som nåddes av deltagarna 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 på elektrifiering och minskning av växthusgaser.Den ökande acceptansen av PV-teknik har fått experterna att föreslå att cirka 75 terawatt eller mer av globalt utplacerad PV kommer att behövas år 2050 för att uppfylla målen för avkolning.

Workshopen, ledd 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 PV, nätintegration, analys och energilagring, från forskningsinstitutioner, akademi och industri.Det första mötet, 2016, tog upp utmaningen att nå minst 3 terawatt till 2030.

Mötet 2018 flyttade målet ännu högre, till cirka 10 TW år 2030, och till tre gånger så mycket till 2050. Deltagarna i den workshopen förutspådde också framgångsrikt att den globala elproduktionen från PV skulle nå 1 TW inom de kommande fem åren.Den tröskeln passerades 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 tidskriftenVetenskap, "Fotovoltaik i multiterawattskala: 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, direktör för NREL."Det har skett så mycket framsteg inom området för solcellsenergi, och jag vet att vi kan åstadkomma ännu mer när vi fortsätter att förnya och agera med brådska."

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

Rapporten från workshopen noterade att "fönstret alltmer stängs för att vidta åtgärder i stor skala för att minska utsläppen av växthusgaser samtidigt som de globala energibehoven för framtiden tillgodoses."PV framstår 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 i modelleringen av den nödvändiga tillväxten i solcellsindustrin, och sedan för sent inse att vi hade fel på undersidan och måste öka tillverkningen och driftsättningen till orealistisk eller ohållbara nivåer.”

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

• Tillverkare av kiselsolpaneler måste minska mängden silver som används för att tekniken ska vara hållbar i en multiterawatt-skala.
• Solcellsindustrin måste fortsätta att växa med cirka 25 % per år under de kommande kritiska åren.
• Branschen måste ständigt förnya sig för att förbättra materiell hållbarhet och minska sitt miljöavtryck.

Workshopdeltagare sa också att solteknik måste omdesignas för ekodesign och cirkuläritet, även om återvinningsmaterial inte är en ekonomiskt lönsam lösning för närvarande för materialkrav med tanke på de relativt låga installationerna hittills jämfört med kraven under de kommande två decennierna.

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

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