Світові експерти з сонячної енергетики рішуче закликають до подальшого зростання виробництва та впровадження фотоелектричних (ФЕ) систем для енергопостачання планети, стверджуючи, що заниження прогнозів зростання ФЕ в очікуванні консенсусу щодо інших енергетичних шляхів або появи технологічних див в останню хвилину «більше не є варіантом».
Консенсус, досягнутий учасниками 3-їrdСемінар з питань тераватів минулого року відбувся після дедалі масштабніших прогнозів багатьох груп з усього світу щодо необхідності великомасштабної фотоелектричної енергії для стимулювання електрифікації та скорочення викидів парникових газів. Зростаюче визнання фотоелектричних технологій спонукало експертів припустити, що до 2050 року для досягнення цілей декарбонізації буде потрібно близько 75 терават або більше глобально розгорнутих фотоелектричних систем.
Семінар, який очолювали представники Національної лабораторії відновлюваної енергії (NREL), Інституту сонячної енергії Фраунгофера в Німеччині та Національного інституту передової промислової науки і технологій в Японії, зібрав лідерів з усього світу в галузі фотоелектричної енергетики, інтеграції мереж, аналізу та накопичення енергії, представників дослідницьких установ, академічних кіл та промисловості. Перша зустріч, що відбулася у 2016 році, була присвячена питанню досягнення щонайменше 3 терават до 2030 року.
На зустрічі 2018 року ціль було ще вище – приблизно до 10 ТВт до 2030 року та втричі більше до 2050 року. Учасники цього семінару також успішно передбачили, що глобальне виробництво електроенергії з фотоелектричних систем досягне 1 ТВт протягом наступних п'яти років. Цей поріг було подолано минулого року.
«Ми досягли значного прогресу, але досягнення цілей вимагатиме подальшої роботи та прискорення», – сказала Ненсі Хегель, директор Національного центру фотоелектричних технологій у NREL. Хегель є провідним автором нової статті в журналі.Наука, «Фотоелектрика масштабу в кілька терават: чекати не можна». Співавтори представляють 41 установу з 15 країн.
«Час має вирішальне значення, тому важливо, щоб ми ставили перед собою амбітні та досяжні цілі, які матимуть значний вплив», – сказав Мартін Келлер, директор NREL. «У сфері фотоелектричної сонячної енергетики досягнуто значного прогресу, і я знаю, що ми можемо досягти ще більшого, продовжуючи впроваджувати інновації та діяти терміново».
Падаюча сонячна радіація може легко забезпечити більш ніж достатньо енергії для задоволення енергетичних потреб Землі, але лише невеликий відсоток фактично використовується. Кількість електроенергії, що постачається у світі за допомогою фотоелектричних систем, значно зросла з незначної кількості у 2010 році до 4-5% у 2022 році.
У звіті семінару зазначалося, що «вікно для вжиття масштабних заходів щодо скорочення викидів парникових газів та задоволення глобальних енергетичних потреб у майбутньому все більше звужується». Фотоелектрична енергетика виділяється як один з небагатьох варіантів, які можна негайно використати для заміни викопного палива. «Основним ризиком протягом наступного десятиліття буде прийняття невдалих припущень або помилок у моделюванні необхідного зростання фотоелектричної галузі, а потім занадто пізно усвідомлення того, що ми помилялися в плані низьких показників і нам потрібно збільшити виробництво та впровадження до нереалістичних або нестійких рівнів».
Автори прогнозують, що досягнення цільової позначки в 75 терават створить значні вимоги як для виробників фотоелектричних систем, так і для наукової спільноти. Наприклад:
- Виробники кремнієвих сонячних панелей повинні зменшити кількість використовуваного срібла, щоб технологія була стійкою в масштабі кількох терават.
- Фотоелектрична галузь повинна продовжувати зростати зі швидкістю близько 25% на рік протягом наступних критичних років.
- Галузь повинна постійно впроваджувати інновації, щоб покращити стійкість матеріалів та зменшити свій вплив на навколишнє середовище.
Учасники семінару також заявили, що сонячні технології необхідно переробити з урахуванням екодизайну та принципів циркулярності, хоча переробка матеріалів наразі не є економічно вигідним рішенням для задоволення потреб у матеріалах, враховуючи відносно низький рівень встановлення на сьогоднішній день порівняно з потребами наступних двох десятиліть.
Як зазначається у звіті, ціль у 75 терават встановлених фотоелектричних систем «є одночасно серйозним викликом і доступним шляхом уперед. Нещодавня історія та поточна траєкторія свідчать про те, що її можна досягти».
NREL – це головна національна лабораторія Міністерства енергетики США з досліджень і розробок у галузі відновлюваної енергії та енергоефективності. NREL керується для Міністерства енергетики США Альянсом сталої енергетики LLC.
Час публікації: 26 квітня 2023 р.