Потреби промисловості зростуть у 12 раз до 2050

Цілком очікуваним наслідком постійного зростання потужностей сонячних електростанцій є збільшення попиту на сировину для них. В першу чергу, це полісилікон, що є основою для виробництва сонячних панелей. Важливо те, що окрім необхідності кратно масштабувати виробництво, велике збільшення попиту має опосередкований вплив на вирішення ряду проблем, про які буде сказано нижче

Дослідники з австралійського Університету Нового Південного Уельсу (UNSW), намагаючись оцінити попит на полікремній (poly-Si) для фотоелектричної промисловості та припускаючи, що до 2050 року у світі буде 63,4 ТВт встановленої фотоелектричної потужності, дійшли висновку, що поточні виробничі потужності слід збільшити у 10-12 разів, щоб досягти мети.

Їхні припущення ґрунтувалися на широкому сценарії електрифікації з Міжнародної технологічної дорожньої карти для фотоелектричної енергії (ITRPV), згідно з яким фотоелектричні системи покриватимуть приблизно 69% світового первинного попиту на енергію, а загальна виробнича потужність сонячної промисловості збільшиться до 1,4 ТВт на рік у 2030 році та до 4,5 ТВт до 2050 року. «Очікується, що до 2030 року фотоелектрична галузь збільшить поточні річні виробничі потужності в 7-15 разів, а для досягнення широкої електрифікації будуть потрібні щорічні темпи зростання в діапазоні 25-35%", - пояснили вони. «Також буде потрібно подальше зростання в 1,5-3 рази протягом наступних 20 років до 2050 року».

Використовуючи програмне забезпечення OpenLCA, вчені провели оцінку життєвого циклу (LCA) етапів виробництва полікремнію від видобутку до виробництва зливків сонячного класу (SoG), взявши за еталон злиток вагою 1 кг. «LCA був ключовим у формуванні основи для розуміння поточного впливу виробництва полікремнію на навколишнє середовище в фотоелектричній промисловості в глобальному масштабі», — підкреслили вони.

Дослідники заснували свою оцінку поточного споживання полікремнію фотоелектричною індустрією на основі середньої товщини елемента (170 мкм), ефективності (20%) і коефіцієнта використання (70%), що, за їхніми словами, призведе до потреби у 2,83 кт на ГВт. «У 2021 році очікуваний попит на полікремній продовжував зростати до 549 тис. т, при цьому споживання полікремнію дещо знизилося до 2,88-3,27 кт на ГВт», — уточнили вони, зазначивши, що для 63,4 ТВт може знадобитися потужність до 87 млн т полі-Si.

Завдяки аналізу LCA науковці виявили, що в разі використання викопного палива вуглецевий слід від виробництва полікремнію може бути еквівалентним 360-680 кг CO2 на 1 кг кремнієвих пластин або 0,5-1,1 кг CO2 на 1 кВт. «Однак декарбонізація джерела електроенергії з використанням відновлюваних джерел енергії, таких як гідроенергетика або фотоелектрична енергетика, може зменшити загальний сукупний викид парникових газів на 5,1-47,5 Гт CO2 для широкого сценарію електрифікації», – підсумували вони.

Тож які додаткові проблеми опосередковано вирішить таке зростання попиту? Перш за все, це питання вторинної переробки відпрацьованих сонячних панелей, адже, як показує практика, отримання сировини шляхом вторинної переробки зазвичай є помітно менше енерговитратним, а значить, більш вигідним. Тож можна сміливо заявити, що певну частку потреб у сировині в 2050 році будуть закривати виведені з експлуатації панелі, які встановлюються просто зараз і у найближчі 5 років!