Сонячна енергетика століття в цифрах

Дослідники з німецького Інституту сонячних енергетичних систем ISE Фраунгофера та Потсдамського інституту досліджень впливу на клімат спробували оцінити, скільки скла може знадобитися PV-промисловості, щоб допомогти світу досягти кожного теравату встановленої сонячної потужності та скільки буде потрібно для досягнення амбітних цілей в області клімату і обмеження глобального потепління у рамках 1.5 °C .

Вчені окреслили два різні сценарії: консервативний, який передбачає, що сукупна потужність СЕС в світі досягне 20 ТВт до 2050 р., і 80 ТВт до 2100 р., та більш оптимістичний сценарій, який передбачає, що глобальна потужність СЕС досягне 80 ТВт до 2050 р. і 170 ТВт до 2101 р.

«Два сценарії охоплюють правдоподібний діапазон значень параметрів, що описують криву цінового вивчення PV, розмір проблем системної інтеграції, динаміку збільшення масштабу захоплення та секвестрації вуглецю (CCS) та розвиток потреб кінцевого споживання електроенергії" - пояснили вони.

Залежно від двох сценаріїв, німецька група прогнозує, що попит на сонячне скло може бути задоволений за рахунок річного видобутку між 1000 кв.км та 1300 кв.км у 2020 році та між 12000 кв.км та 22000 кв.км до 2100 року. При цьому очікується зростання ККД модулів на додаткові 6,7%, починаючи з ефективності модуля 20% у 2020 році.

"Дивлячись на загальну площу активної сонячної потужності, значення зайнятої землі збільшуються з 4200 до 4600 кв.км у 2020 році та від 252000 до 466000 кв.км до 2100 року", - йдеться у повідомленні групи. "Щоб поставити це в перспективу, значення 2100 року приблизно відповідають повній площі земель Великобританії або Швеції відповідно".

Дослідники очікують, що в найближчі десятиліття частка двосторонніх модулів збільшиться, а зменшення товщини скла з 3 мм до 2 мм може допомогти задовольнити величезний попит, викликаний цією тенденцією.

«Виробництво виключно двосторонніх модулів на основі скла вимагатиме кількості сонячного скла, яка перевищить поточний річний обсяг загального виробництва скла 84 млн тонн вже у 2034 році за сценарієм 2 та у 2074 році за сценарієм 1»,-сказали вони. "У 2100 р. Споживання скла складатиме від 122 до 215 млн т."

Наявні запаси піску для виробництва скла не є проблемою для майбутніх поставок скла, пояснили вчені, але промисловості фотоелектричної та скляної промисловості доведеться розширювати потужності протягом найближчих десятиліть, щоб уникнути вузьких місць та скоротити витрати. Що ще важливіше, ефективність фотоелектричних модулів доведеться значно покращити і досягти 24,1% та 25,9% до 2030 року для Сценарію 1 та Сценарію 2.

"Ця дорожня карта передбачає ефективність використання сонячних батарей у діапазоні 25% для провідних продуктів монокристалічного Si-PV типу n та p",-додали вони, зазначивши, що особливого технологічного навчання для сонячного скла не очікується.

Нові технології, такі як сонячні батареї з перовскіту та інші технології комірок з коефіцієнтом корисної дії понад 25%, якщо їх промисловість зробить комерційно дозрілими, можуть допомогти значно скоротити кількість сонячного скла, необхідного для поточного століття.

Вчені представили свої висновки у "Технологічному навчанні для використання ресурсоефективної тераватної фотоелектричної батареї", яке нещодавно було опубліковано в журналі Energy & Environmental Science. Дослідження також аналізує попит на срібло та індій, прогнозовані витрати на фотоелектричну енергію та викиди парникових газів у сонячній промисловості.