Výzkumní pracovníci NREL modelují schůdné cesty k zajištění odhadované kapacity solární energie 60 TW potřebné pro dekarbonizaci. Studují také vliv, který mohou mít převratné solární technologie na náklady na zavedení a tržní příležitosti.
Musíme nainstalovat 63,4 TW solárních panelů
Podle Organizace spojených národů se více než 100 zemí zavázalo, že se do roku 2050 stanou uhlíkově neutrálními. Nedávná studie provedená výzkumníky z americké (NREL) zjistila, že k úplné dekarbonizaci globálních elektrických systémů pomocí solární energie v desetiletí 2050 až 2060 by svět potřeboval instalovat 63,4 TW fotovoltaiky.
Výsledky studie jsou zveřejněné v publikaci „Photovoltaic Deployment Scenarios Toward Global Decarbonization“. Vyšla v časopise Solar RRL.
Model, jak dekarbonizace dosáhnout
Výzkumníci modelovali životaschopné trajektorie dodávek 60 TW instalovaného solárního výkonu pro splnění cíle globální dekarbonizace. Studovali také vliv disruptivní technologie na náklady na nasazení a tržní příležitosti. Dospěli k závěru, že by se mohla výroba během 10 – 15 let rozšířit na potřebných 2,9 TW až 3,7 TW/rok. To by mělo stát 600 až 660 miliard dolarů.
Model zahrnuje využití stávajících technologií i vyspělých technologií využívajících křemík a CdTe. Studie odhaduje, že převratné technologie nabízejí tržní příležitost ve výši 1 až 2 bilionů dolarů. Dále uvádí, že potenciál úspor nákladů by mohl dosáhnout stovek miliard dolarů.
Vlastnosti současných FV technologií
Mezi převratné technologie patří fotovoltaika na bázi teluridu kadmia (CdTe), perovskity a tandemové technologie. Technologie CdTe, kterou používají mimo jiné výrobci solárních panelů First Solar a Toledo Solar, představuje v současné době asi 16 % amerického trhu se solárními panely, uvádí NREL.
Perovskity mají problémy s dlouhodobou životností. Nicméně nabízejí výhody při výrobě, protože je lze rychle a relativně levně tisknout metodou roll-to-roll. Tandemy spojují technologie, jako je perovskit na křemíku a několik společností začíná vyrábět tandemy, včetně TandemPV, CubicPV a OxfordPV.
Podle NREL dosahují tandemová zařízení a minimoduly účinnosti až 31,25 %. A přestože je účinnost slibná a další tandemy se nadále vyvíjejí, je stále zapotřebí výzkumu a vývoje, aby se tato zařízení mohla vyrábět v měřítku potřebném k dosažení terawattových výkonů.
„Existují ekonomicky životaschopné trajektorie, které se dostanou na potřebnou výrobní kapacitu pro výrobu takového množství fotovoltaických článků, které je nutné pro úplnou dekarbonizaci světového energetického hospodářství,“ uvedl Jao van de Lagemaat, ředitel Centra chemie a nanovědy v NREL při americkém ministerstvu energetiky. „Nové technologie by mohly potenciálně výrazně snížit náklady na toto nasazení, pokud se však včas komercializují.“
Odhadované cíle pro solární energii
Odhadovaná kapacita solární energie – 63,4 TW, potřebná v letech 2050 až 2060, představuje 60násobný nárůst objemu dnes celosvětově instalovaných fotovoltaických elektráren. Pokud výzkumníci tvrdí, že je to možné, je to za předpokladu, že investoři chrání své investice tím, že se vyhnou uvízlým výrobním aktivům. Model ukazuje, že udržitelný nárůst výroby je možný a že převratné technologie začnou hrát roli při snižování kapitálových nákladů.
Dalším předpokladem je, že se výrazně prodlouží životnost fotovoltaického modulu. A to pravděpodobně z průměrných 30 let v roce 2020 na 50 let do roku 2040.
Při pohledu za desetiletí 2050 až 2060 van de Lagemaat poznamenal, že vyřazování modulů z provozu a růst populace se stanou hnacími silami „relativně skromné poptávky“ po dosažení globální dekarbonizace.
Zdroje: pv-magazine, Vapol
