Для достижения грандиозной цели Парижского соглашения по предотвращению повышения средней температуры Земли более чем на 2 градуса Цельсия (3,6 градуса по Фаренгейту) по сравнению с ее уровнем в доиндустриальную эпоху, одним из лучших вариантов для энергетической экономики будет переход на 100% возобновляемая энергия с использованием солнечной энергии и нескольких других экологически чистых источников энергии.
Хотя никто точно не знает, как повышение температуры выше 2 градусов по Цельсию повлияет на планету, чрезвычайные климатические явления, вероятно, сделают многие части мира непригодными для жизни из-за значительного опустынивания, закисления океана и повышения уровня морской воды, а также наводнения, лесные пожары, ураганы и торнадо.
В журнале Renewable and Sustainable Energy издательства AIP Пьер Дж. Верлинден, основатель AMROCK Pty. Ltd. в Австралии, описывает модель, разработанную для прогнозирования того, что необходимо солнечной промышленности для выполнения Парижского соглашения. цели.
«Наша планета находится на пути повышения средней температуры на 4 градуса Цельсия до конца этого века по сравнению со средней температурой Земли до индустриальной эпохи, и результат будет катастрофическим», - сказал Верлинден..
Эксперты по климату предсказывают, что только 800 гигатонн углекислого газа может быть выброшено до пересечения отметки в 2 градуса по Цельсию. Это означает, что при текущих глобальных выбросах в 36 гигатонн в год есть 35-летнее окно, чтобы сократить наши выбросы до нуля.
Одним из способов достижения этой цели является изменение способа производства и потребления энергии.
Наше видение заключается в том, что солнечная фотоэлектрическая энергетика может сыграть центральную роль в трансформируемой экономике устойчивой энергетики со 100% обезуглероженным производством электроэнергии для прямого или косвенного энергоснабжения - путем производства зеленого водорода или другого синтетического топлива - во всех энергетических секторах и промышленности. процессов», - сказал Верлинден.
В дополнение к другим возобновляемым источникам энергии, таким как ветер и гидроэнергия, миру потребуется от 70 до 80 тераватт совокупной мощности солнечных фотоэлектрических систем. Это более чем в 100 раз превышает текущую установленную мощность солнечных фотоэлектрических систем в мире.
"В течение следующих 10 лет промышленность должна увеличить объем производства примерно в 30 раз", - сказал он.
Модель, разработанная Верлинденом и его коллегами для прогнозирования эффективности солнечных элементов и стоимости их производства в течение следующих нескольких десятилетий, показывает, что «нет фундаментальных препятствий для достижения этой цели», сказал он.
Финансовые потребности для увеличения производительности (капитальные затраты на строительство новых производственных линий) снижаются со скоростью 18% в год, что обусловлено повышением производительности и сочетанием более высокой производительности на инструмент, более крупных пластин, и улучшенная эффективность ячеек.
«С точки зрения устойчивости материалов, единственной серьезной проблемой является использование серебра для металлизации кремниевых солнечных элементов», - сказал Верлинден.«Нам необходимо сократить использование серебра в кремниевых солнечных элементах примерно с 29 тонн на гигаватт до менее чем 5 тонн на гигаватт».
Он предупреждает, что, хотя цель совокупной установки 70 или 80 тераватт к 2055 году достижима при простом ежегодном росте производительности примерно на 15% в год, достижение этой цели приведет к созданию солнечной фотоэлектрической промышленности. намного больше, чем необходимо. Это может привести к значительному спаду, когда цель в 80 тераватт будет достигнута.
«Этого негативного воздействия можно избежать, если мы прямо сейчас ускорим рост в течение следующих 10 лет, а затем стабилизируем глобальное производство на уровне 3-4 тераватт в год», - сказал Верлинден.