Солнечная энергия - это не только чистый и возобновляемый источник энергии, но и ключевая движущая сила глобального энергетического перехода. Согласно недавно опубликованной в журнале "Science" работе более чем 50 ведущих экспертов из фотоэлектрического сектора (ФЭ) и научных сообществ, солнечная энергия имеет потенциал для достижения 75 ТВт установленной мощности к 2050 году, генерируя около 60% электроэнергии в мире и обеспечивая более широкую электрификацию транспорта и теплоснабжения.
В статье "Фотовольтаика в масштабе многих тераватт: ожидание - не выход" говориться о дискуссиях и итогах третьего семинара по тераваттным технологиям, состоявшегося в Германии в мае 2022 года. На семинаре, организованном совместно немецким Институтом солнечных энергетических систем имени Фраунгофера (ISE), Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии США (NREL) и японским Национальным институтом передовых промышленных наук и технологий, рассматривалась будущая роль солнечной энергетики в глобальной энергетической системе и ее вклад в декарбонизацию и устойчивое развитие.
В статье говориться о реальной и достижимой цели - 75 ТВт установленной солнечной мощности к 2050 году. Эта цель основана на широком обзоре исследований путей декарбонизации, прогнозов спроса на энергию и современного состояния фотоэлектрических технологий, а также согласуется с ограничением глобального потепления до уровня значительно ниже 2°C по сравнению с доиндустриальным уровнем, как это согласовано в Парижском соглашении.
Для достижения 75 ТВт установленной солнечной мощности к 2050 году, по оценкам авторов статьи, солнечная индустрия должна поддерживать текущий темп роста на уровне около 25% в год, который был достигнут за последние 5-10 лет, т.е. к 2030 году ежегодный объем установок должен составить около 3 ТВт, а к 2050 году - около 10 ТВт. В статье также изложены основные проблемы и требования для увеличения масштабов фотоэлектрической энергетики. К ним относятся:
Повышение устойчивости материалов и сокращение объемов выбросов углерода и энергии при производстве и внедрении фотоэлектрических элементов. Так как серебро ограничивает рост ФЭ-технологий, то необходимо сократить его потребление или отказаться от него полностью. Предложены стратегии экодизайна и переработки материалов для избежания истощения ресурсов и негативного воздействия на окружающую среду.
Внедрение новых технологий и инноваций для повышения эффективности и снижения затрат. Быстрое внедрение новых технологий, таких как алмазная распиловка, гидрогенизация, более крупные пластины и ячейки TOPCon, в фотоэлектрической промышленности свидетельствует о ее динамичности и конкурентоспособности. Также поощряется дальнейшие исследования и разработка новых материалов, архитектур и концепций для фотоэлектрических элементов, развитие более глобализованных цепочек поставок и рынков на всех уровнях.
В статье подчеркивается необходимость более тесного сотрудничества и координации между различными регионами и заинтересованными сторонами в фотоэлектрическом секторе для обеспечения надежных поставок материалов, оборудования и услуг. Политики должны поддержать развитие фотоэлектрической энергетики путем создания благоприятной нормативно-правовой базы, стимулов, стандартов и инфраструктуры.
В статье подчеркивается важность интеллектуального управления сетями и реагирования на спрос для балансировки спроса и предложения электроэнергии, вырабатываемой фотоэлектрическими станциями. Интеграция солнечной энергии с другими возобновляемыми источниками энергии и секторами. Солнечная энергетика требует дополнительных инноваций в других отраслях, таких как хранение энергии, зеленый водород/электротопливо, ветроэнергетика, интегрированная в здания фотоэлектрическая энергия, электромобили, агровольтаика и др.
В конце статьи говориться о том, что необходимо действовать уже сейчас, чтобы солнечная энергия могла сыграть ключевую роль в достижении полностью возобновляемой энергетической системы к 2050 году. "Недавняя история и текущее развитие позволяют предположить, что устойчивый глобальный рост фотоэлектрической энергии на 25% в год в течение всего следующего десятилетия может составить 75 ТВт установленных фотоэлектрических установок к 2050 году".