Международная исследовательская группа утверждает, что доступность сырья и земли не являются препятствием для создания глобальной энергетической системы, в центре которой находится солнечная энергия. Они заявили, что прогнозы роста фотоэлектрических систем не должны опираться только на электростанции коммунального масштаба, а рассматривать также вертикальные фотоэлектрические системы, агроэлектростанции и плавающие фотоэлектрические системы для расширения рынка.
Теоретически солнечная энергия может покрыть потребности мира в электроэнергии всего за счет 0,3% площади суши. Это один из основных выводов нового исследования группы академических институтов во главе с Орхусским университетом в Дании, в котором утверждается, что сырье и доступность земли не представляют реальных препятствий для фотоэлектрической энергетики в ее стремлении занять доминирующее положение в мировом энергетическом ландшафте.
Ученые утверждают, что для среднегодовой выработки солнечной энергии в 1 370 кВт-ч/кВт потребуется 38 миллионов гектаров земли в то время, как общая площадь планеты составляет 13 003 миллиона гектаров.
"Следовательно, наше текущее потребление электроэнергии может быть обеспечено солнечными фотоэлектрическими установками, расположенными на 0,3% доступной земли", - сказала исследователь Марта Виктория.
По словам исследователей, традиционные предположения о глобальном развертывании фотоэлектрических установок в ближайшие годы, как правило, основаны на прогнозах стоимости земли, которые в основном учитывают классические, плотно упакованные электростанции коммунального масштаба. Они утверждают, что такие прогнозы игнорируют потенциал вертикальных фотоэлектрических систем, плавучих установок, агроэлектростанций и установок интегрированных в здания массивов, а также других инновационных конфигураций фотоэлектрических систем.
"Тем не менее, эти начальные приложения показывают, что еще есть место для инноваций на системном уровне", - говорят ученые. "Наличие доступных площадей может ограничивать установку солнечных фотоэлектрических систем на местном уровне, но это не касается более широкого масштаба, и поэтому мы рекомендуем включать в модели точные и современные ограничения, основанные на материалах и доступности".
Ученые описали свои выводы в статье "Солнечная фотоэлектрическая энергия готова обеспечить устойчивое будущее", которая была недавно опубликована в журнале Joule. По их словам, эффективность технологий солнечных батарей в будущем значительно повысится, что поможет в решении проблем, связанных с ограничением земельных ресурсов в определенных местах, а доступность сырья может стать проблемой только для тонкопленочных фотоэлектрических технологий, а не для кристаллических кремниевых элементов, на долю которых в настоящее время приходится 95% мирового рынка.
"Благодаря повышению эффективности и использованию более тонких контактов, использование серебра на ватт значительно сократилось за последние годы, а при необходимости в качестве замены можно использовать медь или алюминий", - подчеркнула исследовательская группа. Ожидается, что неэлементарные материалы в фотоэлектрических элементах (стекло, пластик, алюминий, бетон и сталь) также не будут являться ограничением".
Исследователи также сообщили, что с 1976 года скорость применения солнечной энергии составляет 23%, при этом стоимость фотоэлектрических технологий снижается на 23% при каждом удвоении мощности.
"Учитывая, что скорость применения основана на ценах на модули, она также включает сокращение прибыли в производстве фотоэлектрических элементов в связи с сильной конкуренцией между поставщиками", - сказали ученые, отметив, что основными факторами снижения стоимости являются повышение эффективности, экономия за счет масштаба и изучение кремниевых материалов.
В исследовании также представлены некоторые проблемы, с которыми фотоэлектрическая энергетика может столкнуться в следующем десятилетии. К ним относятся создание нормативно-правовой базы, снижающей косвенные затраты; сокращение капитальных расходов; создание условий для электрификации других секторов энергетики с помощью надлежащих налоговых схем; а также финансирование исследований по повышению эффективности и надежности фотоэлектрических установок.