Нам нужны новые цепочки поставок солнечной энергии. И вот почему

Благодаря инновациям и четкому планированию, солнечная фотоэлектрическая энергия может принести пользу различным энергетическим сетям и новым рынкам. Изображение: Андерс Дж/Unsplash

• Благодаря инновациям и четкому планированию, солнечная фотоэлектрическая энергия может принести пользу различным энергетическим сетям и новым рынкам.
• По данным МЭА, ежегодная дополнительная мощность фотоэлектрической энергии должна увеличиться как минимум в четыре раза к 2030 году, если мы хотим достичь чистой нулевой цели к 2050 году.
• Солнечные производственные гигафабрики могут ослабить давление на энергетические системы по всему миру.

Впечатляющий глобальный рост солнечной энергии, которая является одной из движущих сил в энергетическом переходе, требует аналогичного увеличения производства солнечных панелей. Вот где сейчас находится сектор – и что нам нужно сделать возможным.

Что имеется сейчас: Концентрированные производственные центры

В настоящее время более 80% производства солнечных панелей – на всех этапах – сосредоточено в Китае, и эта цифра вскоре может достичь 95% для некоторых фундаментальных компонентов. Это явление настолько заметно, что Международное энергетическое агентство (МЭА) впервые подготовило целый Специальный доклад о глобальных цепочках поставок солнечной фотоэлектрической энергии.

Конкурентный рынок труда Китая, доступность сырья и способность к экономии за счет масштаба сделали его явным мировым лидером в области солнечной энергетики. Массовое производство панелей в Китае обеспечило сильный глобальный рост солнечной энергии. Это снизило затраты и сделало его более доступным, чем ископаемое топливо.

Китайская индустрия солнечных панелей не может, несмотря на свои размеры, удовлетворить мировой спрос на долгосрочной основе: по данным МЭА, ежегодная дополнительная мощность фотоэлектрической энергии должна увеличиться как минимум в четыре раза к 2030 году, если мы хотим достичь чистой нулевой цели к 2050 году.

Что появится: новые гигафабрики

За пределами Китая другие страны и компании усердно работают над расширением глобальной цепочки поставок солнечной энергии, чтобы мы могли достичь наших целей по чистому нулю. На Сицилии, на юге Италии, завод по производству солнечных панелей, благодаря сочетанию непрерывных инноваций и производства с 2010 года, позиционирует себя как лидер в области возобновляемых источников энергии.

Проект TANGO (ITALIAN PV Giga factory) на сегодняшний день является одним из крупнейших в Европе заводов по производству солнечной энергии. При поддержке Европейского Союза и компании 3Sun производство началось в 2011 году с использованием технологии тонкопленочного кремния, которая в то время была широко распространена. Он имел уровень эффективности около 10% и срок службы 25 лет. С тех пор идет процесс непрерывных инноваций. Впервые это было с двусторонними панелями, которые могли использовать как прямой солнечный свет, так и тот, который отражался от земли и задней части панели. Затем была внедрена технология гетероперехода (HJT): панели HJT имеют уровень эффективности 21% – 24% и срок службы до 35 лет. Проект TANGO при поддержке Европейского Союза теперь позволит предприятию увеличить текущий уровень производства до 3 ГВт в год, став, таким образом, крупнейшим заводом по производству солнечной энергии в Европе.

В настоящее время исследования сосредоточены на тандемных ячейках, которые состоят из двух перекрывающихся ячеек: одна «традиционная», а другая сделана из перовскита. При этом используется не только солнечное излучение в красной длине волны, но и в синей.

Таковы были достигнутые результаты, завод в Катании смог сделать решающий скачок вперед в 2022 году. Благодаря инвестициям в размере около 600 миллионов евро, из которых 118 миллионов евро поступили из Европейского инновационного фонда для крупномасштабных проектов, 3Sun станет гигафабрикой.

Уроки выучены

Технологические инновации сыграли ключевую роль в повышении эффективности солнечных панелей до уровней, которые ранее считались невозможными. Энергетический переход выгоден не только для окружающей среды, но и для производителей. Другими словами, инновации и технологическое совершенство могут изменить ситуацию.

Если это первый урок, который можно усвоить, то второй касается важности международного сотрудничества. Эта гигафабрика началась с японских технологий. Затем она разработала панели HJT совместно с французской компанией CEA-INES и сейчас работает над ячейкой Tandem с итальянскими исследовательскими институтами. К ним относятся ENEA (национальное агентство новых технологий, энергетики и устойчивого развития), центр CHOSE при Римском университете в Тор Вергата, Istituto di Struttura della Materia (Институт структуры материи) при CNR (Национальный исследовательский центр). Совета) и BeDimensional, дочерней компании Graphene Labs в Istituto Italiano di Tecnologia (Итальянский технологический институт) в Генуе.

Это лишь несколько примеров многообещающего будущего: экономическая глобализация и открытие рынков позволяют компаниям искать самые инновационные решения, откуда бы они ни исходили. Кроме того, это показывает, что в сегодняшнем мире никто не может быть самодостаточным: государственные и частные организации должны предоставлять свои собственные знания, опыт и ресурсы.

Наконец, ключевым элементом, позволившим 3Sun совершить большой скачок вперед, стало выделение фондов Европейского Союза. Финансирование необходимо для технологических инноваций для перехода к энергетике.

Что нужно делать дальше?

Солнечные технологии теперь должны масштабироваться. Нам нужно еще много гигафабрик. Этого можно достичь за счет международного партнерства и национальных и наднациональных фондов.

Мы должны прислушаться к рекомендациям МЭА по стимулированию инвестиций с помощью налоговых льгот, выделению средств на технологические исследования и принятию строгих правил в пользу экономики замкнутого цикла. Нам необходимо перерабатывать материалы и производить устройства и компоненты, которые были задуманы еще на этапе проектирования с целью их повторного использования. Это уменьшит потребность в сырье.

Если бы эти предложения были проигнорированы, то такие организации, как 3Sun, могли бы оказаться просто отдельными изолированными случаями: они могли бы быть технологически продвинутыми, но они не имели бы большого глобального влияния. Таким образом, энергетический переход пострадает не только из-за вышеупомянутых рисков, но и из-за замедления темпов технологических инноваций.

Если бы были построены многочисленные гигафабрики, то солнечная энергия во всем мире могла бы продолжать расти, тем самым внося жизненно важный вклад в защиту окружающей среды. Опыт 3Sun показывает, что это возможно.