To już niemal pewne. Słońce będzie głównym źródłem energii dla ziemi, w swoim badaniu wyliczył zespół naukowców z University of Exeter i University College London. Świat już najpewniej przekroczył „punkt krytyczny”, za którym fotowoltaika idzie na rekord i do połowy wieku zdominuje energetykę.
„Sądzimy, że ze względu na trajektorię technologiczną wyznaczoną przez podjęte już decyzje polityczne mogliśmy już minąć punkt krytyczny za którym nie ma drogi powrotu. Spełnia się scenariusz, w którym energia słoneczna stopniowo dominuje na globalnych rynkach energii elektrycznej i to bez żadnego dalszego wsparcia w postaci polityki klimatycznej”, piszą naukowcy. Badanie, prowadzone przez University of Exeter i University College London, jest częścią projektu Economics of Energy Innovation and System Transition (EEIST).
„Niedawny postęp odnawialnych źródeł energii oznacza, że prognozy zdominowane przez paliwa kopalne przestały być już realistyczne. Innymi słowy, dla sektora energetycznego uniknęliśmy scenariusza „business as usual” (czyli wszystko zostaje po staremu – red.). Starsze prognozy często opierają się na modelach, które postrzegają innowacje jako coś, co dzieje się poza gospodarką, a w rzeczywistości istnieje samonapędzający się mechanizm pomiędzy wdrażanymi technologiami, a firmami, które uczą się rozwijać je po niższych kosztach. Kiedy uwzględnisz ten cykl w projekcjach, możesz reprezentować szybki wzrost energii słonecznej w ostatniej dekadzie i w przyszłości. Tradycyjne modele mają również tendencję do zakładania momentu „końca nauki”, który ma nastąpić w bliskiej przyszłości. Tymczasem w rzeczywistości nadal obserwujemy bardzo szybkie innowacje w technologii słonecznej. Używając trzech modeli, które śledzą pozytywne sprzężenia zwrotne, przewidujemy, że energia słoneczna PV zdominuje globalny miks energetyczny do połowy tego stulecia.” – mówi Femke Nijsse z Exeter’s Global Systems Institute.
Globalny udział w produkcji energii elektrycznej z różnych technologii.
Scenariusz rozwoju fotowoltaiki zależny jest jednak od geografii. W poszczególnych regionów świata jej koszty będą nieco inne, a przede wszystkim różne będą ceny konkurencyjnych technologii, zarówno czystych jak i bazujących na paliwach kopalnych. Jak widać na wykresach przygotowanych przez zespół University of Exeter i University College London niezależnie od szerokości geograficznej energia słoneczne będzie najtańszą z opcji, nawet jeśli uwzględnimy koszty systemowe związane z magazynowanie. Dziać się tak będzie nawet w miejscach położonych najbardziej na północ, jak Japonia. Tutaj jednak znacznie droższe niż gdzie indziej będą zarówno paliwa kopalne, które trzeba importować jak i energetyka wiatrowa, do której trzeba sprowadzać surowce i podzespoły. W większości regionów lądowe farmy wiatrowe będą zresztą technologią najbardziej konkurencyjną cenowo. Zwłaszcza w Brazylii oraz USA, a do pewnego stopnia także w Europie. Za to w Chinach i Indiach wciąż istotną alternatywą pozostanie węgiel – kopalina w którą oba kraje są bardzo zasobne.
Regionalnie ważony średni koszt energii elektrycznej (LCOE), uwzględniający koszty systemowe, ale z wyłączeniem kosztów polityk
a UE-27 (b) Stany Zjednoczone (c) Indie (d) Chiny (e) Japonia i (f) Brazylia. Zacienione obszary to przedział ufności 10-90 proc.. Energii słoneczna z uwzględnieniem kosztów jej magazynowania jest już jedną z najtańszych form energii elektrycznej. W niektórych regionach wiatr i słońce pozostają konkurencyjne, podczas gdy energia słoneczna staje się znacznie tańsza w innych. Bez opodatkowania węgiel jest zazwyczaj tańszy niż gaz.
Obecnie energetyka węglowa najbardziej opłacalna jest jednak wyłącznie w Japonii. W większości krajów numerem jeden pozostaje za to energetyka wiatrowa – szczególną pozycję ma w tym Polska, Niemcy oraz Dania i Irlandia, cztery kraje w których najlepszą opcją są morskie wiatrowe (także Grenlandia zależna od Danii). Na mapach przedstawionych przez zespół naukowców widać jednak jak w kolejnych krajach szybko jest dominowana przez solary. Już teraz są najlepszym wyborem połowie Europy (na południe od Polski i Niemiec), na Bliskim Wschodzie, Azji południowo-wschodniej łącznie z Chinami, Australią i w wielu krajach Afryki. Już jednak w 2027 roku fotowoltaika ma zdominować świat jeśli chodzi o parametry finansowe w produkcji energii. Jednym konkurentem pozostanie wiatr i to tylko w krajach północno-zachodniej Europy – od Irlandii po Finlandię – położonych nad morze i charakteryzujących się dużą wietrznością.
Technologia z najniższym średnim kosztem energii elektrycznej (LCOE) w zależność od roku i regionu
Każda mapa pokazuje 70 regionów E3ME (globalnego, makroekonometrycznego model zaprojektowanego do symulacji i oceny średnio- i długoterminowych skutków polityki środowiskowej i gospodarczej): w 2020 (a), 2023 (b), 2027 (c) i 2030 (d). Największa zmiana nastąpi między 2020 a 2027 rokiem, co oznacza, że szereg technologii ustępuje miejsca słonecznej fotowoltaicznej jako najtańszemu źródłu energii elektrycznej.
Zespół zidentyfikował jednak cztery ważne bariery ograniczające rozwój fotowoltaiki:
- Wyporność sieci: Wytwarzanie energii słonecznej jest zmienne (dzień/noc, pora roku, pogoda), więc sieci muszą być do tego odpowiednio zaprojektowane. „Jeśli nie wdrożysz procesów, aby poradzić sobie z tą zmiennością, możesz być zmuszony do stabilizowania systemu przez spalanie paliw kopalnych”, mówi Dr Nijsse powiedział. Narzędzia zwiększania odporności sieci obejmują inwestowanie w inne odnawialne źródła energii, takie jak wiatr, kable przesyłowe łączące różne regiony, rozległe magazyny energii elektrycznej i politykę zarządzania popytem (taką jak zachęty do ładowania samochodów elektrycznych poza godzinami szczytu). Dotacje rządowe oraz finansowanie badań i rozwoju są ważne na wczesnych etapach tworzenia odpornej sieci.
- Dostęp do finansowania: Rozwój energii słonecznej nieuchronnie będzie zależał od dostępności finansowania. Obecnie projekty niskoemisyjne są mocno skoncentrowane w krajach o wysokich dochodach. Nawet finansowanie międzynarodowe w dużej mierze faworyzuje kraje o średnich dochodach, pozostawiając na uboczu kraje o niższych dochodach – szczególnie te w Afryce – z niedoborem finansowania energii słonecznej pomimo ogromnego potencjału inwestycyjnego. Nadia Ameli z Instytutu Zrównoważonych Zasobów UCL przekonuje jednak, że wraz z szybkim spadkiem kosztu odnawialnych źródeł energii, dekarbonizacja w krajach rozwijających się będą znacznie łatwiejsza.
- Łańcuchy dostaw: Przyszłość zdominowana przez słońce prawdopodobnie będzie intensywnie wykorzystująca metale i minerały. Przyszłe zapotrzebowanie na „krytyczne minerały” wzrośnie. Elektryfikacja i baterie wymagają dużej ilości surowców takich jak lit i miedź. W miarę jak kraje przyspieszają wysiłki na rzecz dekarbonizacji, przewiduje się, że do 2040 roku technologie odnawialne będą odpowiadać za 40 proc. całkowitego zapotrzebowania na minerały takie jak miedź i pierwiastki ziem rzadkich, od 60 do 70 proc. na nikiel i kobalt oraz prawie 90 proc. na lit.
- Opozycja polityczna: Opór ze strony podupadających branż może wpłynąć na transformację. Tempo transformacji zależy nie tylko od decyzji ekonomicznych przedsiębiorców, ale także od tego, jak do tego podejdą decydenci polityczni. Szybka transformacja słoneczna może zagrozić źródłom utrzymania do 13 milionów ludzi na całym świecie pracujących w przemyśle paliw kopalnych i branżach zależnych. Regionalna polityka rozwoju gospodarczego i przemysłowego może rozwiązać nierówność i zmniejszyć ryzyko związane z oporem ze strony podupadających gałęzi przemysłu.
Jeszcze nie dodano komentarza!