Източник: theconversation.com
Удивителното намаление от 82 процента на цената на слънчевата фотоволтаична (PV) енергия от 2010 г. насам даде на света шанс да изгради енергийна система с нулеви емисии, която може да бъде по-евтина от системата, захранвана с изкопаеми горива, която заменя.
Международната агенция по енергетика предвижда, че фотоволтаичните слънчеви мощности трябва да нараснат десетократно до 2040 г., ако искаме да изпълним двойните задачи за облекчаване на глобалната бедност и ограничаване на затоплянето до доста под 2 градуса.
Критичните предизвикателства остават. Слънчевата енергия е „прекъсната“, тъй като слънчевото греене варира през деня и през различните сезони, така че енергията трябва да се съхранява, когато слънцето не грее. Политиката трябва също така да бъде разработена така, че да гарантира, че слънчевата енергия достига до най-отдалечените краища на света и местата, където е най-необходима. И ще има неизбежни компромиси между слънчевата енергия и други употреби на същата земя, включително опазване и биоразнообразие, селско стопанство и хранителни системи, както и употреби от общността и местното население.
Колеги и аз сега публикувахме в списание Nature първия глобален списък на големи съоръжения за генериране на слънчева енергия. „Големи“ в този случай се отнасят за съоръжения, които генерират поне 10 киловата, когато слънцето е в пика си. (Типичната малка жилищна покривна инсталация има капацитет от около 5 киловата).
Създадохме система за машинно обучение, за да открием тези съоръжения в сателитни изображения и след това внедрихме системата върху над 550 терабайта изображения, използвайки няколко човешки живота на изчисления.
Претърсихме почти половината земна повърхност, филтрирайки отдалечени райони, далеч от човешките популации. Общо открихме 68 661 слънчеви съоръжения. Използвайки площта на тези съоръжения и контролирайки несигурността в нашата система за машинно обучение, ние получаваме глобална оценка от 423 гигавата инсталиран генериращ капацитет в края на 2018 г. Това е много близо до оценката на Международната агенция за възобновяема енергия (IRENA) от 420 GW за същия период.
Проследяване на растежа на слънчевата енергия
Нашето проучване показва, че капацитетът за генериране на слънчева фотоволтаична енергия е нараснал със забележителните 81 процента между 2016 г. и 2018 г., периодът, за който имахме изображения с времеви щампи. Растежът се ръководи особено от увеличения в Индия (184 процента), Турция (143 процента), Китай (120 процента) и Япония (119 процента).
Съоръженията варираха по размер от обширни пустинни инсталации с гигаватов мащаб в Чили, Южна Африка, Индия и северозападен Китай до търговски и индустриални покривни инсталации в Калифорния и Германия, селски мозайки в Северна Каролина и Англия и градски мозайки в Южна Корея и Япония.
Слънчева енергия, смесена с оризови полета върху рекултивирана земя в Южна Корея. Запас за вас / shutterstock
Предимствата на данните на ниво съоръжение
Агрегираните данни на ниво държава от нашия набор от данни са много близки до статистическите данни на ниво държава на IRENA, които се събират от въпросници, държавни служители и индустриални асоциации. В сравнение с други набори от данни на ниво съоръжение, ние се занимаваме с някои критични пропуски в покритието, особено в развиващите се страни, където разпространението на слънчева фотоволтаична енергия е от решаващо значение за разширяване на достъпа до електроенергия, като същевременно намалява емисиите на парникови газове. Както в развитите, така и в развиващите се страни, нашите данни предоставят общ показател, безпристрастен от доклади от компании или правителства.
Геопространствено локализираните данни са от решаващо значение за енергийния преход. Мрежовите оператори и участниците на пазара на електроенергия трябва да знаят точно къде се намират слънчевите съоръжения, за да знаят точно количеството енергия, което генерират или ще генерират. Нововъзникващите in situ или отдалечени системи са в състояние да използват данни за местоположение, за да предскажат увеличено или намалено генериране, причинено, например, от преминаващи облаци или промени във времето.
Тази повишена предсказуемост позволява на слънчевата енергия да достигне по-големи пропорции на енергийния микс. Тъй като слънчевата енергия става по-предсказуема, мрежовите оператори ще трябва да държат по-малко електроцентрали с изкопаеми горива в резерв, а по-малкото санкции за свръх- или недостатъчно производство ще означават, че повече маргинални проекти ще бъдат отключени.
Използвайки предходния каталог на сателитни изображения, успяхме да изчислим датите на инсталиране за 30 процента от съоръженията. Данни като тези ни позволяват да проучим точните условия, които водят до разпространението на слънчевата енергия, и ще помогнат на правителствата да проектират по-добре субсидии за насърчаване на по-бърз растеж.
Авторите сравняват местоположението на слънчевите съоръжения с данни за използването на земята, за да разберат какво е имало преди. Обработваемата земя (светлокафява) беше най-често срещаната. Kruitwagen et al, Nature
Познаването къде се намира дадено съоръжение също ни позволява да проучим нежеланите последици от нарастването на производството на слънчева енергия. В нашето проучване открихме, че слънчевите електроцентрали са най-често в земеделски райони, следвани от пасища и пустини.
Това подчертава необходимостта от внимателно разглеждане на въздействието, което десетократното разширяване на слънчевия фотоволтаичен капацитет ще има през следващите десетилетия върху хранителните системи, биоразнообразието и земите, използвани от уязвимите групи от населението. Политиците могат да осигурят стимули вместо това да инсталират слънчево производство на покриви, което води до по-малка конкуренция при използване на земята, или други опции за възобновяема енергия.
