Paprasčiausia matematika: kodėl Saulės energetikoje reikia rimto technologinio proveržio (7)
Kad išties įsitvirtintų, iki 2050 metų 1 Saulės energijos vatas turės kainuoti 25¢. Ar tai įgyvendinamas tikslas, o jeigu ne, ar tai blogai?
Kaip pramonė tai įgyvendins?
Kiek turėtų kainuoti Saulės energija (SE), kad taptų išties įprasta, paplitusi, meinstryminė? Ir ar pramonė rengiasi šį tikslą pasiekti?
Šie klausimai nagrinėjami žurnalo Nature Energy straipsnyje.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Kad SE 2050 metais tiektų beveik trečdalį pasaulio elektros energijos, jos instaliavimas galiausiai turėtų kainuoti ~25 centus už vatą (skaičiuojant dabartiniais doleriais). O be rimto technologinio proveržio šis tikslas gali būti nepasiekiamas.
Kodėl SE ateityje reikia pasiekti tokią agresyviai žemą kainą, jeigu jau dabar kai kuriose rinkose ji sėkmingai konkuruoja su iškastiniu kuru? Pateikiame priežastis:
Dabar konkurencinga Saulės energijos 1 W kaina – 1$. Iki 2050 ji gali sumažėti 70%Taigi, jei SE sudarant nedidelę dalį, nesubsidijuojama $1.00/W kaina yra konkurencinga, ilgainiui vertės defliaciją SE galėtų aplenkti, jeigu 1 W įrengimas kainuotų US$0,25.
O koks energijos kaupimo ir apkrovos perskirstymo vaidmuo, kovojant su vertės defliacija? Nors šie aspektai svarbūs, tačiau jų panaudojimas – tik dalinis sprendimas:
Egzistuojančios, paremtos siliciu, SE technologijos, nuolatos (ir kartais dramatiškai) pigo. Tai kodėl SE industrija negali ir toliau nuosekliai tobulinti savo produktų, kad šie atitiktų ateities rinkų poreikius? Atsakome:
Jei dabartinių technologijų piginimas – netoliaregiškas, kokia technologija galima remtis?
Tai kokia technologija pramonė turėtų remtis? Užuot rinkusios naują favoritą, SE pramonės įmonės turėtų investuoti į egzistuojančių technologijų alternatyvų vystymą. Ir šios alternatyvos turėtų apimti tiek naujas SE elementų gamybos medžiagas ir procesus, tiek ir naujus pritaikymus – kartu šie faktoriai gali atnešti pergalę SE ekonomikai. Pavyzdžiui, miestų peizaže integruota itin efektyvi fotovoltinė danga galėtų padėti patenkinti miesto energijos poreikius, smarkia nepabrangindama naujų statybų.
Šiame straipsnyje paaiškinsime, kodėl ilgalaikiai tikslai yra išbandytas ir patikimas mechanizmas, į kurį pramonė turėtų investuoti šiandien, kad rytoj gautų revoliucinius produktus.
Revoliuciniai planai
Garsiausias ilgalaikio technologinio vystymosi planas yra Moore’o dėsnis. 1965 metais Gordonas Moore'as prognozavo, kas tranzistorių skaičius integrinėse schemose – ar mikrolustuose – kas porą metų padvigubėja. Po to pusšimtį metų pramonė kas vadovavosi Moore’o nubrėžtomis gairėmis.
Pramonė, teikianti prioritetus inovacijoms, gali pasiekti, kaip atrodė, nerealistiškus, tikslus
Nors augimo tempas lėtėja, Moore’o palikimas nepaneigiamas: jis įrodė, kad pramonė, teikianti prioritetus inovacijoms, gali pasiekti, kaip atrodė, nerealistiškus, tikslus.
Bet netgi ne aukštųjų technologijų pramonės šakos sukūrė ilgalaikius technologijų vystymo planus, paskatinusius investuoti tyrimus ir dizainą. Pavyzdžiui, JAV plieno pramonė, drauge su Energijos departamentu, vykdė tyrimų planus nuo 1997 iki 2008. Tai leido sumažinti plieno gamybos JAV energijos sąnaudas 30 procentų ir pramonė toliau finansuoja ilgalaikį naujų technologijų vystymą.
Kitos pramonės šakos šią žinutę irgi suprato. Kai kurios buvo glaudžiais susijusios su puslaidininkių pramone ir iš jų planingo vystymosi gavo tiesioginę naudą. Pavyzdžiui, firmos, gaminančios mikroelektromechanines sistemas (MEMS) – tarp kurių tokie jutikliai, kaip, tarkime, jūsų išmaniojo telefono akselerometras – pritaikė integrinių schemų vystymo planus savo pačių veiklos planavimui ir nusistovėjusią tvarką keičiančią MEMS technologiją.
Žvelgiant ateitin, įvairios pramonės šakos, nuo automobilių sektoriaus iki aviacijos ir pažangios gamybos, turi nustatytus technologijų planus, per kitus dešimtmečius spartinsiančius inovacijas.
Ambicingesnė Saulės energetikos pramonė
Fotovoltinių (PV) elementų pramonė irgi turi technologijų vystymo planą, kurį sukūrė silicio PV gamintojų konsorciumas. Bet šis planas yra ne tiek ambicingų tikslų rinkinys, kiek labiausiai tikėtino šios pramonės vystymosi prognozių kompiliacija. Tai yra, SE planas reaguoja į pramonės tendencijas, užuot jas formavęs.
Tai ryškiai kontrastuoja su aukščiau pateiktais technologijų vystymo planais, kuriuose iškeliami ambicingi tikslai, kuriuos pasiekti įmanoma tik inovacijomis. Energijos departamento SunShot iniciatyva ambicingesnė ir svariai prisidėjo prie JAV SE kaštų mažinimo per pastaruosius 5 metus. Tačiau jos tikslai kol kas siekia tik šio dešimtmečio pabaigą.
Dabar idealus metas nusistatyti ilgalaikius tikslus. Saulės elementų ir skydelių gamintojai 2015 metais džiaugėsi didesne marža, nei per ankstesnius penkerius metus. O dar penkiems metams pratęsus JAV federalinę mokesčių kredito investavimo programą, bei palaikančią Kinijos, Indijos ir kitų didžiųjų ekonomikų politiką, rinka ir toliau augs. Per santykinio stabilumo periodą pramonė turėtų atsitraukti ir iš naujo įvertinti ilgalaikių technologijų planų brėžiamą trajektoriją.
Investuodama į ilgalaikes inovacijas, saulės energetikos pramonė gali pakloti savo ilgos globalios sėkmės pamatus.
Kompanijos turėtų skirti išteklius kolektyvinių tyrimų ir standartų nustatymų finansavimui, – tokio modelio sėkmę demonstruoja puslaidininkių pramonė. Ir jos neturėtų daryti prielaidos, kad investuoti verta tik į jau egzistuojančius produktus.
Galiausiai, netgi technologijoms sparčiai vystantis, 25 centai už vatą iki amžiaus vidurio, gali būti neįgyvendinamas tikslas. Bet tokio ambicingo tikslo siekimas pasitarnaus pramonei. Investuodama į ilgalaikes inovacijas, saulės energetikos pramonė gali pakloti savo ilgos globalios sėkmės pamatus.
Tai dar vadinama „šešėline infliacija“.