Door David Andresen en Phil Layton, PI-energie
Fossiele brandstoffen leveren ongeveer 80% van de totale primaire energie die wereldwijd wordt verbruikt, en dit cijfer is de afgelopen dertig jaar niet substantieel veranderd. PI-energie werd opgericht om een zonne-PV-technologie van de volgende generatie te ontwikkelen, die kostenconcurrerend en wereldwijd schaalbaar moet zijn, om een pragmatisch pad te creëren om de klimaatverandering te verzachten en over te schakelen op schone technologie.
Er zijn veel potentiële bronnen van hernieuwbare energie, waaronder windenergie, zonne-energie, geothermische energie, golfslagenergie, getijdenenergie, waterkracht, biomassa en meer, elk met technologieën die zich in verschillende stadia van commerciële volwassenheid en ontwikkeling bevinden. Welk type hernieuwbare energie heeft het potentieel om de komende decennia het grootste deel van de schone energie te leveren?
Soms maken te veel opties een beslissing lastig1. Een transitie naar schone energie is per definitie een complex probleem, een taak die nog nooit eerder is volbracht. Hoe kiezen we, met zoveel keuzes, de juiste technologie om een transitie naar schone energie te leiden? Niet alle hernieuwbare energiebronnen werken overal of altijd goed, waarbij sommige technologieën slechts op een paar locaties praktisch toepasbaar zijn (bijvoorbeeld getijdenenergie in Schotland2), terwijl andere bronnen in veel delen van de wereld goed kunnen werken.
De afgelopen jaren zijn er nieuwe bevindingen in de klimaatwetenschap verschenen3 wijzen erop dat de toename van broeikasgassen de extreme weersomstandigheden over de hele wereld versterkt. Hoewel hernieuwbare energie en schone technologie enige vooruitgang hebben geboekt, is het mondiale verbruik van fossiele brandstoffen in de periode 1999-2019 feitelijk met ruim 32% gegroeid, en de afgelopen twintig jaar leveren fossiele brandstoffen nog steeds ongeveer 80% van de totale primaire energie. We bevinden ons nog steeds in het tijdperk van de fossiele brandstoffen.
In oktober 2021 veroorzaakte hevige regenval in Shanxi wijdverbreide overstromingen van veel kolenmijnen in China, wat resulteerde in kolentekorten, waardoor de zonnepanelen vastliepen.4 productie, resulterend in een mondiale prijsstijging5. Dit ironische verband tussen fossiele brandstoffen en de huidige hernieuwbare energie onderstreept het feit dat steenkool, en zijn fossiele neven (gas en olie), nog steeds relatief goedkoop zijn, en dat hernieuwbare energie nog veel duurzamer en kostenconcurrerender moet worden om echt te kunnen concurreren. mondiaal uitbreiden. Alle energiebronnen, inclusief de huidige hernieuwbare energiebronnen, hebben een COXNUMX-voetafdruk die tot een minimum moet worden beperkt. Energiekeuzes blijven tientallen jaren hangen, zodat slechte keuzes duur kunnen zijn en feitelijk ons vermogen om adequaat op de klimaatverandering te reageren kunnen elimineren.
Wat zouden, in de uitdaging die op het spel staat bij het selecteren van een prioriteit op het gebied van hernieuwbare energie en schone technologie, de criteria kunnen zijn om de beste keuzes op het gebied van schone energie te selecteren om de klimaatverandering op realistische wijze te beperken? Deze vraag vormt de kern van de klimaatcrisis; een rationele selectie moet pragmatisch zijn en zou waarschijnlijk de volgende vereisten omvatten voor een succesvolle en mondiale transitie naar schone energie, waarbij huidige en nog in ontwikkeling zijnde technologieën moeten worden overwogen als ze het potentieel hebben voor :
- Bijna nul broeikasgas emissies
- Regionaal verkrijgbaar over de hele wereld
- Hoog energiepotentieel en vermogensdichtheid om praktisch aan de meeste vraag te voldoen
- Gemaakt van aarde-overvloedige niet-giftige elementen voor mondiale schaalbaarheid
- Goedkoop, inclusief productie en installatie voor wereldwijde schaalbaarheid
Deze doelgerichte criteria moeten de soorten hernieuwbare energie identificeren die prioriteit kunnen krijgen, maar dit betekent niet dat de daaruit voortvloeiende keuze de beste zal zijn voor alle mensen waar dan ook. We gaan er ook van uit dat energieopslag, of het nu gaat om grote batterijen, waterstof of andere schaalbare oplossingen, wordt opgelost, zodat de variabiliteit in de energieopwekking minder een probleem is. Laten we de lijst met criteria toepassen op verschillende vormen van hernieuwbare energie.
Eerste lijst van kandidaat-categorieën voor hernieuwbare energie:
- Bijna nul broeikasgas. De energiebron moet het potentieel hebben om een zeer lage COXNUMX-voetafdruk te hebben. Biomassa en biobrandstoffen gaan gepaard met verbranding en hebben vaak een aanzienlijke input van fossiele brandstoffen. Thermische zonne-energiecentrales hebben vaak veel water nodig om turbines op droge locaties aan te drijven (hoge ecologische voetafdruk). Grote hydrodammen kunnen dat wel hebben aanzienlijke gevolgen, waaronder de COXNUMX-voetafdruk, maar microwaterkracht heeft de potentie om veel schoner te zijn.
2. Regionaal beschikbaar over de hele wereld. Hoewel waterkracht, geothermie, golven en getijden goede energiebronnen kunnen zijn, zijn ze meestal geografisch beperkt. Om enorme kosten voor het transport van energie over grote afstanden te voorkomen, moeten energiebronnen potentieel de meeste regio's in de wereld van energie voorzien.
- Hoog energiepotentieel en vermogensdichtheid zijn noodzakelijk om praktisch aan de meeste vraag te voldoen, en om realistisch te kunnen concurreren met fossiele brandstoffen. Zon-PV heeft veruit het hoogste theoretische potentieel onder de hernieuwbare energiebronnen (zie onderstaande grafiek).
Een belangrijke en vaak genegeerde factor is de oppervlaktevermogensdichtheid, een maatstaf voor hoeveel gebied moet worden ingezet om de energie op te wekken (kwh per acre of MWh per vierkante km of mijl). Fossiele brandstoffen hebben een zeer energiedichtheid en zonne-energie heeft de hoogste oppervlakte-energiedichtheid van hernieuwbare energiebronnen, zoals blijkt uit de onderstaande grafiek.
Rekening houdend met de toegepaste criteria scoort zon-PV tot nu toe de hoogste score:
Als we zonne-PV beschouwen als de potentiële prioriteit voor een transitie naar schone energie, moeten we dit nader bekijken, aangezien PV in vele soorten bestaat. Hier zijn de verschillende generaties PV-technologieën:
- Eerste generatie PV (1941-heden): Dit was de eerste commerciële PV-technologie. Traditionele kristallijne silicium-PV domineert nog steeds, met ongeveer 96% van de wereldwijde verkoop van zonnepanelen. Tegenwoordig is het de betrouwbare standaard, hoewel het aanzienlijke energiekosten en COXNUMX-voetafdruk voor de productie met zich meebrengt, en vanwege zijn gewicht en stijfheid beperkt is tot bepaalde markten.
- Tweede generatie PV (CdTe en CIGS), voor het eerst op de markt gebracht in de jaren negentig: dit zijn dunnefilmmaterialen die schaarse elementen bevatten (indium, gallium, tellurium) en in de meeste gevallen ook giftige elementen (bijvoorbeeld cadmium). Galliumarsenide is een exotische PV-zonnecel, die een hoger rendement biedt, maar ook schaarse en giftige elementen bevat, en voor de meeste toepassingen onbetaalbaar is.
- PV van de derde generatie omvat:
- Perovskieten: momenteel niet stabiel en bevatten in water oplosbaar lood.
- Quantum dot: bevinden zich in de kinderschoenen, bevatten lood of cadmium, of zijn niet in de handel verkrijgbaar.
- Nieuwe generatie PV: Nieuwe PV met het potentieel voor goede en stabiele prestaties, waarbij gebruik wordt gemaakt van niet-giftige elementen die overvloedig aanwezig zijn in de aarde. PI-energie ontwikkelt een eigen dunne en flexibele, niet-giftige zonne-PV die aanzienlijk minder energie verbruikt bij de productie dan zonne-PV van de eerste generatie.
4. Gemaakt van aarde-overvloedige niet-giftige elementen voor mondiale schaalbaarheid.
De mondiale schaalbaarheid van schone energie sluit een significant gebruik en inzet van schaarse en giftige elementen uit, wat betekent dat alleen c-silicium en PV van de vierde generatie aan deze eis voldoen.
5. Goedkoop. Dit is de laatste stap in de criteria en omvat de productie en installatie van hernieuwbare energie. Kristallijn silicium is de afgelopen jaren wereldleider op het gebied van hernieuwbare energie-installaties, maar zonne-energie levert slechts minder dan 0.4% van de mondiale energieconsumptie6. Als huidige dominante technologie is c-Si beperkt in de plaatsen waar het kan worden geïnstalleerd vanwege de stijfheid en het gewicht, waardoor de installatiekosten stijgen. De ideale zonnematerialen, volgens MIT, is een lichtgewicht en flexibele PV-module, gemaakt van elementen die overvloedig aanwezig zijn in de aarde, zodat ze kunnen worden geïnstalleerd op nieuwe toepassingen, inclusief de meeste buitenkanten van gebouwen en zelfs elektrische en hybride voertuigen.
Hoewel de huidige c-Si vandaag de dag de beste oplossing voor zonne-energie lijkt te zijn, moeten we veel beter ons best doen om de klimaatverandering aan te pakken en van schone technologie en energie een marktkeuze te maken, gebaseerd op kostenconcurrentievermogen en mondiale inzetbaarheid, zodat deze kan worden opgevoerd. snel op. PI-energie is een nieuwe generatie PV-technologie die momenteel in ontwikkeling is. Het bedrijf is van plan een veel betere PV-oplossing te bieden die zich uitbreidt waar zonne-energie kan worden gebruikt op basis van economie en functionaliteit. Voor meer informatie, bezoek www.pienergy.com.
Dit artikel wordt ondersteund door PI-energie.
1 “De paradox van keuze – waarom meer minder is”, door Barry Schwartz, PhD. 2004. (ISBN 0-06-000568-8)
4https://www.bbc.com/news/business-58879481
Waardeer je de originaliteit van CleanTechnica? Overweeg om een CleanTechnica-lid, ondersteuner, technicus of ambassadeur - of een beschermheer op Patreon.
- "
- &
- 2021
- Over
- Volgens
- Account
- over
- adres
- Adverteer
- Alles
- onder
- versterkend
- toepassingen
- GEBIED
- rond
- dit artikel
- Beschikbaar
- batterijen
- bbc
- wezen
- BEST
- biomassa
- Gebouw
- carbon
- ecologische voetafdruk
- gevallen
- veroorzaakt
- uitdagen
- verandering
- China
- schone energie
- cleantech
- Cleantech-talk
- Klimaatverandering
- klimaat crisis
- dichterbij
- CNBC
- Steenkool
- komst
- commercieel
- afstand
- complex
- consumptie
- bevat
- Kosten
- crisis
- Actueel
- DA
- Vraag
- inzet
- ontwikkelen
- het ontwikkelen van
- Ontwikkeling
- anders
- gedurende
- Economie
- doeltreffendheid
- energie-niveau
- EVENTS
- Uitvouwen
- breidt uit
- Figuur
- Film
- Voornaam*
- Footprint
- formulieren
- fossiele brandstoffen
- Brandstof
- GAS
- voortbrengen
- generaties
- het krijgen van
- Globaal
- Wereldwijd
- gaan
- goed
- broeikasgas
- Gast
- hier
- Hoge
- Hoe
- HTTPS
- reusachtig
- Hybride
- waterstof
- identificeren
- belangrijk
- Inclusief
- informatie
- inzichten
- geïntegreerde
- IT
- Groot
- leiden
- Beperkt
- LINK
- Lijst
- productie
- Markt
- Markten
- materieel
- maatregel
- MIT
- meer
- meest
- netto
- Olie
- Opties
- bestellen
- Overige
- Pacific
- Patreon
- Mensen
- prestatie
- planten
- Podcast
- arm
- energie
- prijs
- probleem
- zorgen voor
- biedt
- Quantum
- vraag
- hernieuwbare energie
- Renewables
- Voorwaarden
- verkoop
- Schaalbaarheid
- schaalbare
- verschuiving
- tekorten
- aanzienlijke
- So
- zonne-
- zonne energie
- Oplossingen
- Gesponsorde
- vierkant
- mediaopslag
- geslaagd
- leveren
- ondersteunde
- Oppervlak
- duurzaam
- Talk
- Technologies
- Technologie
- De grafiek
- De Bron
- de wereld
- warmte-
- niet de tijd of
- vandaag
- traditioneel
- transporterende
- us
- Water
- Wave
- Wat
- wind
- Mijn werk
- wereld
- zou
- jaar