Av David Andresen & Phil Layton, PI energi
Fossilt brensel utgjør omtrent 80 % av den totale primærenergien som forbrukes globalt, og dette tallet har ikke endret seg vesentlig de siste 30 årene. PI energi ble grunnlagt for å utvikle en neste generasjons solcelle-PV-teknologi, for å være kostnadskonkurransedyktig og globalt skalerbar, for å skape en pragmatisk vei for å dempe klimaendringer og skifte til ren teknologi.
Det er mange potensielle kilder til fornybar energi, inkludert vind, sol, geotermisk energi, bølge, tidevann, vannkraft, biomasse og mer, hver med teknologier på forskjellige stadier av kommersiell modenhet og utvikling. Hvilken type fornybar energi har potensial til å gi hoveddelen av ren energi i de kommende tiårene?
Noen ganger gjør for mange alternativer en beslutning vanskelig1. En overgang til ren energi er per definisjon et komplekst problem, en oppgave som aldri har blitt utført før. Med så mange valg, hvordan velger vi riktig teknologi for å lede en ren energiomstilling? Ikke alle fornybare energikilder fungerer bra overalt eller hele tiden, med noen teknologier som er praktiske på bare noen få steder (f.eks. tidevannsenergi i Skottland2), mens andre kilder kan fungere godt i mange deler av verden.
De siste årene har nye funn innen klimavitenskap3 peker på økninger i klimagasser som forsterker ekstreme værhendelser rundt om i verden. Mens fornybar energi og ren teknologi har gjort noen fremskritt, i løpet av 1999-2019, har det globale forbruket av fossilt brensel faktisk vokst med mer enn 32 %, og i løpet av de siste to tiårene utgjør fossilt brensel fortsatt omtrent 80 % av den totale primærenergien. Vi er fortsatt i en alder av fossilt brensel.
I oktober 2021 forårsaket store nedbørsmengder i Shanxi omfattende flom av mange kullgruver i Kina, noe som resulterte i kullmangel, noe som forårsaket stopp i solcellepanelet4 produksjon, noe som resulterer i en global prisstigning5. Denne ironiske koblingen mellom fossilt brensel og dagens fornybare energi understreker det faktum at kull, og dets fossile fettere (gass og olje), fortsatt er relativt billige, og at fornybar energi ennå ikke har blitt langt mer bærekraftig og kostnadskonkurransedyktig for å virkelig kunne ekspandere globalt. Alle energikilder, inkludert dagens fornybare energikilder, har karbonfotavtrykk som må minimeres. Energivalg henger igjen i flere tiår, slik at dårlige valg kan være dyre og faktisk kan eliminere vår evne til å reagere tilstrekkelig på klimaendringer.
I den store utfordringen med å velge en prioritet for fornybar energi og ren teknologi, hva kan være kriteriene for å velge de beste rene energivalgene for realistisk å dempe klimaendringene? Dette spørsmålet er kjernen i klimakrisen, et rasjonelt utvalg må være pragmatisk, og vil sannsynligvis inkludere følgende krav for en vellykket og global omstilling av ren energi, der nåværende og teknologier under utvikling bør vurderes dersom de har potensial for :
- Nær null drivhusgasser utslipp
- Regionalt tilgjengelig hele verden
- Høyt energipotensial og effekttetthet for praktisk talt å møte de fleste etterspørselen
- Laget av jordrike ikke-giftige elementer for global skalerbarhet
- Lave kostnader, inkludert produksjon og installasjon for global skalerbarhet
Disse målstyrte kriteriene bør identifisere hvilke typer fornybar energi som kan prioriteres, men det betyr ikke at det resulterende valget vil være det beste for alle mennesker overalt. Vi kommer også til å anta at energilagring, enten store batterier, hydrogen eller andre skalerbare løsninger blir løst, slik at variasjon i kraftproduksjon er mindre et problem. La oss bruke kriterielisten på tvers av ulike former for fornybar energi.
Opprinnelig liste over kandidatkategorier for fornybar energi:
- Nær null drivhusgasser. Energikilden må ha potensial til å ha et svært lavt karbonnetto fotavtrykk. Biomasse og biodrivstoff involverer forbrenning og har ofte betydelige tilførsler av fossilt brensel. Solvarmekraftverk krever ofte mye vann for å drive turbiner på tørre steder (høyt karbonavtrykk). Store vanndammer kan ha betydelige konsekvenser, inkludert karbonfotavtrykk, men micro hydro har potensial til å bli langt renere.
2. Regionalt tilgjengelig over hele verden. Mens vannkraft, geotermisk energi, bølger og tidevann kan være gode energikilder, er de oftest geografisk begrenset. For å unngå enorme kostnader ved å transportere energi over store avstander, må energikilder potensielt forsyne de fleste regioner rundt om i verden.
- Høyt energipotensial og effekttetthet er nødvendige for praktisk talt å møte mesteparten av etterspørselen, samt realistisk konkurranse med fossilt brensel. Solar PV har det desidert høyeste teoretiske potensialet blant fornybare energikilder (se diagrammet nedenfor).
En viktig og ofte ignorert faktor er Area Power Density, et mål på hvor mye areal som må brukes for å generere energien (kwh per acre eller MWh per kvadratkilometer eller mil). Fossilt brensel er svært energitett, og solenergi har de høyeste arealkrafttetthetene av fornybare energikilder, som vist i grafen nedenfor.
Tatt i betraktning kriteriene som er brukt, får solenergi den høyeste poengsummen så langt:
Hvis vi ser på solcellepaneler som den potensielle prioriteringen for en ren energiomstilling, må vi se nærmere ettersom PV finnes i mange typer. Her er de forskjellige generasjonene av PV-teknologier:
- Første generasjon PV (1941-gjeldende): Dette var den første kommersielle PV-teknologien. Tradisjonell krystallinsk silisium PV dominerer fortsatt, med omtrent 96 % av salget av solcellemoduler globalt. I dag er det den pålitelige standarden, selv om den har betydelige energikostnader og karbonavtrykk for produksjon, og den er begrenset til visse markeder på grunn av dens vekt og stivhet.
- Andre generasjons PV (CdTe og CIGS), først kommersialisert på 1990-tallet: Dette er tynnfilmmaterialer, som inneholder knappe elementer (indium, gallium, tellur) og i de fleste tilfeller også giftige elementer (f.eks. kadmium). Galliumarsenid er en eksotisk PV-solcelle, som gir høyere effektivitet, men som også inneholder knappe og giftige elementer, og er uoverkommelig dyr for de fleste bruksområder.
- Tredje generasjon PV inkluderer:
- Perovskitter: for tiden ikke stabile og inneholder vannløselig bly.
- Quantum dot: er i utvikling som spebarn, inneholder bly eller kadmium, eller har ikke vært kommersielt tilgjengelig.
- Ny generasjon PV: Ny PV med potensial for god og stabil ytelse, ved bruk av ikke-giftige jordrike elementer. PI energi utvikler en proprietær, tynn og fleksibel ikke-giftig solcelle-PV som bruker betydelig mindre energi til å produsere enn førstegenerasjons solcelle-PV.
4. Laget av jordrike ikke-giftige elementer for global skalerbarhet.
Global skalerbarhet av ren energi utelukker betydelig bruk og distribusjon av knappe og giftige elementer, noe som betyr at bare c-silisium og fjerde generasjon PV oppfyller dette kravet.
5. Lave kostnader. Dette er siste steg i kriteriene, og det inkluderer produksjon og installasjon av fornybar energi. Krystallinsk silisium er den globale lederen for installasjoner for fornybar energi de siste årene, men solenergi gir bare mindre enn 0.4 % av det globale energiforbruket6. Som den nåværende dominerende teknologien er c-Si begrenset hvor den kan installeres, på grunn av dens stivhet og vekt, noe som øker installasjonskostnadene. De ideelle solenergimaterialene, iht MIT, er en lett og fleksibel PV-modul, laget av jordrike elementer, slik at de kan installeres på nye applikasjoner, inkludert de fleste bygningens eksteriør og til og med elektriske og hybridbiler.
Mens nåværende c-Si ser ut til å være den beste solenergiløsningen i dag, må vi gjøre mye bedre for å håndtere klimaendringer og gjøre ren teknologi og energi til et markedsvalg, basert på kostnadskonkurranseevne og global distribusjon, slik at det kan økes. raskt opp. PI energi er en ny generasjon PV-teknologi under utvikling. Selskapet planlegger å tilby en langt bedre solcelleløsning som utvides der solenergi kan brukes basert på økonomi og funksjonalitet. For mer informasjon se www.pienergy.com.
Denne artikkelen støttes av PI energi.
1 "The Paradox of Choice - Why More is Less", av Barry Schwartz, PhD. 2004 .(ISBN 0-06-000568-8)
2«Harnessing The Power Of The Tides In Scotland», av Steve Hanley – Cleantechnica, 15. november 2021
4https://www.bbc.com/news/business-58879481
Setter du pris på CleanTechnicas originalitet? Vurder å bli en CleanTechnica-medlem, supporter, tekniker eller ambassadør - eller en beskytter på Patreon.
- "
- &
- 2021
- Om oss
- Ifølge
- Logg inn
- tvers
- adresse
- Annonser
- Alle
- blant
- forsterkende
- søknader
- AREA
- rundt
- Artikkel
- tilgjengelig
- batterier
- bbc
- være
- BEST
- biomasse
- Bygning
- karbon
- karbonutslipp
- saker
- forårsaket
- utfordre
- endring
- Kina
- ren energi
- cleantech
- Cleantech Talk
- Klima forandringer
- klimakrisen
- nærmere
- CNBC
- Kull
- kommer
- kommersiell
- Selskapet
- komplekse
- forbruk
- inneholder
- Kostnader
- krise
- Gjeldende
- DA
- Etterspørsel
- distribusjon
- utvikle
- utvikle
- Utvikling
- forskjellig
- under
- Økonomi
- effektivitet
- energi
- hendelser
- Expand
- utvides
- Figur
- Film
- Først
- Fotspor
- skjemaer
- fossilt brensel
- Brensel
- GAS
- generere
- generasjoner
- få
- Global
- Globalt
- skal
- god
- klimagass
- Vekst
- Gjest
- her.
- Høy
- Hvordan
- HTTPS
- stort
- Hybrid
- hydrogen
- identifisere
- viktig
- Inkludert
- informasjon
- innsikt
- integrert
- IT
- stor
- føre
- Begrenset
- LINK
- Liste
- produksjon
- marked
- Markets
- materialer
- måle
- MIT
- mer
- mest
- nett
- Olje
- alternativer
- rekkefølge
- Annen
- Pacific
- Patreon
- Ansatte
- ytelse
- planter
- podcast
- dårlig
- makt
- pris
- Problem
- gi
- gir
- Quantum
- spørsmål
- fornybar energi
- Renewables
- Krav
- salg
- skalerbarhet
- skalerbar
- skift
- mangel
- signifikant
- So
- solenergi
- solenergi
- Solutions
- Sponset
- kvadrat
- lagring
- vellykket
- levere
- Støttes
- overflaten
- bærekraftig
- Snakk
- Technologies
- Teknologi
- Grafen
- Kilden
- verden
- termisk
- tid
- i dag
- tradisjonelle
- transporter
- us
- Vann
- Wave
- Hva
- vind
- Arbeid
- verden
- ville
- år