Девід Андресен і Філ Лейтон, П. І. Енергетика
Викопне паливо забезпечує близько 80% загального споживання первинної енергії в усьому світі, і ця цифра суттєво не змінилася за останні 30 років. П. І. Енергетика була заснована для розробки сонячної фотоелектричної технології наступного покоління, яка буде конкурентоспроможною та глобально масштабованою, щоб створити прагматичний шлях до пом’якшення зміни клімату та переходу до чистих технологій.
Існує багато потенційних джерел відновлюваної енергії, включаючи вітрову, сонячну, геотермальну, хвильову, приливну, гідроелектричну, біомасу тощо, кожна з яких має технології на різних стадіях комерційної зрілості та розвитку. Який вид відновлюваної енергії може забезпечити основну частину чистої енергії в найближчі десятиліття?
Іноді забагато варіантів ускладнює прийняття рішення1. Перехід до чистої енергії за визначенням є складною проблемою, завданням, яке ніколи раніше не вирішувалося. Маючи таку кількість можливостей, як вибрати правильну технологію для переходу на чисту енергію? Не всі відновлювані джерела енергії добре працюють скрізь або постійно, деякі технології є практичними лише в кількох місцях (наприклад, енергія припливів і відливів у Шотландії2), тоді як інші джерела можуть добре працювати в багатьох частинах світу.
В останні роки нові відкриття в кліматології3 вказують на збільшення викидів парникових газів через посилення екстремальних погодних явищ у всьому світі. Хоча відновлювані джерела енергії та чисті технології досягли певного прогресу, протягом 1999-2019 років глобальне споживання викопного палива фактично зросло більш ніж на 32%, і протягом останніх двох десятиліть викопне паливо все ще забезпечує близько 80% загальної первинної енергії. Ми все ще живемо в епоху викопного палива.
У жовтні 2021 року сильні дощі в Шаньсі спричинили масове затоплення багатьох вугільних шахт у Китаї, що призвело до дефіциту вугілля, що призвело до зупинки сонячних панелей4 виробництво, що призвело до глобального зростання цін5. Цей іронічний зв’язок між викопним паливом і сучасною відновлюваною енергією підкреслює той факт, що вугілля та його викопні родичі (газ і нафта) все ще відносно дешеві, і що відновлювана енергія ще має стати набагато більш стійкою та економічно конкурентоспроможною, щоб справді розширюватися по всьому світу. Усі джерела енергії, включаючи поточні відновлювані джерела енергії, мають вуглецевий слід, який необхідно мінімізувати. Енергетичний вибір залишається десятиліттями, тому неправильний вибір може бути дорогим і фактично позбавити нашої здатності адекватно реагувати на зміну клімату.
У складній проблемі вибору пріоритету відновлюваних джерел енергії та чистих технологій, які критерії можуть бути для вибору найкращих варіантів чистої енергії для реалістичного пом’якшення зміни клімату? Це питання лежить в основі кліматичної кризи, раціональний вибір має бути прагматичним і, ймовірно, включатиме наступні вимоги для успішного глобального переходу на чисту енергію, де слід розглядати поточні технології та технології, що знаходяться на стадії розробки, якщо вони мають потенціал для :
- Майже нульовий рівень ПГ Викиди
- Регіонально доступний по всьому світу
- Високий енергетичний потенціал і щільність потужності щоб практично задовольнити більшість попиту
- Виготовлений із поширених у землі нетоксичних елементів для глобальної масштабованості
- Низька вартість, включаючи виробництво та встановлення для глобального масштабування
Ці цільові критерії мають визначити типи відновлюваної енергії, які можуть бути пріоритетними, але це не означає, що кінцевий вибір буде найкращим для всіх людей у всьому світі. Ми також припустимо, що накопичення енергії, будь то великі батареї, водень чи інші масштабовані рішення, буде вирішено, щоб мінливість у виробництві електроенергії була меншою проблемою. Давайте застосуємо список критеріїв до різних форм відновлюваної енергії.
Початковий список категорій потенційних джерел відновлюваної енергії:
- Майже нульовий рівень ПГ. Джерело енергії повинно мати потенціал для дуже низького чистого сліду вуглецю. Біомаса та біопаливо включають спалювання та часто мають значну кількість викопного палива. Сонячні теплоелектростанції часто потребують багато води для роботи турбін у посушливих місцях (високий вуглецевий слід). Великі ГЕС можуть мати значний вплив, включаючи вуглецеві сліди, але мікроГЕС має потенціал бути набагато чистішим.
2. Регіонально доступний у всьому світі. Хоча гідро, геотермальна енергія, хвилі та припливи можуть бути хорошими джерелами енергії, вони найчастіше географічно обмежені. Щоб уникнути величезних витрат на транспортування енергії на великі відстані, джерела енергії мають потенційно забезпечити більшість регіонів світу.
- Високий енергетичний потенціал і щільність потужності необхідні для практичного задоволення більшості попиту, а також для реальної конкуренції з викопним паливом. Сонячна фотоелектрична енергія має найвищий теоретичний потенціал серед відновлюваних джерел енергії (див. графік нижче).
Важливим і часто ігнорованим фактором є щільність потужності площі, міра того, яка площа повинна бути виділена для виробництва енергії (кВт-год на акр або МВт-год на квадратний км або милю). Викопне паливо дуже енергоємне, а сонячна енергія має найвищу площу щільності відновлюваних джерел, як показано на графіку нижче.
Беручи до уваги застосовані критерії, сонячна фотоелектрична система отримує найвищий бал:
Якщо ми розглядаємо сонячну фотоелектричну енергію як потенційний пріоритет для переходу на чисту енергію, ми повинні придивитися ближче, оскільки фотоелектрична панель буває багатьох типів. Ось різні покоління фотоелектричних технологій:
- Перше покоління PV (1941-теперішній час): це була перша комерційна фотоелектрична технологія. Традиційний кристалічний кремнієвий PV все ще домінує, на нього припадає близько 96% продажів сонячних модулів у всьому світі. Сьогодні це надійний стандарт, хоча він вимагає значних витрат енергії та викидів вуглекислого газу для виробництва, і він обмежений певними ринками через свою вагу та жорсткість.
- Фотоелектричні панелі другого покоління (CdTe та CIGS), вперше комерційні в 1990-х роках: це тонкоплівкові матеріали, які містять дефіцитні елементи (індій, галій, телур), а в більшості випадків також токсичні елементи (наприклад, кадмій). Арсенід галію – це екзотична фотоелектрична сонячна батарея, яка забезпечує більш високу ефективність, але також містить дефіцитні та токсичні елементи та є надзвичайно дорогою для більшості застосувань.
- Третє покоління PV включає:
- Перовскіти: в даний час не стабільні і містять водорозчинний свинець.
- Квантова точка: знаходиться на стадії розробки, містить свинець або кадмій або не була комерційно доступною.
- PV нового покоління: нова PV з потенціалом хорошої та стабільної роботи, використовуючи нетоксичні елементи, поширені в землі. П. І. Енергетика розробляє запатентовану тонку та гнучку нетоксичну сонячну фотоелектричну систему, яка споживає значно менше енергії для виробництва, ніж сонячна фотоелектрична система першого покоління.
4. Виготовлений із поширених у землі нетоксичних елементів для глобальної масштабованості.
Глобальна масштабованість чистої енергії виключає значне використання та розгортання дефіцитних і токсичних елементів, що означає, що тільки c-кремній і четверте покоління PV відповідають цій вимозі.
5. Низька вартість. Це останній крок у критеріях, і він включає виробництво та встановлення відновлюваних джерел енергії. Кристалічний кремній є світовим лідером для установок відновлюваної енергії за останні роки, але сонячна фотоелектрична система забезпечує лише менше 0.4% світового споживання енергії6. Будучи домінуючою на даний момент технологією, c-Si обмежений у тому, де його можна встановити, через його жорсткість і вагу, що збільшує вартість встановлення. Ідеальні сонячні матеріали, на думку MIT, є легким і гнучким фотоелектричним модулем, виготовленим із елементів, що багаті землею, тому їх можна встановлювати в нових приміщеннях, включаючи більшість зовнішніх будівель і навіть електричні та гібридні автомобілі.
Незважаючи на те, що нинішній c-Si виглядає найкращим рішенням для сонячної енергетики на сьогодні, нам потрібно зробити набагато краще для вирішення проблеми зміни клімату та зробити чисті технології та енергетику ринковим вибором на основі конкурентоспроможності за ціною та глобальної можливості розгортання, щоб її можна було розширити. швидко вгору. П. І. Енергетика це фотоелектрична технологія нового покоління, яка зараз розробляється. Компанія планує надати набагато краще фотоелектричне рішення, яке розширює можливості використання сонячної енергії на основі економічності та функціональності. Для отримання додаткової інформації див www.pienergy.com.
Ця стаття підтримується П. І. Енергетика.
1 «Парадокс вибору – чому більше означає менше», Баррі Шварц, доктор філософії. 2004 р. (ISBN 0-06-000568-8)
2«Використання сили припливів у Шотландії», Стів Генлі – Cleantechnica, 15 листопада 2021 р.
4https://www.bbc.com/news/business-58879481
Цінуєте оригінальність CleanTechnica? Подумайте про те, щоб стати Член, прихильник, технік або посол CleanTechnica - або покровитель на Patreon.
- "
- &
- 2021
- МЕНЮ
- За
- рахунки
- через
- адреса
- Рекламувати
- ВСІ
- серед
- посилюється
- застосування
- ПЛОЩА
- навколо
- стаття
- доступний
- батареї
- BBC
- буття
- КРАЩЕ
- біомаса
- Створюємо
- вуглець
- вуглецевий слід
- випадків
- викликаний
- виклик
- зміна
- Китай
- екологічно чистої енергії
- cleantech
- Розмова Cleantech
- Зміна клімату
- кліматичний криза
- ближче
- CNBC
- Вугілля
- майбутній
- комерційний
- компанія
- комплекс
- споживання
- містить
- витрати
- криза
- Поточний
- DA
- Попит
- розгортання
- розвивати
- розвивається
- розробка
- різний
- під час
- Економіка
- ефективність
- енергія
- Події
- Розширювати
- розширюється
- Рисунок
- Фільм
- Перший
- Слід
- форми
- горючі корисні копалини
- Паливо
- ГАЗ
- породжувати
- покоління
- отримання
- Глобальний
- Глобально
- буде
- добре
- парниковий газ
- Зростання
- гість
- тут
- Високий
- Як
- HTTPS
- величезний
- гібрид
- Гідрування
- ідентифікувати
- важливо
- У тому числі
- інформація
- розуміння
- інтегрований
- IT
- великий
- вести
- обмеженою
- LINK
- список
- виробництво
- ринок
- ринки
- Матеріали
- вимір
- MIT
- більше
- найбільш
- мережу
- Нафта
- Опції
- порядок
- Інше
- Тихий океан
- Patreon
- Люди
- продуктивність
- рослин
- Подкаст
- бідні
- влада
- price
- Проблема
- забезпечувати
- забезпечує
- Квантовий
- питання
- відновлювальна енергія
- Поновлювані джерела енергії
- Вимога
- продажів
- масштабованість
- масштабовані
- зсув
- дефіцит
- значний
- So
- сонячний
- сонячна енергія
- Рішення
- Рекламні
- площа
- зберігання
- успішний
- поставка
- Підтриманий
- поверхню
- сталого
- балаканина
- Технології
- Технологія
- Графік
- Джерело
- світ
- теплової
- час
- сьогодні
- традиційний
- транспортування
- us
- вода
- хвиля
- Що
- вітер
- Work
- світ
- б
- років