Для реализации оптимистических прогнозов по росту сектора солнечной энергетики требуется усовершенствовать систему накопления энергии, сетевую инфраструктуру и обеспечить государственную поддержку.

Шестьдесят лет назад цена солнечной панели была астрономической. По сегодняшним расценкам один ватт стоил $1,910 (£1,350), и единственной сферой для практического применения таких панелей был космос, где их использовали на американском спутнике Авангард 1 (Vanguard 1), который был запущен в 1958 году.
Однако со временем началось падение цен на производство солнечных элементов. Сегодня цена составляет менее $0.80 (£0.55) за один ватт. Но сможет ли солнечная энергетика достигнуть повсеместного распространения? Как говорится в отчете Deloitte по солнечной энергетике за 2015 год, история свидетельствует о том, что на самом деле происходят внезапные, прорывные и по большей части непрогнозируемые технологические сдвиги.
В исследовании, которое было недавно опубликовано в журнале Research Policy, ученые Оксфордского Университета констатировали, что в краткосрочной перспективе динамика рынка солнечной энергетики будет демонстрировать безостановочное движение вверх. Ученые отмечают, что в результате снижения производственных издержек, которые, начиная с 1980-х гг., ежегодно падали на 10%, значительно возрастет доля солнечной энергетики в общемировом энергетическом рынке с сегодняшнего уровня в 1.5% до 20% к 2027 году.
В то же время, Международное энергетическое агентство (The International Energy Agency’s (IEA)) представило наиболее амбициозный сценарий по возобновляемым источникам энергии, согласно которому вклад электроэнергии, вырабатываемой солнечными фотоэлектрическими элементами, к 2050-му году достигнет 16% от общего объема электропроизводства.
Тем не менее, Международное энергетическое агентство последовательно преуменьшает объем солнечной энергетики. Согласно его прогнозу от 2000 года, предполагался четырехкратный рост объема солнечных энергомощностей за последующий 15-летний период. В реальности произошло его пятикратное увеличение. Позднее IEA скорректировало свой прогноз на 2015 год с 5 ГВт до 14 ГВт. На этот раз для достижения указанного объема потребовалось три года.
Помимо фотоэлектрических (ФЭ) элементов, рост демонстрирует и технология концентрации солнечной энергии. При внедрении этой технологии энергия солнца используется для нагревания воды или масла, а также для приведения в действие обычных турбин. Однако она по-прежнему играет лишь второстепенную роль, ежегодно добавляя около 1 ГВт к общемировому объему (по сравнению с 50 ГВт за счет ФЭ). Дольф Гилен (Dolf Gielen), директор расположенного в Боне (Германия) Центра инноваций и технологий Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), заявил, что он предполагает значительный рост этого направления в пустынных регионах, таких как Марокко и Южная Африка, где данный источник энергии был особенно эффективен.
В развивающихся странах солнечная энергетика на данный момент является конъюнктурной. Премьер-министр Индии Нарендра Моди использовал свой внушительный политический вес и предоставил денежные средства для развития мирового альянса по солнечной энергетике. Китай, который уже стал мировым флагманом в производстве солнечной энергии, только за первый квартал текущего года внес вклад в мировые гелиоэнергетические установки, объем которого равен общей мощности солнечной энергетики Франции. Характерная для Китая тенденция к широкому распространению крупномасштабных ферм изменила глобальный баланс (который ранее составлял 50/50), снизив использование «домохозяйственных» солнечных батарей, установленных на крышах.
Даже в беднейших странах «гибкость», обеспечиваемая за счет использования солнечной энергии, делает ее востребованным источником. Свыше 3,5 млн. домашних гелиоэнергетических систем установлено в сельских регионах Бангладеш. Во всем мире без электричества проживают 1,3 млрд. людей. Зачастую это связано с тем, что их дома не подсоединены к электроэнергетической системе. По мере развития экономики этих стран их будет «наполнять» солнечная энергетика как самый дешевый и независимый источник электроэнергии, которую люди будут использовать в бытовых целях. На будущее солнечной энергетики можно смотреть с оптимизмом.
Что сдерживает рост солнечной энергетики?
Янь Квин (Yan Qin), главный аналитик по вопросам моделирования в Thompson Reuters Point Carbon, сообщил что солнечную энергетику ожидают несколько волн спада. Основная причина связана с инфраструктурой электроэнергетической системы, которая была построена для поддержания постоянных уровней вырабатываемой электроэнергии и которой теперь придется справляться с вариабельным производством солнечной и ветровой энергии.
Национальные энергосистемы проходят процесс адаптации, однако инвестиции в инфраструктуру колоссальны, а работы выполняются медленно. В Европе сорвался план по строительству крупнейшего солнечного энергоцентра в пустыне Сахара, который к 2050 году должен был обеспечивать 15% европейского объема электроэнергии. Срыв произошел из-за того, что темпы снижения расходов на передачу солнечной энергии оказались не такими быстрыми, как падение издержек на сооружение панелей солнечных элементов. По словам Гилена, эта вариативность и стала фактором, ограничившим рост.
Гилен также отметил, что в производстве солнечной энергии очень четко выражена сезонность. Это создает проблему на более высоких широтах. Если бы удалось соединить все страны мира, то солнце светило бы в любое время в какой-то из них, и проблема была бы решена. Однако мы по-прежнему далеки от такой ситуации.
Как и в случае других возобновляемых источников энергии, зависящих от погоды, сдерживающим фактором для солнечной энергетики является ее «коэффициент использования установленной мощности», т.е., по существу, то, с какой частотой осуществляется производство электроэнергии. Угольная электростанция работает с уровнем мощности 70-80%. В северной Европе коэффициент использования установленной мощности панели солнечных элементов составляет всего 15%, что существенно снижает ее конкурентоспособность.
По словам Квин, для отрасли потребуются правительственные субсидии, по крайне мере, на последующие 15 лет, чтобы она смогла конкурировать с традиционными технологиями, основанными на таких ископаемых видах топлива, как уголь и газ. Еще одним вызовом, который может стать препятствием для достижения конкурентоспособности солнечной энергетикой, становятся «хронически» низкие цены на ископаемые углеводороды.
И это несмотря на заявления представителей гелиоэнергетики из Соединенного Королевства (где недавно субсидии были урезаны на 65%) о том, что отрасль сможет существовать без субсидий до начала 2020-х г.г. Это тот прогноз, который Квин называет «медвежьим». Гилен же считает, что в перспективе получаемая от Солнца энергия станет одним из самых дешевых видов электроэнергии. Но при этом степень ее дешевизны зависит отчасти и от правительственной политики, и от глобального или регионального уровня выплат за выбросы углекислого газа в атмосферу. Это также будет приводить к снижению конкуренции с ископаемыми углеводородами.
Оптимальные решения
По словам Гилена, к 2050 году солнечная энергетика сможет обеспечивать поставки в объеме 10% от мировой электроэнергии. Это будет происходить по мере разработки технологических решений, способных побороть присущие данной отрасли недостатки. Батареи для хранения избыточной энергии в ночное время или облачные дни по-прежнему стоят дорого, хотя их стоимость и снижается. Наряду с другими компаниями Tesla заявляет, что вскоре она сможет обеспечить доступные по цене хранилища для частных солнечных систем, устанавливаемых на крыше здания, а также для крупных электроэнергетических компаний.
Однако, как отмечает Гилен, есть и более предпочтительное решение, которое уже обрело популярность в различных странах мира. Оно заключается в сочетании солнечной энергетики и других существующих технологий использования возобновляемых источников, в том числе гидро-, ветровой, приливной и геотермальной энергии. Все они обеспечивают либо постоянное производство энергии, либо вариативное, в зависимости от различных циклов солнечного излучения. Например, в Коста-Рике используется действенная комбинация всех вышеуказанных технологий, и поэтому на данном этапе страна редко переходит на дизельные энергетические установки. Некоторые государства, в частности Соединенное Королевство, выбирают вариант с добавлением ядерной энергетики к вышеуказанному смешанному варианту, однако высокий ценовой уровень и тревожный настрой населения делают это решение непопулярным.
Хотя солнце ежечасно заливает землю светом в объеме, достаточном для удовлетворения энергетических потребностей на весь год, сама по себе солнечная энергетика не решит стоящую перед нами задачу по использованию экологически чистых видов энергии.

По материалам:

http://www.greenevolution.ru/