Avots: theconversation.com
Kopš 2010. gada pārsteidzošais saules fotoelektriskās (PV) enerģijas izmaksu samazinājums par 82 procentiem ir devis pasaulei iespēju izveidot nulles emisiju enerģijas sistēmu, kas varētu būt lētāka nekā ar fosilo kurināmo darbināmā sistēma, ko tā aizstāj.
Starptautiskā Enerģētikas aģentūra prognozē, ka PV saules enerģijas ražošanas jaudai līdz 2040. gadam ir jāpalielinās desmitkārtīgi, ja mēs vēlamies izpildīt dubultos uzdevumus - mazināt globālo nabadzību un ierobežot sasilšanu līdz 2 grādiem.
Kritiskas problēmas joprojām pastāv. Saule ir "intermitējoša", jo saules gaisma mainās dienas laikā un dažādos gadalaikos, tāpēc enerģija ir jāuzkrāj, kad saule nespīd. Politika ir arī jāveido tā, lai saules enerģija sasniegtu tālākos pasaules nostūrus un vietas, kur tā ir visvairāk nepieciešama. Un būs neizbēgami kompromisi starp saules enerģiju un citiem tās pašas zemes izmantošanas veidiem, tostarp saglabāšanu un bioloģisko daudzveidību, lauksaimniecību un pārtikas sistēmām, kā arī kopienu un vietējo izmantošanu.
Mēs ar kolēģiem žurnālā Nature esam publicējuši pirmo globālo lielo saules enerģijas ražošanas iekārtu sarakstu. "Liels" šajā gadījumā attiecas uz iekārtām, kas ģenerē vismaz 10 kilovatus, kad saule ir visaugstākajā līmenī. (Tipiska neliela dzīvojamā jumta iekārta ir aptuveni 5 kilovati).
Mēs izveidojām mašīnmācīšanās sistēmu, lai atklātu šīs iespējas satelītattēlos, un pēc tam izvietojām sistēmu vairāk nekā 550 terabaitiem attēlu, izmantojot vairākus cilvēku mūžus.
Mēs pārmeklējām gandrīz pusi no Zemes virsmas, filtrējot attālos apgabalus, kas atrodas tālu no cilvēku populācijām. Kopumā mēs atklājām 68 661 saules enerģijas iekārtu. Izmantojot šo iekārtu platību un kontrolējot nenoteiktību mūsu mašīnmācīšanās sistēmā, mēs iegūstam vispārēju aplēsi 423 gigavatu uzstādītās ražošanas jaudas apmērā 2018. gada beigās. Tas ir ļoti tuvu Starptautiskās Atjaunojamās enerģijas aģentūras (IRENA) aplēsēm. 420 GW tajā pašā periodā.
Saules enerģijas pieauguma izsekošana
Mūsu pētījums liecina, ka no 2016. līdz 2018. gadam saules PV ģenerēšanas jauda ir pieaugusi par ievērojamu 81 procentu — šajā periodā mums bija laika zīmogs. Izaugsmi īpaši noteica pieaugums Indijā (184 procenti), Turcijā (143 procenti), Ķīnā (120 procenti) un Japānā (119 procenti).
Telpu lielums bija dažāds, sākot no plašām gigavatu mēroga tuksneša instalācijām Čīlē, Dienvidāfrikā, Indijā un Ķīnas ziemeļrietumos līdz komerciālām un rūpnieciskām iekārtām uz jumtiem Kalifornijā un Vācijā, lauku ielāpu iekārtām Ziemeļkarolīnā un Anglijā un pilsētu ielāpu iekārtām Dienvidkoreja un Japāna.
Saules enerģija, kas sajaukta ar rīsu laukiem rekultivētā zemē Dienvidkorejā. Krājumi jums / shutterstock
Iekārtas līmeņa datu priekšrocības
Mūsu datu kopas valstu līmeņa apkopotie dati ir ļoti tuvi IRENA valsts līmeņa statistikai, kas tiek apkopota no anketām, valsts amatpersonām un nozares asociācijām. Salīdzinot ar citām iekārtu līmeņa datu kopām, mēs risinām dažus kritiskus pārklājuma trūkumus, jo īpaši jaunattīstības valstīs, kur saules PV izkliede ir būtiska, lai paplašinātu piekļuvi elektrībai, vienlaikus samazinot siltumnīcefekta gāzu emisijas. Attīstītajās un jaunattīstības valstīs mūsu dati nodrošina kopīgu etalonu, kas nav objektīvs, ņemot vērā uzņēmumu vai valdību sniegtos ziņojumus.
Ģeotelpiski lokalizēti dati ir ļoti svarīgi enerģijas pārejai. Tīkla operatoriem un elektroenerģijas tirgus dalībniekiem ir precīzi jāzina, kur atrodas saules enerģijas iekārtas, lai precīzi zinātu saražotās vai saražotās enerģijas daudzumu. Jaunās in situ vai attālinātās sistēmas var izmantot atrašanās vietas datus, lai prognozētu palielinātu vai samazinātu ģenerāciju, ko izraisa, piemēram, garāmejoši mākoņi vai laikapstākļu izmaiņas.
This increased predictability allows solar to reach higher proportions of the energy mix. As solar becomes more predictable, grid operators will need to keep fewer fossil fuel power plants in reserve, and fewer penalties for over- or under-generation will mean more marginal projects will be unlocked.
Izmantojot aizmugurējo satelītattēlu katalogu, mēs varējām aprēķināt uzstādīšanas datumus 30 procentiem iekārtu. Šādi dati ļauj mums izpētīt precīzus apstākļus, kas izraisa saules enerģijas izplatību, un palīdzēs valdībām labāk izstrādāt subsīdijas, lai veicinātu straujāku izaugsmi.
Autori salīdzināja saules enerģijas iekārtu atrašanās vietas ar datiem par zemes izmantošanu, lai noskaidrotu, kas tur bija agrāk. Labība (gaiši brūna) bija viegli visizplatītākā. Kruitwagen et al, Nature
Zinot, kur atrodas iekārta, mēs varam arī izpētīt saules enerģijas ražošanas pieauguma neparedzētās sekas. Mūsu pētījumā mēs noskaidrojām, ka saules elektrostacijas visbiežāk atrodas lauksaimniecības teritorijās, kam seko zālāji un tuksneši.
Tas norāda uz nepieciešamību rūpīgi apsvērt, kādu ietekmi uz pārtikas sistēmām, bioloģisko daudzveidību un neaizsargāto iedzīvotāju izmantotajām zemēm nākamajās desmitgadēs atstās saules PV ražošanas jaudas desmitkārtīga paplašināšana. Politikas veidotāji var stimulēt tā vietā uzstādīt saules enerģijas ražošanu uz jumtiem, kas rada mazāku konkurenci zemes izmantošanā, vai citas atjaunojamās enerģijas iespējas.