鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2023年07月24日
到2100年全世界還要多少太陽能電池才能實現氣候目標?
德國弗勞恩霍夫太陽能系統研究所ISE和波茨坦氣候影響研究所(PIK)的研究人員試圖估計光伏產業可能需要多少浮法玻璃,以幫助世界達到太陽能裝機容量的兆瓦,這對于實現雄心勃勃的氣候目標并將全球升溫限制在1.5攝氏度是必要的。
科學家們概述了兩種不同的情況:一種是保守的情況,預測世界累計光伏容量到2050年將達到20兆瓦,到2100年將達到80兆瓦;另一種是更樂觀的情況,設想全球光伏容量到2050年將達到80兆瓦,到2101年達到170兆瓦。
對于這兩種情況,他們考慮了2011-2100年期間最大的二氧化碳預算為6000億噸二氧化碳。
他們解釋說:"這兩種情況跨越了描述光伏價格學習曲線的參數的合理范圍,系統集成挑戰的規模,碳捕獲和封存(CCS)的升級動態,以及最終使用需求電氣化的發展。"
根據這兩種情況,德國小組預測,2020年太陽能玻璃的需求可由1000平方公里至1300平方公里的年產量來滿足,到2100年可達到12000平方公里至22000平方公里。科學家們假設太陽能模塊效率的學習率為6.7%,從2020年模塊效率為20%開始。
看一下活躍的光伏容量的總面積,數值從2020年的4200至4600平方公里增加到2100年的252000至466000平方公里,從這個角度來看,2100年的數值分別大致相當于英國或瑞典的土地面積。
研究人員預計,在未來的幾十年里,雙面玻璃-玻璃組件的份額將會增加,而將玻璃厚度從3毫米減少到2毫米可以幫助滿足這一趨勢所引發的巨大需求。
基于玻璃的光伏生產完全翻倍,需要的浮法玻璃數量最早在2034年就會超過今天的整體玻璃年產量8400萬,在2074年就會超過情景1,在2100年,玻璃消費量將達到1.22億至2.15億。
學者們解釋說,可用于玻璃制造的沙子儲備并不代表未來玻璃供應的問題,但是光伏和玻璃行業將不得不在未來幾十年內擴大產能,以避免瓶頸和降低成本。更重要的是,光伏組件的效率必須大幅提高,到2030年,情景1和情景2將達到24.1%和25.9%。
他們補充說:"該路線圖預見太陽能電池效率在25%的范圍內,為單晶硅光伏的n型和p型產品的領先產品。"他們預計太陽能玻璃沒有具體的技術學習。
新興技術,如過氧化物太陽能電池和其他效率高于25%的電池技術,如果被工業界商業化成熟,可能有助于大大減少本世紀所需的太陽能玻璃的數量。
就在最近,已經宣布了薄型雙玻璃過氧化物模塊的主要商業化工作,這將減少一個數量級的玻璃需求,他們指的是位于紐約的初創公司能源材料公司開發的玻璃上過氧化物光伏的卷對卷印刷技術。
科學家們在最近發表在《能源與環境科學》上的《資源高效的太瓦級光伏技術學習》中介紹了他們的發現。該研究還分析了銀和銦的需求,光伏的預計成本,以及太陽能行業的溫室氣體排放。